Způsoby využití obnovitelných zdrojů energie. Obnovitelné zdroje a vedlejší účinky na životní prostředí Co Rusko?

- [Strana 5] -

Dehydratovaný ethanol je kapalina v teplotním rozmezí od –117 do +78 ° С s teplotou vznícení 423 ° С. Jeho použití ve spalovacím motoru vyžaduje speciální karburátor. Proto jste zmatení http://dhes.ime.mrsu.ru - Oddělení tepelných a energetických systémů 9 Ageev V.A. Nekonvenční a obnovitelné zdroje energie (přednáškový kurz) používají benzín s dehydratovaným ethanolem (20% objemu) a tuto směs (benzín) používají v konvenčních benzínových motorech. Gasohol je v současné době v Brazílii běžným palivem (etanol se tam získává z cukrové třtiny a manioku) a používá se také v USA (ethanol z kukuřice).

Důležitou vlastností ethanolu je jeho schopnost odolávat rázovým zatížením bez exploze, díky čemuž je mnohem výhodnější než přísady z tetraethylolova, což způsobuje vážné znečištění ovzduší. Vynikající palivové vlastnosti etanolu poskytují motorům 20% nárůst výkonu ve srovnání s čistým benzínem. Hmotnostní hustota a výhřevnost ethanolu je nižší než u benzínu, resp. Spalné teplo (24 MJ / m3) je o 40% nižší než u benzínu (39 MJ / m3). Lepší spalování ethanolu však tento pokles výhřevnosti kompenzuje. Praxe potvrzuje, že motory spotřebovávají přibližně stejné množství benzínu a benzínu.

Literatura

1. Boyles D. Bioenergie: technologie, termodynamika, náklady. - M. Agropromizdat, 1987.

2. Dubrovsky V.S., Viestur U.E. Metanová digesce zemědělského odpadu. - Riga: Zinatie, 1988.

3. Twidell J., Weir A. Obnovitelné zdroje energie: Per. z angličtiny - M. Energoatomizdat, 1990.- 392 s.

16. Využití biopaliv pro energetické účely

16.1. Výroba biomasy pro energetické účely

16.2. Pyrolýza (suchá destilace)

http://dhes.ime.mrsu.ru - Oddělení tepelných a energetických systémů 10 Ageev V.A. Netradiční a obnovitelné zdroje energie (kurz přednášek)

16.3. Termochemické procesy

16.4. Alkoholické kvašení (kvašení)

16.4.1. Metody získávání alkoholu

16.4.2. Použití ethanolu jako paliva

Literatura

- & nbsp– & nbsp–

18.1. Problém interakce mezi energií a životním prostředím V komplexu stávajících environmentálních problémů zaujímá energie jedno z předních míst. V souvislosti s intenzivním zapojením obnovitelných zdrojů energie do jejich praktického využití je zvláštní pozornost věnována ekologickému aspektu jejich dopadu na životní prostředí.

Existuje názor, že výroba elektřiny z obnovitelných zdrojů je absolutně ekologicky „čistá“

volba. To není úplně pravda, protože tyto zdroje energie mají ve srovnání s tradičními elektrárnami využívajícími organická, minerální a hydraulická paliva zásadně odlišné spektrum dopadů na životní prostředí a v některých případech je jejich dopad ještě méně nebezpečný. Některé typy environmentálních dopadů obnovitelných zdrojů energie na životní prostředí navíc nejsou dosud jasné, zejména z časového hlediska, a proto byly studovány a vyvíjeny v ještě menší míře než technické problémy využívání těchto zdrojů.

Různé obnovitelné zdroje energie jsou vodní zdroje. Po dlouhou dobu byly také označovány jako ekologicky „čisté“ zdroje energie. S přihlédnutím k ekologickým důsledkům takového využívání samozřejmě nedošlo k dostatečnému rozvoji opatření na ochranu životního prostředí a životního prostředí, což přivedlo vodní energetiku na přelomu 90. let k hluboké krizi. Proto by měly být předem prozkoumány možné environmentální důsledky využívání obnovitelných zdrojů energie.

Přeměna energie z netradičních obnovitelných zdrojů na nejvhodnější formy jejího využití - elektřinu nebo teplo - © Department of Heat and Power Systems, 2004 1 Ageev V.A. Netradiční a obnovitelné zdroje energie (průběh přednášek) na úrovni moderních znalostí a technologií jsou dost drahé.

Ve všech případech však jejich používání vede k rovnocennému snížení spotřeby fosilních paliv a menšímu znečištění životního prostředí. Až dosud nebyly ve všech metodách, které poskytují technické a ekonomické srovnání tradičních typů výroby energie s obnovitelnými zdroji, tyto faktory vůbec zohledňovány nebo pouze zaznamenávány, ale ne kvantifikovány.

Úkolem vyvinout vědecky podložené metody ekonomického hodnocení environmentálních důsledků využívání různých typů obnovitelných zdrojů energie a nové metody přeměny energie, které by měly kvantitativně zohlednit faktory odlišných ve srovnání s tradičními zařízeními , dopad na životní prostředí, se stává naléhavým.

Uvažujme o hlavních faktorech vlivu netradičních obnovitelných zdrojů energie na životní prostředí na různá přírodní prostředí a objekty.

18.2. Dopad rozvoje sluneční energie na životní prostředí

Sluneční stanice jsou stále nedostatečně studovanými objekty, a proto jejich přičítání ekologicky šetrným elektrárnám nelze nazvat plně odůvodněnými. V nejlepším případě lze konečnou fázi přičíst šetrnosti k životnímu prostředí - fázi provozu SES, a to je relativní.

Solární stanice jsou poměrně intenzivní na Zemi. Specifická kapacita půdy SES se pohybuje od 0,001 do 0,006 ha / kW s nejpravděpodobnějšími hodnotami 0,003–0,004 ha / kW. To je méně než u vodních elektráren, ale více než u tepelných a jaderných elektráren. Je třeba mít na paměti, že solární stanice jsou velmi náročné na materiál (kov, sklo, beton atd.), Navíc v daných hodnotách kapacity půdy je získávání půdy ve fázích těžby a zpracování surovin nebere se v úvahu. V případě vytvoření solární elektrárny se solárními rybníky, konkrétní pozemek Oddělení tepelných a energetických systémů, 2004 2 Ageev V.A. Nekonvenční a obnovitelné zdroje energie (průběh přednášek) kosti se zvětší a zvýší se nebezpečí znečištění podzemních vod solankami.

Sluneční koncentrátory způsobují velké plochy zastínění pozemků, což vede k silným změnám půdních podmínek, vegetace atd. Nežádoucí vliv prostředí v oblasti stanice způsobuje ohřev vzduchu, když jím prochází sluneční záření koncentrované zrcadlovými reflektory. To vede ke změně tepelné bilance, vlhkosti, směru větru; v některých případech je možné přehřátí a požár systémů využívajících koncentrátory, se všemi z toho plynoucími důsledky. Používání kapalin s nízkou teplotou varu a jejich nevyhnutelný únik v solárních energetických systémech během dlouhodobého provozu může vést ke značnému znečištění pitné vody. Zvláště nebezpečné jsou kapaliny obsahující chromany a dusitany, což jsou vysoce toxické látky.

Sluneční technologie má nepřímý vliv na životní prostředí. V regionech jeho rozvoje by měly vzniknout velké komplexy na výrobu betonu, skla a oceli. Při výrobě fotovoltaických článků křemíku, kadmia a arsenidu a helia se ve vzduchu průmyslových prostor objevuje silikonový prach, sloučeniny kadmia a arsenidu, nebezpečné pro lidské zdraví.

Vesmírný SES může vlivem mikrovlnného záření ovlivňovat klima, interferovat s televizní a rozhlasovou komunikací a ovlivňovat nechráněné živé organismy, které spadly do zóny jeho vlivu. V tomto ohledu je nutné použít k přenosu energie na Zemi rozsah vlnových délek šetrný k životnímu prostředí.

Nepříznivé účinky solární energie prostředí může být ovlivněno:

při odcizení pevninských oblastí jejich případná degradace;

v možnosti úniku pracovních kapalin obsahujících chlorečnany a dusitany;

v nebezpečí přehřátí a požárních systémů, kontaminace produktů toxickými látkami při používání solárních systémů v zemědělství;

změny tepelné bilance, vlhkosti, směru větru v oblasti stanice;

v zatemnění velkých oblastí solárními koncentrátory možná degradace půdy;

v dopadu na klima vesmírných solárních elektráren;

při vytváření interference s televizní a rozhlasovou komunikací;

při přenosu energie na Zemi ve formě mikrovlnného záření, které je nebezpečné pro živé organismy a člověka.

18.3. Vliv větrné energie na přírodní prostředí

Faktory dopadu WPP na přírodní prostředí, jakož i důsledky tohoto dopadu a hlavní opatření ke snížení a odstranění negativních projevů jsou uvedeny v tabulce. 18.3.1. Podívejme se na některé z nich podrobněji.

U silných průmyslových větrných farem je požadována oblast o rychlosti 5 až 15 MW / km2, v závislosti na větrné růžici a místním reliéfu oblasti. Větrná farma s výkonem 1 000 MW bude vyžadovat plochu 70 až 200 km2. Přidělení těchto oblastí v průmyslových regionech je spojeno s velkými obtížemi, ačkoli některé z těchto pozemků lze také využít pro hospodářské potřeby. Například v Kalifornii, 50 km od San Franciska na Altamont-Pass, je půda přidělená parku silné větrné farmy využívána také k zemědělským účelům.

- & nbsp– & nbsp–

Problém využívání území je zjednodušen, když se větrné elektrárny nacházejí ve vodních oblastech. Například návrhy na vytvoření výkonných větrných farem pro malé oddělení tepelných a energetických systémů, 2004 5 Ageev V.A. Netradiční a obnovitelné zdroje energie (průběh přednášek) ve vodních oblastech Finského zálivu a Ladožského jezera nejsou spojeny s vyřazením velkých území z ekonomického využití. Z přidělené vodní plochy pro větrné elektrárny budou potřeba jen asi 2% přímo na stavby pro větrné elektrárny. V Dánsku je přehrada, na které je instalován park větrných turbín, také molo pro rybářská plavidla. Využití území obsazeného větrným parkem pro jiné účely závisí na hlukových vlivech a míře rizika v případě poruchy větrné turbíny. U velkých větrných turbín lze lopatku při zvedání odhodit na vzdálenost 400–800 m.

Nejdůležitějším faktorem vlivu WPP na životní prostředí je akustický dopad. V zahraniční praxi bylo pro různé větrné turbíny s větrnými koly, které se liší designem, materiály, výškou nad zemí a pro různé přírodní podmínky (rychlost větru a směr, podkladová plocha atd.).

Hlukové efekty větrných turbín mají jinou povahu a jsou rozděleny na mechanické (hluk z převodovek, ložisek a generátorů) a aerodynamické efekty. Ten druhý může být nízkofrekvenční (méně než 16-20 Hz) a vysokofrekvenční (od 20 Hz do několika kHz). Jsou způsobeny otáčením oběžného kola a jsou určeny následujícími jevy: vznik vakua za rotorem nebo větrným kolem s náporem proudů vzduchu do určitého bodu sestupu turbulentních proudů;

pulzace zdvihací síly na profilu lopatky; interakce turbulentní mezní vrstvy s odtokovou hranou lopatky.

Odstranění větrné farmy z osad a rekreačních oblastí řeší problém hluku pro lidi. Hluk však může ovlivnit faunu, včetně mořské fauny v oblasti rovníkových větrných farem. Podle zahraničních údajů se pravděpodobnost poškození ptáků větrnými turbínami odhaduje na 10%, pokud migrační trasy procházejí větrným parkem. Umístění větrných parků ovlivní migrační trasy ptáků a ryb pro rovníkové větrné farmy.

© Department of Heat and Power Systems, 2004 6 Ageev V.A. Netradiční a obnovitelné zdroje energie (průběh přednášek) Předpokládá se, že screeningový efekt větrných elektráren na dráhu přirozených proudů vzduchu bude nevýznamný a lze jej ignorovat. To je způsobeno skutečností, že větrné turbíny používají malou povrchovou vrstvu pohybujících se vzduchových hmot (asi 100-150

m) a navíc ne více než 50% z nich Kinetická energie... Výkonné větrné farmy však mohou mít dopad na životní prostředí: například omezit větrání vzduchu v oblasti, kde se nachází větrný park. Stínící účinek větrného parku může být ekvivalentní účinku kopce stejné oblasti a výšky asi 100-150 m.

Rušení způsobené odrazem elektromagnetických vln lopatkami větrné turbíny může ovlivnit kvalitu televizních a mikrovlnných rádiových přenosů a také různých navigačních systémů v oblasti, kde se větrná farma nachází ve vzdálenosti několika kilometrů.

Nejradikálnějším způsobem, jak omezit rušení, je přesunout větrnou farmu do vhodné vzdálenosti od komunikací. V některých případech lze interferenci zabránit instalací opakovačů. Tato otázka nepatří do kategorie neřešitelných a v každém případě lze najít konkrétní řešení.

Nepříznivé faktory ve větrné energii:

hlukové efekty, elektrické, rozhlasové a televizní rušení;

odcizení pevninských oblastí;

místní klimatické změny;

nebezpečí pro stěhovavé ptáky a hmyz;

nekompatibilita krajiny, neatraktivita, vizuální averze, nepohodlí;

změny v tradiční přepravě, nepříznivé dopady na mořské živočichy.

- & nbsp– & nbsp–

18.4. Potenciální ekologické projevy geotermální energie Hlavní dopad geotermálních elektráren na životní prostředí je při vývoji pole, výstavbě parovodů a budování stanic, ale obvykle je omezen na oblast pole.

Přírodní pára nebo plyn se vyrábí vrtáním vrtů hlubokých 300 až 2 700 m. Pod vlastním tlakem stoupá pára na povrch, kde je shromažďována v tepelně izolovaných potrubích a dodávána do turbín. Například v Údolí gejzírů (USA) poskytuje produktivita každé studny v průměru 7 MW čistého výkonu. Elektrárna o výkonu 1 000 MW vyžaduje 150 vrtů, které zabírají plochu více než 19 km2.

Potenciálními důsledky geotermálního vývoje jsou pokles půdy a seismické efekty. Pokles je možný všude tam, kde podložní vrstvy přestávají podporovat horní vrstvy půdy a jsou vyjádřeny snížením průtoků termálních pramenů a gejzírů a dokonce jejich úplným zmizením. Během těžby pole Wairokey (USA) od roku 1954 do roku 1970. zemský povrch se zmenšil o téměř 4 m a plocha zóny, kde půda ustoupila, činila asi 70 km2 a každoročně se stále zvětšovala.

Vysoká seismická aktivita je jedním ze znaků blízkosti geotermálních ložisek a toto znamení se používá při hledání zdrojů. Intenzita zemětřesení v pásmu tepelných jevů způsobených sopečnou aktivitou je však obvykle mnohem menší než intenzita zemětřesení způsobená velkými výtlaky zemské kůry podél zlomů. Není proto důvod se domnívat, že rozvoj geotermálních zdrojů zvyšuje seismickou aktivitu.

Na GeoTPP nedochází ke spalování paliva, proto je objem jedovatých plynů emitovaných do atmosféry mnohem menší než na © Department of Heat and Power Systems, 2004 8 Ageev V.A. Nekonvenční a obnovitelné zdroje energie (průběh přednášek) tepelných elektráren, které mají ve srovnání s plynným odpadem z fosilních paliv jiné chemické složení. Pára vyrobená z geotermálních vrtů je převážně vodní pára. Nečistoty plynu jsou 80% oxidu uhličitého a obsahují malá množství metanu, vodíku, dusíku, amoniaku a sirovodíku. Nejškodlivější je sirovodík (0,0225%). Geotermální vody obsahují rozpuštěné plyny jako SO2, N2, NH3, H2S, CH4, H2.

Kvůli nižší účinnosti je potřeba GeoTPP pro chladicí vodu (na 1 kWh elektřiny) 4-5krát vyšší než u TPP. Vypouštění odpadních vod a kondenzátu pro chlazení do nádrží může způsobit tepelné znečištění a také zvýšení koncentrace solí, včetně chloridu sodného, amoniaku, oxidu křemičitého a prvků, jako je bór, arsen, rtuť, rubidium, cesium, draslík, fluor, sodík, brom, jód, i když v malé množství.

S nárůstem hloubky vrtů je možné zvýšení těchto průtoků.

Jedním z nepříznivých projevů Geotermální elektrárny je znečištění povrchových a podzemních vod v případě uvolňování roztoků s vysokou koncentrací při vrtání studní. Vypouštění odpadních termálních vod může ve vlhkém podnebí způsobit podmáčení určitých oblastí půdy a ve vyprahlých oblastech zasolování. Průlom v potrubí je nebezpečný, v důsledku čehož může k zemi proudit velké množství solanky.

Geotermální elektrárny, které mají účinnost 2–3krát nižší než jaderné elektrárny a tepelné elektrárny, dodávají do atmosféry 2–3krát více tepelných emisí. Jako jednoduchou cestu ke snížení vlivu na životní prostředí je třeba doporučit vytvoření kruhového oběhu chladiva v geotermální elektrárně podle systému „studna - jednotky pro odvod tepla - studna - nádrž“. To umožní vyhnout se proudění termálních vod na zemský povrch, do útvarů podzemních a povrchových vod, zajistit udržování tlaku v nádrži, vyloučit pokles půdy a jakoukoli možnost seismických projevů.

Nepříznivé dopady geotermální energie na životní prostředí Oddělení tepelných a energetických systémů, 2004 9 Ageev V.A. Netradiční a obnovitelné zdroje energie (kurz přednášek) tiki pro ekologii:

odcizení půdy;

změna hladiny podzemních vod, pokles půdy, podmáčení;

pohyby kůry, zvýšená seismická aktivita;

emise plynu (metan, vodík, dusík, amoniak, sirovodík);

emise tepla do atmosféry nebo povrchové vody;

vypouštění otrávené vody a kondenzátu kontaminovaného v malých množstvích čpavkem, rtutí, oxidem křemičitým;

znečištění podzemních vod a zvodněných vrstev, zasolení půdy;

emise velkého množství solanky při prasknutí potrubí.

18.5. Dopady oceánské energie na životní prostředí

Při přeměně jakéhokoli druhu oceánské energie jsou určité změny v přirozeném stavu postižených ekosystémů nevyhnutelné.

Potenciální úniky čpavku, propanu nebo freonu do oceánu, jakož i látek používaných k propláchnutí výměníků tepla (chlor atd.), Lze přičíst negativním důsledkům provozu zařízení využívajících tepelnou energii oceánu. Významné uvolňování oxidu uhličitého ze studených hlubokých vod stoupajících na povrch je možné díky snížení parciálního tlaku CO2 a zvýšení teploty paliva. Ochlazení oceánských vod způsobuje zvýšení obsahu živin v povrchové vrstvě a výrazné zvýšení fytoplanktonu. Jak vycházejí na povrch, hluboce uložené mikroorganismy znečišťují oceán a bude nutné přijmout zvláštní opatření k jeho vyčištění.

Stavba TPP má neblahý vliv na stav oddělení tepelných a energetických systémů, 2004 10 Ageev V.A. Netradiční a obnovitelné zdroje energie (průběh přednášek) pobřežních zemí, samotného pobřeží a vodního pásu podél pobřeží: mění se podmínky záplav, zasolení, eroze břehů, tvorba pláží atd. Změny v pohybu podzemní vody ovlivňují dynamika zasolení pobřežních zemí.

Na TPP v Číně byly studovány zákonitosti ukládání sedimentů v nádrži TPP a za přehradou, jakož i opatření k jejich potírání. Působení Rane TPS ve Francii ukázalo, že dvojčinné schéma s jedním účinkem pánve přijaté v jeho konstrukci maximálně zachovává přirozený cyklus oscilací pánve, a tím zaručuje ekologickou bezpečnost přílivové energie.

Využití vlnové energie v hlubinných místech na otevřeném oceánu ovlivňuje procesy v oceánu. Převodníky jsou umístěny daleko od pobřeží a neovlivňují nepříznivě stabilitu pobřeží.

Při instalaci převaděčů v blízkosti pobřeží dochází k estetickým problémům, protože jsou viditelné z pobřeží. Řada zařízení, jako jsou potápěčské kachny Salter, několik kilometrů dlouhá, vypadá méně esteticky než skupina chytře umístěných volně stojících měničů výkonu. Kromě toho se souvislá řada měničů, na rozdíl od samostatně umístěných instalací, může stát překážkou pro navigaci a být nebezpečná pro lodě během silných bouří.

Jednou z důležitých otázek dopadu transformace vlnové energie v pobřežní zóně na životní prostředí je dopad na procesy v jejích mezích. Látky transportované vlnami se nazývají pobřežní sedimenty. Jejich pohyb je nezbytný ke stabilizaci pobřežního pásu, tj.

rovnováha mezi erozí a sedimentem. V tomto ohledu je vhodné instalovat v místech plánovaných vlnolamů řetězec měničů vlnové energie tak, aby plnily dvojí funkci: využití energie © Department of Heat and Power Systems, 2004 11 Ageev V.A. Nekonvenční a obnovitelné zdroje energie (průběh přednášek) vlny a ochrana pobřeží.

Nepříznivé dopady hydrotermální energie na životní prostředí:

úniky amoniaku, freonu, chloru atd. do oceánu;

uvolňování CO2 z vody;

změny cirkulace vody, výskyt regionálních a biologických anomálií pod vlivem hydrodynamických a tepelných poruch;

změna klimatu.

Nežádoucí dopady přílivové energie na životní prostředí:

periodické záplavy pobřežních oblastí, změna ve využívání půdy v oblasti TES, flóra a fauna vodní plochy;

zákal stavební vody, povrchové vypouštění znečištěné vody.

Nepříznivé environmentální důsledky pro vlnovou energii:

eroze pobřeží, změna pohybu pobřežních písků;

značná spotřeba materiálu;

změny stávajících přepravních tras podél pobřeží;

znečištění vody při stavbě, povrchové výboje.

18.6. Environmentální charakteristiky využívání bioenergetických zařízení Bioenergetické závody ve srovnání s tradičními elektrárnami a jinými obnovitelnými zdroji energie jsou nejvíce šetrné k životnímu prostředí.

Pomáhají zbavit životní prostředí všech druhů znečištění. Například například anaerobní fermentace - účinný prostředek nápravy nejen prodej živočišného odpadu, ale také zajištění © Department of Heat and Power Systems, 2004 12 Ageev V.A. Netradiční a obnovitelné zdroje energie (průběh přednášek) ekologické čistoty, protože pevné organické látky ztrácejí vůni a stávají se méně atraktivní pro hlodavce a hmyz (v procesu rozkladu dochází ke zničení patogenů). Kromě toho se tvoří další krmivo pro hospodářská zvířata (bílkoviny) a hnojiva.

Komunální odpadní voda a pevný odpad, odpad z těžby dřeva a dřevozpracujícího průmyslu, které představují možné zdroje silného znečištění životního prostředí, jsou současně surovinami pro energii, hnojivy a cennými chemikáliemi. Rozsáhlý rozvoj bioenergie je proto šetrný k životnímu prostředí.

Při energetickém využití biomasy však dochází k nepříznivým dopadům na objekty životního prostředí. Přímým spalováním dřeva vzniká velké množství částic, organických složek, oxidu uhelnatého a dalších plynů. Koncentrací některých znečišťujících látek převyšují produkty spalování ropy a jejích derivátů. Dalším ekologickým důsledkem spalování dřeva jsou značné tepelné ztráty.

Ve srovnání se dřevem je bioplyn čistší palivo, které neprodukuje škodlivé plyny a částice. Současně jsou nutná opatření při výrobě a spotřebě bioplynu, protože metan je výbušný.

Během skladování, přepravy a používání by proto mělo být prováděno pravidelné sledování za účelem detekce a odstranění netěsností.

Při fermentačních procesech zpracování biomasy na ethanol vzniká velké množství vedlejších produktů (promývací voda a destilační zbytky), které jsou vážným zdrojem znečištění životního prostředí, protože jejich hmotnost je několikrát (až 10) vyšší než hmotnost ethylalkoholu.

Negativní dopady bioenergie na životní prostředí:

emise pevných částic, karcinogenních a toxických látek, oxidu uhelnatého, bioplynu, bioalkoholu;

emise tepla, změna tepelné bilance;

- & nbsp– & nbsp–

vyčerpání organických látek v půdě, vyčerpání a eroze půdy;

nebezpečí výbuchu;

velké množství odpadu ve formě vedlejších produktů (promývací voda, zbytky destilace).

- & nbsp– & nbsp–

18. Environmentální problémy využívání netradičních a obnovitelných zdrojů energie

18.1. Problém interakce mezi energií a ekologií

18.2. Dopad rozvoje sluneční energie na životní prostředí .................. 2

18.3. Vliv větrné energie na přírodní prostředí

18.4. Možné ekologické projevy geotermální energie ........ 8

18.5. Dopady oceánské energie na životní prostředí .................. 10

18.6. Ekologické vlastnosti využívání zařízení na bioenergii

Literatura

Ekologie spotřeby Věda a technologie: Tento článek je pokračováním tématu energetického rozvoje založeného na obnovitelných zdrojích energie (OZE). Mluvíme o příspěvku obnovitelné energie k emisím skleníkových plynů a obecně o vedlejších účincích rozvoje energie založené na obnovitelných zdrojích energie.

Tento článek je pokračováním tématu energetického rozvoje založeného na obnovitelných zdrojích energie (OZE). Hovoříme o příspěvku obnovitelné energie k emisím skleníkových plynů a obecně o vedlejších účincích rozvoje energie založené na obnovitelných zdrojích energie. V některých případech mohou být negativní důsledky obnovitelné energie na životní prostředí a společnost velké - na rozdíl od stanovených cílů zlepšování environmentální výkonnosti a každý projekt vyžaduje samostatnou pečlivou analýzu. Obecně platí, že pozitivní a negativní environmentální dopady energie na obnovitelné zdroje energie jsou problémem, který stále vyžaduje další komplexní výzkum.

Klimatický aspekt rozvoje obnovitelné energie je spojen s „nulovými emisemi CO2“, když solární, větrné, hydraulické a další elektrárny fungují na obnovitelné zdroje. V těchto případech je energie generována bez spalování uhlovodíků a v důsledku toho bez emise skleníkových plynů a jiných znečišťujících látek do atmosféry.

Situace je však komplikovanější, pokud vezmeme v úvahu celý životní cyklus výroby, počínaje přípravnými fázemi a zahrnující vedlejší účinky v procesu výroby energie.

K získání energie je nutné vyrobit a nainstalovat energetická zařízení, vytvořit infrastrukturu a zajistit podmínky pro její provoz, připravit suroviny a na konci jejich životnosti zlikvidovat odpadní materiál a zařízení. To vyžaduje práci hutních, strojírenských, zemědělských a dalších podniků, využívání energie z fosilních zdrojů a již to znamená nenulové emise.

Zohlednění dopadů na životní prostředí ve všech fázích ukazuje, že přechod na obnovitelnou energii nevede vždy ke snížení znečištění životního prostředí, včetně snížení emisí CO2 a dalších skleníkových plynů.

Výzkum vedlejší efekty(včetně ekologických) obnovitelné energie v komplexu mají relativně nedávnou historii, a v V poslední době začali o tom aktivněji mluvit. Jednou z nejnovějších pozoruhodných prací je Otto Andersen, norský vědecký pracovník, výzkumný pracovník a projektový manažer Výzkumného ústavu západního Norska (WNRI) „Neúmyslné důsledky obnovitelné energie. Problémy k řešení “. Andersenova práce využívá informace, které dříve shromáždili různí vědci o určitých druzích energie a regionech, na jejichž základě je postaven zobecněný obraz environmentálních rizik obnovitelné energie.

Klíčové pojmy a přístupy jsou spojeny s analýzou životního cyklu (LCA) a hodnocením takzvaných „protichůdných efektů“, „rebound efektů“ nebo „reverzních efektů“ - rebound efektů, což se v domácí literatuře překládá jako „regenerační efekty “nebo, bez překladu,„ rebound efekty “.

Hlavní pozornost z hlediska analýzy životního cyklu a protichůdných účinků je věnována bioenergii (pěstování energetických plodin pro výrobu biopaliv), solární fotovoltaické energii, některým aspektům vodíkové energie a používání elektrických vozidel.

Řada otázek zůstává otevřená, studie vedlejších účinků v obnovitelné energii nelze zatím nazvat dostatečně dobře prostudovaným tématem, i když v předchozích letech byla na toto téma provedena řada místních studií a experimentů.

Obnovitelné zdroje energie a emise skleníkových plynů

Pokud mluvíme o emisích skleníkových plynů, pak odlišné typy obnovitelná energie, podle Andersena, nejsou vůbec „stejně zelená“, pokud je vezmeme z hlediska celého životního cyklu. Hlavním ukazatelem z hlediska emisí skleníkových plynů spojených s výrobou energie, který mimo jiné používá Anderson, je množství gramových ekvivalentů CO2 na jednotku vyrobené energie, zejména pro elektroenergetiku, Odebírá se 1 kWh, tj. GCO2eq / kW h

V tomto případě je důležitá metodika výpočtu a počáteční předpoklady - v první řadě pro jaký časový interval výpočet probíhá, stejně jako využití výrobních kapacit (koeficient využití instalovaného výkonu, tj. ICUF) a podle toho očekávaná produkce energie za určité časové období. Zde je obrázek stejný jako u výpočtu Levelized Costs (LC) pro výrobu jednotky energie. Nejčastěji se používá interval 20 let.

Analýza životního cyklu uvádí následující emisní ukazatele pro různé druhy výroby elektřiny [gСО2eq / kWh]: vítr - 12; přílivová - 15; hydraulické - 20; oceánská vlna - 22; geotermální - 35; solární (fotovoltaické) baterie - 40; sluneční koncentrátory - 10; bioenergie - 230.

To je však v každém případě řádově menší než hodnoty udávané pro energetický průmysl provozující fosilní suroviny.: uhlí - 820; plyn - 490. Přitom v tomto smyslu je „nejbezpečnější pro životní prostředí“ jaderná energie, kde je míra emisí gCO2eq / kWh pouze 12, to znamená, že se tento parametr rovná nejnižším ukazatelům obnovitelné energie prameny. Je zřejmé, že distribuce emisí skleníkových plynů podle fází životního cyklu výroby u různých typů energetiky je zásadně odlišná (obr. 1, tabulka 1).

V případě větrné, sluneční, geotermální a vodní energie hlavní ekologická zátěž připadá na výrobu materiálů, zařízení a výstavbu rostlin. Podobnou strukturu má i jaderná energetika. Fosilní zdroje energie tvoří hlavní část emisí během provozu závodu, který vyžaduje spalování paliva. Totéž platí pro bioenergii. Zde tedy můžeme také nakreslit analogii se strukturou nákladů - v prvním případě jsou „environmentální náklady“ pravděpodobněji kategorizovány jako fixní, ve druhém - do kategorie proměnných. V prvním případě jsou výhody výraznější v delších časových intervalech. V druhém případě je možné zmenšit mezeru ve „výrobní kapacitě emisí uhlíku“ díky technologiím, které umožňují snížit spotřebu paliva, a systémům pro zachycování skleníkových plynů. V tomto případě je při srovnání „emisní kapacity“ větrných a uhelných elektráren povolen časový interval 20 let a ICUF větrných farem je 30–40%.

Je třeba mít na paměti, že výše uvedené jsou hrubé zprůměrované (mediánové) hodnoty, nemůže být velká přesnost. Hodně závisí na technologii a konkrétních výrobních podmínkách. Údaje z různých studií a z různých zdrojů se mohou dramaticky lišit. Zejména u větrné energie může být rozptyl od 2 do 80 gCO2eq / kWh (onlinelibrary.wiley.com).

U vodních elektráren může ukazatel gСО2eq / kWh dosáhnout 180. A „nižší“ hodnoty pro elektrárny využívající fosilní paliva jsou 200-300 gСО2eq / kWh.

Důvody, proč emise skleníkových plynů mohou dosáhnout vysokých hodnot pro životní cykly vodních, solárních, bioenergetických a geotermálních elektráren, jsou různé. V případě vodních elektráren se jedná především o vytvoření nádrže na přehradě, ve které může při mikrobiologickém rozkladu organického materiálu v zóně přehrady vzniknout stagnující režim, který způsobuje zvýšení emisí СО2 a СН4 (metan). Podobné procesy jsou možné v zónách přílivových elektráren. V solární fotovoltaické energii hlavní problémy souvisejí s výrobním procesem solární panely, protože kromě jiných rizik pro životní prostředí a zdraví vede k emisím řady sloučenin fluoru - hexafluorethanu C2F6, fluoridu dusičitého NF3, hexafluoridu síry SF6, což jsou silné skleníkové plyny. V případě geotermální energie hodně závisí na složení nosiče energie - termální vody, který se liší vysoká teplota a mineralizace se složitým chemickým složením. V procesu jeho používání a odstraňování je možné jak přímé tepelné znečištění životního prostředí, tak uvolňování řady chemických sloučenin do půdy, vody a atmosféry, včetně skleníkových plynů.

K emisím skleníkových plynů z využívání bioenergie dochází ve všech fázích. Především se vyskytuje ve fázi pěstování energetických plodin, zejména řepky a palmy olejné. Intenzivní pěstování řepky vyžaduje velké množství dusíkatých hnojiv, což vede ke zvýšení emisí silného skleníkového plynu - oxidu dusičitého N20, který je navíc ničitelem ozonové vrstvy.

V průměru, jak je vidět, navzdory efektu odrazu zůstávají emise skleníkových plynů v životním cyklu obnovitelných zdrojů energie výrazně nižší ve srovnání s neobnovitelnými zdroji energie (s výjimkou jaderné energie)

Velké plantáže palmy olejné byly vytvořeny v jihovýchodní Asii (Indonésie, Malajsie, Thajsko) na rašeliništích, což jsou přirozené „pasti“ a „skladiště“ uhlíku, a na místě tropických a rovníkových deštných lesů, které slouží jako „ plíce planety "... To způsobilo rychlé zničení půdního krytu, narušení přirozeného režimu sekvestrace uhlíku a v důsledku toho zvýšení toku skleníkových plynů (СО2 a СН4) do atmosféry. V nejhorších scénářích nemusí rozsáhlý přechod z fosilních na biopaliva snížit, ale dokonce zvýšit emise skleníkových plynů až o 15%.

Dalším, dosud prakticky neprobádaným aspektem, je možný pokles celkového albeda (odrazivosti) Země při velkém rozšíření energetických plodin, který se teoreticky může stát faktorem oteplování klimatu.

Během fáze exploatace - spalování biopaliv (v dopravě a elektrárnách), obvykle vyráběných ve směsi s fosilními palivy, jak se ukazuje, vznikají nové chemické sloučeniny, které nesou jak toxická, tak skleníková rizika. Nárůst emisí skleníkových plynů v důsledku opatření na jejich snížení je jedním z příkladů rebound efektu.

V průměru, jak je vidět, navzdory tomuto efektu zůstávají emise skleníkových plynů v životním cyklu obnovitelných zdrojů energie výrazně nižší ve srovnání s neobnovitelnými zdroji energie (s výjimkou jaderné energie).

Přitom to ve všech případech zdaleka neplatí a každý konkrétní projekt nebo program rozvoje energie založené na obnovitelných zdrojích vyžaduje pečlivou analýzu, a to i z hlediska životního prostředí - nelze je vždy považovat za „ekologičtější“ ve srovnání k dalším možnostem.

Další nežádoucí účinky

Kromě emisí skleníkových plynů má protiopatření obnovitelná energie i další vedlejší environmentální důsledky. Vodní elektrárny a přílivové elektrárny mění režimy proudů a teplot řek a mořských zátok, stávají se překážkami migrace ryb a dalších toků hmoty a energie. Jedním z významných vedlejších účinků vodních elektráren je navíc zaplavení území vhodných pro osídlení, zemědělské a další činnosti.

Současně se mohou na březích nádrží u vodních elektráren vyvíjet sesuvné procesy, jsou možné změny místních klimatických podmínek a rozvoj seismických jevů. Stojící vodní režim v nádržích je schopen vyvolat nejen zvýšení emisí skleníkových plynů, ale také akumulaci škodlivých látek, které představují hrozbu, včetně lidského zdraví.

Průlomy a kolapsy vodních přehrad mohou představovat zvláštní nebezpečí, zejména v horských oblastech a oblastech náchylných k zemětřesení. K jedné z největších katastrof tohoto druhu došlo v roce 1963 na řece Vajont v italských Alpách, kde se v přehradě u přehrady vodní elektrárny spustil obrovský sesuv půdy, který způsobil přelití vlny přes přehradu a vznik „ tsunami “vysoké až 90 m. bylo zničeno několik osad, zemřelo více než 2 000 lidí.

Geotermální energie s sebou nese rizika chemického znečištění vody a půdy - tepelné kapaliny kromě oxidu uhličitého obsahují sirník sirný H2S, amoniak NH3, metan CH4, chlorid sodný NaCl, bór B, arsen As, rtuť Hg. Existuje problém s likvidací nebezpečného odpadu. Kromě toho je možné korozní poškození struktur samotných tepelných stanic a čerpání z termální vody může způsobit deformaci vrstev. skály a místní seismické události podobné těm, které se vyskytují při jakékoli těžbě nebo interstratálním odběru podzemní vody.

Bioenergie je spojena se odcizením zemědělské půdy (a dalších zdrojů) pro pěstování energetických plodin, což s rozsáhlým přechodem k využívání bioenergie může zhoršit potravinový problém ve světě.

Hrubý odhad ukazuje, že pěstování řepky nebo slunečnice jako suroviny pro biopalivo může skončit zhruba tunou biopaliva na hektar obdělávané půdy. Celkový objem spotřeby energie na světě dosahuje 20 miliard tun ročně v ropném ekvivalentu. Nahrazení tohoto objemu biopalivem pouze o 10%, neboli 2 miliardy tun, by vyžadovalo odcizení zhruba 2 miliard hektarů půdy, tedy asi 40% veškeré zemědělské půdy na světě nebo 15% celé rozlohy, s výjimkou Antarktida. Rozsáhlá distribuce energetických monokultur snižuje biologickou rozmanitost, přímo i nepřímo, prostřednictvím zhoršování přirozeného prostředí mnoha druhů rostlin a živočichů.

Ve fázi spalování biopaliv, zejména v dopravě, když se mísí s fosilními palivy (konvenční nafta nebo benzín) a používání přísad, které umožňují lepší práci v zimních podmínkách, se vytvářejí nové chemické sloučeniny, toxické a ve svých vlastnostech karcinogenní. Ukázaly to zejména pozorování a experimenty v rámci studie „Vliv obsahu biosložek v palivu na emise z naftových motorů a zhoršování kvality motorového oleje“.

V tomto ohledu se zdá být relativně výhodnější energie řas - získávání energetických surovin z řas. Mezi slavné plodiny patří Botryococcus bran-nil a Arthrospira (Spirulina) platensis. Řasy se ve srovnání s „suchozemskými“ energetickými plodinami vyznačují vyšší (za určitých podmínek - řádově vyšší) produktivitou na jednotku plochy za jednotku času a vyšším obsahem tuků (lipidů) - vstupní surovinou pro výrobu biopaliv . Pěstování řas navíc není spojeno s odcizením produktivní zemědělské půdy, vytvářením složitých struktur a zařízení, používáním velkého množství hnojiv. Řasy jsou zároveň jedním z nejsilnějších absorbérů oxidu uhličitého a producentů kyslíku. V tomto ohledu lze tento směr obnovitelné energie, který ještě nebyl dostatečně rozvinut, považovat za velmi slibný jak z hlediska výroby, tak z hlediska životního prostředí.

Větrná energie je z hlediska emisí skleníkových plynů a znečišťujících látek nejméně nebezpečná a současně vyvolává řadu environmentálních tvrzení o dalších otázkách. Patří sem hlukové znečištění terénu, „estetické znečištění“, riziko mentálního dopadu rotujících lopatek. Další skupina tvrzení souvisí s dopadem na faunu - zejména větrné turbíny mohou plašit ptáky a způsobit jejich smrt při srážce s lopatkami.

Problém, který také postupem času narůstá, zejména s výstavbou pobřežních (pobřežních) větrných farem - problémy s přístupností servisních a pohotovostních služeb, potíže s údržbou, odstraňování poruch a mimořádných událostí, zejména když se zapalují větrné turbíny

Shromážděné zkušenosti s provozem větrných turbín, které jsou v západní Evropě asi 20 let, ukazují, že tato tvrzení jsou spíše spekulativní - přinejmenším vzhledem k hustotě větrných turbín a dodržování určitých bezpečnostních opatření, zejména umístění větrných elektráren turbíny ve vzdálenosti nejméně několik set metrů od obytných oblastí. Ostatní problémy vypadají reálněji. Jeden z nich je zřejmý - větrné farmy vyžadují velké plochy a pro jejich instalaci v oblastech s vysokou hustotou obyvatelstva a infrastruktury existují určitá omezení. Dalším problémem, který je postupem času stále naléhavější, je likvidace vyčerpaných lopatek větrných turbín postavených z kompozitních materiálů a s vysokým potenciálem znečištění životního prostředí.

Dalším problémem, který také v průběhu času narůstá, zejména s výstavbou pobřežních (pobřežních) větrných farem, jsou problémy s přístupností servisních a pohotovostních služeb, potíže s údržbou, odstraňováním poruch a mimořádnými událostmi, zejména při zapalování větrných turbín.

Všechny výše uvedené problémy se mohou zvýšit a vytvořit multiplikační efekt s širším šířením větrné energie. V současné době představuje asi 9% celkové výroby elektřiny v Německu, asi 5% v Itálii a 18% ve Španělsku. V ostatních velkých zemích produkujících energii je to výrazně menší podíl, zatímco ve světě je to v průměru asi 2,5%. K jakým účinkům může zvýšení kapacity větrné energie vést dvakrát až třikrát nebo více, je samostatná otázka pro studium.

Ve sluneční energii jsou hlavní environmentální rizika spojena s používáním velkého množství toxických a výbušných složek při výrobě solárních článků. Zejména solární články obsahují telurid kadmia CdTe, sulfid kademnatý CdS, arzenid galia GaAs a ve výrobním procesu se používá fluor, který vytváří řadu toxických sloučenin. To vytváří problémy nejprve ve fázi výroby a poté ve fázi likvidace baterií, které vyčerpaly své zdroje. I tento problém se časem nevyhnutelně zvětší. Dalším problémem při výrobě solárních panelů je velký objem spotřeby vody. Podle amerických údajů je spotřeba vysoce čištěné vody na výrobu 1 MW výkonu zhruba 10 l / min.

Integrálním ukazatelem používaným k posouzení škod konkrétního druhu činnosti pro společnost a životní prostředí jsou externí nebo externí náklady, náklady nezahrnuté v ceně výrobku, které nese společnost jako celek, tj. sociálně -ekonomické a sociálně -přírodní škody. Externí náklady zahrnují poškození lidského zdraví, korozi a další poškození materiálů a struktur, snížení výnosů atd.

Při posuzování externích nákladů hodně závisí na počátečních předpokladech, které se mohou v jednotlivých zemích dramaticky lišit. Zejména pro země EU je rozsah externích nákladů na výrobu elektřiny (eurocenty na kWh) u různých zdrojů energie (podle ec.europa.eu): uhlí - 2–15; olej - 3-11; plyn - 1-4; jaderná energie - 0,2-0,7; biomasa - 0-5; vodní energie - 0-1; sluneční (fotovoltaická) energie - 0,6; vítr - 0-0,25.

V případě Německa (největšího výrobce elektřiny v Evropě s rozsáhlým rozvojem energie založené na obnovitelných zdrojích energie) se vnější mezní (variabilní) náklady na výrobu elektřiny z různých zdrojů odhadují na následující hodnoty (eurocenty na kWh): uhlí - 0,75; plyn - 0,35; atomová energie - 0,17; sluneční - 0,46; větrný mlýn - 0,08; vodní energie - 0,05.

Zde také vidíme, že energie založená na OZE přináší společnosti v průměru znatelně nižší náklady než získávání energie z fosilních surovin.

Současně jaderná energie vykazuje neméně vysokou konkurenceschopnost v oblasti životního prostředí, a to navzdory skutečnosti, že kvůli známým katastrofám v jaderných elektrárnách v Černobylu a Fukušimě byla její pověst v očích společnosti znatelně narušena.

Rozvoj obnovitelné energie vyžaduje další využití neobnovitelných zdrojů: suroviny pro hnojiva v případě bioenergie, kov pro zařízení a stavební konstrukce, fosilní zemní plyn pro výrobu vodíkového paliva, energie z fosilních zdrojů pro provoz těchto průmyslových odvětvích

Další komplikace a problémy jsou spojeny se skutečností, že fáze životního cyklu lze rozdělit do různých zemí. Zejména, počáteční fáze, které představují převážnou část externích nákladů, jako je pěstování energetických plodin nebo výroba solárních panelů, se pravděpodobněji uskuteční mimo Evropu a Severní Ameriku. V současné době se tedy téměř 60% všech solárních panelů na světě vyrábí v Číně.

Provozní fáze, která v případě obnovitelných zdrojů energie představuje minimální podíl nákladů, je spojena se západními zeměmi - spotřebiteli „zelené“ energie, a náklady na závěrečnou fázi - využití, lze také přenést do jiných regionů .

Jinými slovy, v případě energie z obnovitelných zdrojů jsou možné také situace, kdy některé skupiny získají hlavní výhody a jiné náklady. Sdílení výhod a nákladů - také důležitá otázka již má sociální rozměr.

Zásadním problémem je, že rozvoj energie z obnovitelných zdrojů vyžaduje další využití neobnovitelných zdrojů: suroviny pro hnojiva v případě bioenergie, kov pro zařízení a stavební konstrukce, fosilní zemní plyn pro výrobu vodíkového paliva, energie z fosilních zdrojů zdroje pro provoz těchto průmyslových odvětví. V souladu s tím bude nárůst výroby energie z obnovitelných zdrojů energie také vyžadovat zvýšení spotřeby neobnovitelných zdrojů. Situací, ve které bude možné hovořit o bezpodmínečném úspěchu a solventnosti obnovitelné energie, je vytvoření úplných výrobních cyklů, kde je výroba obnovitelné energie zajišťována z obnovitelných zdrojů. zveřejněno

Rusko má obrovský potenciál a rozsáhlou základnu pro rozvoj obnovitelné energie

V moderní průmyslové společnosti (a v podmínkách neomezeného růstu spotřeby zboží, které má záměrně zkrácenou životnost) je energie velkým znečišťovatelem přírody.

V současné fázi vývoje vědy a techniky má každý segment světové energetické ekonomiky destruktivní účinek na svět kolem nás. To zcela platí pro oblast obnovitelných zdrojů energie (OZE), protože absolutně „čisté“ nosiče energie a zařízení OZE dosud neexistují, už jen z toho důvodu, že zařízení pro obnovitelnou energii v každém případě mění přirozený směr energie a masovou výměnu biosféry.

Faktory obnovitelné energie v životním prostředí, přímé i nepřímé, se zároveň vyznačují širokou rozmanitostí a silou dopadu. Vznikají jak ve fázích výstavby, výroby, provozu a odstraňování zařízení na výrobu energie z obnovitelných zdrojů, tak v technologickém řetězci využívání „zelených“ nosičů energie, někdy skrytě a dlouhodobě s nepředvídatelnými důsledky.

Například výstavba vodních přehrad může v dlouhodobém horizontu vést ke snížení životní úrovně obyvatel, degradaci ekosystémů a zdrojů ryb.

Energie větru může být zdrojem negativního dopadu na ptáky, netopýry, vodní život a člověka a může způsobovat rušení rádiových frekvencí. Geotermální energie je potenciálně nebezpečná z hlediska sesuvů a propadů a také zemětřesení.

Využití energetických zařízení OZE je neodmyslitelně spojeno s používáním zařízení pro skladování energie (chemických, tepelných, elektrických, mechanických, generujících přechodné typy nosičů energie, jako je vodík atd.), Které také znečišťují okolní přírodu.

V segmentu biomasy vzniká environmentální zátěž již ve fázi získávání surovin (v průběhu zemědělských prací v důsledku používání GM rostlin, odlesňování za účelem rozšíření obdělávaných ploch atd.), V průběhu výroba vhodných průmyslových zařízení, provoz a likvidace zařízení na výrobu energie z obnovitelných zdrojů (emise a odpad různých typů), při výrobě biopaliv, jakož i provoz vozidel využívajících biopaliva nebo směsná paliva (pravděpodobnost snížení zvyšuje se technický potenciál motoru, je nutné používat speciální automobilové vybavení, zavádění nových typů maziv atd.). Je však třeba poznamenat, že při pěstování biomasy dochází k aktivní absorpci СО 2 z atmosféry v důsledku reakce fotosyntézy, tedy z hlediska rovnováhy (rozdíl mezi celkovou absorpcí a celkovou СО 2 emise), emise „skleníkových“ plynů během celého životního cyklu tohoto odvětví obnovitelné energie je čistý absorbční oxid uhličitý.

Ve světě se environmentální aspekt využívání obnovitelných zdrojů energie začal aktivně studovat před několika desítkami let, a to i v SSSR. V současné době je ve Spojených státech nahromaděna rozsáhlá databáze; v EU neexistují relevantní agregované statistické informace za dlouhé období sledování kvůli relativní „novosti“ problému.

Jak začala obnovitelná energie dobývat moderní svět?

Poptávka po rozšíření využívání obnovitelných zdrojů energie byla vytvořena ve druhé polovině 20. století, kdy transformace ropného trhu, vytvoření ropného kartelu OPEC a následné ropné a ekonomické krize 70. let odhalily zranitelnost ekonomiky západních zemí - dovozci uhlovodíků z externích dodávek surovin. Příslušné národní vlády byly vyzvány nejen k nalezení způsobů, jak snížit spotřebu energie a optimalizovat dovoz fosilních paliv, ale také k nalezení způsobů, jak využít alternativní zdroje energie.

Na konci 70. let vědci SSSR prohlásili: „Závažnost aspirací předních kapitalistických zemí na široké hledání široké škály možností uspokojování energetických potřeb v budoucnosti potvrzuje rozsah této práce. provedené, rychlá akumulace nových výsledků výzkumu a vývoj projektů, které jsou vzdálenější z hlediska očekávaných termínů vývoje. “

V roce 2000 země OECD, které již disponovaly dostatečným množstvím znalostí a kapitálu, stanovily kurz pro nový technologický řád a nastínily inovativní cíl - vytvoření nízkouhlíkového hospodářství založeného na nejnovějších výsledcích vědy a techniky. V důsledku toho získala obnovitelná energie, energetická účinnost, úspora energie a sektor sběru CO2 status ekonomických „motorů“, nové „body“ růstu a rozsáhlé státní podpory.

Současně je třeba chápat, že řešení a technologie, které nabízejí způsoby, jak snížit antropogenní zátěž životního prostředí (a teorie „skleníkového“ efektu jako argumentu), jsou tradičně míseny s politikou a zájmem kapitálu, který předpokládá maximální zisk. Tím dochází k vlastním úpravám kvalitativního a kvantitativního plnění koše souvisejících rizik spojených s obnovitelnou energií v oblasti životního prostředí a společnost zatím nemá absolutně úplné a objektivní relevantní údaje.

Před dalším zvažováním této problematiky je vhodné nastínit rozsah zapojení obnovitelných zdrojů do obratu podnikání a hlavní oblasti využívání obnovitelných zdrojů energie.

Na začátku druhého desetiletí nového století se tedy zařízení na výrobu obnovitelné energie zakořenila na všech „podlažích“ světové ekonomiky (od mikroúrovně až po makroúroveň) a v řadě ekonomik vytlačila nosiče uhlovodíkové energie (a v Německu a jaderné energii), byly široce používány při výrobě elektrické a tepelné energie, jakož i v dopravě, námořnictvu a letectví.

V roce 2001 byl podíl obnovitelných zdrojů energie (bez velkých vodních elektráren) na struktuře světové spotřeby energie odhadován na 0,5% a na začátku druhé dekády se toto číslo přiblížilo 1,6% (s přihlédnutím k velkým vodním elektrárnám - 8,1%). To v absolutních číslech dosáhlo velmi hmatatelné hodnoty - 195 milionů prstů. (986,3 milionu prstů). Pro srovnání, v roce 2011 byla celková spotřeba primární energie (všechny druhy energie) ve Velké Británii na úrovni 198 milionů, Itálie - 168 milionů, Španělsko - 146 milionů prstů.

V globálním měřítku se objevily země, ve kterých se bez využívání obnovitelných zdrojů energie stala hospodářská činnost obtížnou a dokonce nemožnou. Například Norsko závisí na obnovitelné energii o 65%, Brazílie - o 39%, Kanada - o 27%, Dánsko, Španělsko a Německo - o 18, 13 a 9%.

V předkrizovém roce 2007 představovala obnovitelná energie přibližně 18% celosvětové výroby elektřiny, přičemž hlavním zdrojem byla vodní energie (HPP) - 86,8%.

Je třeba zdůraznit, že dané údaje jsou založeny na oficiálních statistických údajích získaných metodami, které předpokládají přítomnost určité chyby; ve světě nelze přesně změřit skutečný objem obnovitelných zdrojů energie (například s přihlédnutím ke spalování palivového dříví).

Zpět k environmentální aspekt RES

Pro obecné posouzení přímých a nepřímých dopadů na životní prostředí a jako hrubý nástroj pro porovnávání nevýhod a výhod zařízení využívajících obnovitelnou energii lze použít různá hodnotící kritéria, například:

Dopad na půdní zdroje;

Dopad na flóru a faunu;

Vliv na osobu;

Dopad na vodní zdroje.

V souvislosti s doktrínou „čistého“ rozvoje jsou obecně přijímány také ukazatele, které hodnotí emise „skleníkových“ plynů v ekvivalentu CO2, generované během celého životního cyklu zařízení s obnovitelnou energií.

Zvažme hlavní parametry charakterizující míru vlivu různých typů obnovitelných zdrojů energie na životní prostředí a pokud je to možné, srovnejme je s ukazateli pro uhlovodíkové nosiče energie.

Větrná energie je široce používána při výrobě elektrické energie. Globálně má významný technický zdroj, vysoký stupeň dostupnosti a konzistence a relativně nízké náklady. Větrné elektrárny (WPP) mohou být umístěny jak na souši, tak v pobřežních vodách na mořském šelfu. Uvedené výhody umožňují větrné energii konkurovat fosilním palivům; v roce 2011 představoval tento nosič energie ve struktuře výroby elektřiny v EU více než 6%.

Když je zařízení umístěno na zemi, je přímo zapojena malá plocha země ve formě kruhu o ploše 5-10 průměrů větrného kola větrné turbíny a je položen kabelový systém podzemí. Podle studie National Renewable Energy Laboratory (USA) se celková velikost pozemku pohybuje v rozmezí 12–57 hektarů na 1 MW projektové kapacity elektrárny, přičemž je trvale obsazena pouze její malá část - nejméně 0,4. hektarů / MW. a 1,5 ha / MW - dočasně (hlavně během výstavby).

Hlavní oblast kolem věže větrné turbíny tak lze využít pro další potřeby, například výstavbu nebytových a infrastrukturních zařízení, pastevní dobytek atd. Průmyslových zón, což výrazně zvyšuje atraktivitu tohoto typu OZE z hlediska využívání půdních zdrojů.

Větrné turbíny umístěné na mořském povrchu zabírají větší plochu než pozemní instalace, protože mají významné rozměry a kabelová zařízení jsou položena podél mořské dno... Mohou způsobit potíže pro lodní dopravu, rybolov, cestovní ruch, písek, štěrk, ropu a plyn.

Větrné turbíny ovlivňují divokou zvěř, především ptáky, kteří hynou jak při přímé kolizi s větrnými turbínami, tak v důsledku ničení stanovišť v důsledku umělých změn přirozených proudů vzduchu (konec listu větrného kola se může pohybovat lineární rychlostí asi 300 km / h).

Ve Spojených státech se neustále zkoumá dopad větrných turbín na stanoviště ptáků a netopýrů. Podle Národního koordinačního výboru pro vítr (NWCC) 11,7 ptáků a 43,2 netopýrů ročně na 1 MW instalovaného výkonu větrné turbíny, zatímco odborníci se domnívají, že to nepředstavuje hrozbu pro populace druhů.

Optimální volba umístění zařízení, technická řešení (například úplné vypnutí větrné turbíny při rychlosti větru pod určitou úroveň, odstavení větrné turbíny během migrace ptáků atd.), Jakož i zohlednění dalších místní podmínky zjištěné během provozu takového zařízení.

Mořské větrné turbíny také vedou ke smrti ptáků, ale v menší míře ve srovnání s pozemními komplexy. Na hlavní negativní vliv Větrné turbíny tohoto typu zahrnují možný pokles populace mořského života a vytváření umělých překážek (útesů).

Větrná turbína může mít na člověka škodlivý účinek jako zdroj vysokofrekvenčního a nízkofrekvenčního záření prostřednictvím vizuálního vlivu (efekt blikání, narušení krásy přírodní krajiny-vzhled nových „památek“ atd. ), v případě pádu farmy nebo mechanického zničení větrné turbíny. Kromě toho může dojít k nehodám při údržbě a opravách zařízení, při srážce s větrnými turbínami letadel. Míra vlivu uvedených faktorů do značné míry závisí na konstrukci větrné turbíny, jejím umístění, výrobní disciplíně a úplnosti implementace příslušných organizačních opatření. Předpokládá se, že pokud jsou splněny všechny požadavky, je negativní dopad větrných turbín na člověka minimální.

Dopad větrných turbín na vodní zdroje je nevýznamný. Voda se používá pouze při výrobě součástí závodu a při stavbě cementového základu větrné turbíny.

Objem škodlivých emisí v pásech ekvivalentních CO 2 spojených s životním cyklem větrných turbín je mnohem nižší než stejný ukazatel pro tepelné elektrárny a zpravidla se pohybuje v rozmezí 10–20 g / kWh (pro plyn stanice - 270-900, uhlí - 630-1600 g / kWh).

Energie Slunce má obrovské zdroje a může být použita při výrobě tepelné energie (sluneční kolektory atd.) A elektrické energie (fotovoltaické instalace, solární koncentrátory, geomembránové stanice atd.); stupeň dopadu na životní prostředí do značné míry závisí na konstrukci a výkonu solárního zařízení.

Plocha půdy využívaná solárními systémy je dána typem instalace. Nízké elektrárny mohou toto zatížení minimalizovat a mohou být umístěny na střechách budov nebo integrovány do různých stavebních prvků (stěny, okna atd.), Zatímco průmyslové instalace mohou využívat široké okolí. Tento indikátor pro fotovoltaická zařízení (FGU) se pohybuje v rozmezí 1,5-4 hektarů / MW, solární koncentrátory-1,5-6 hektarů / MW.

Existují projekty solárních koncentrátorů, které zabírají významnou oblast zemského povrchu (srovnatelné s tepelnými a jadernými elektrárnami). Prvky však mohou být umístěny v oblastech nevhodných pro pěstování plodin, podél infrastrukturních zařízení, na skládkách domovního odpadu nebo v jiných oblastech, aby se snížil dopad na flóru, faunu a člověka.

Během provozu je dopad FGU na vodní zdroje minimální; voda se používá pouze při výrobě součástí solárních článků. Konstrukce slunečních kolektorů však předpokládá použití vody jako nosiče tepla a u některých typů solárních koncentrátorů může spotřeba vody (na chlazení soustavy) dosáhnout 2,5 tisíce l / MWh.

Negativní dopad na člověka je dán hlavně výrobou křemíkových článků federální státní instituce, ve kterých je možný kontakt se škodlivými a toxickými látkami (kyselina chlorovodíková, sírová a dusičná, aceton, fluorovodík, arzenid galia, telurid kadmia, diselenid měď-indium nebo měď-gallium atd. atd.). Při výrobě tenkovrstvých modulů se používá méně škodlivých látek, vyžaduje však také přísné dodržování bezpečnostních opatření.

Objem emisí СО 2 pro FSU je 36-80 g / kWh, solární koncentrátory-36-90 g / kWh.

Geotermální energii získanou z hlubin Země (od 200 metrů do 10 kilometrů) lze použít k výrobě elektrické a / nebo tepelné energie, jakož i chladu a páry, a to jak přeměnou (pomocí parních turbín), tak přímo (čerpáním dobře tekutina do stavebních systémů). Na začátku roku 2010 činila celková kapacita geotermálních elektráren na světě přibližně 11 GW, Termální energie- asi 51 GW.

Stanice tohoto typu vznikají jak v regionech, které nejsou příliš vhodné pro zemědělství, tak v pásmech ochrany přírody. Mohou zabírat poměrně velkou plochu, například největší geotermální komplex na světě The Geysers (USA) se nachází na ploše více než 112 kilometrů čtverečních, což odpovídá konkrétní ploše na jednotku kapacity 15 hektarů / MW (e).

V horských oblastech planety může vrtání studní a používání technologií podobných hydraulickému štěpení vyvolat zemětřesení a odběr chladiva z přírodních podzemních nádrží může způsobit sesuvy půdy a závrty (proto se zpravidla čerpá zpět do formace) . Vliv geotermální instalace na zvíře, rostlinný život a člověka je obecně přímo závislý na konstrukci systému, typu nosiče energie, přijatých bezpečnostních opatřeních a dalších faktorech a navzdory uvedeným nevýhodám je docela nízká úroveň.

Ve vodním chladicím okruhu takového zařízení se průtok čisté vody může pohybovat v rozmezí 6-19 tisíc l / MWh, zatímco některé typy stanic se obejdou bez odebírání vody z externího zdroje pomocí vrtné kapaliny.

Geotermální stanice jsou zdrojem znečištění ovzduší, vypouštějí oxid siřičitý, ale i sirovodík, oxidy uhlíku, amoniak, metan, bór a další látky, které mohou u lidí vyvolat plicní a srdeční choroby. Přesto se věří, že emise SO 2 v tomto výrobním sektoru jsou desítkykrát nižší ve srovnání s uhelnými tepelnými elektrárnami.

Obecně je u této technologie objem znečištění odhadován na 90 g / kWh v ekvivalentu CO 2, avšak u systémů s uzavřenou pracovní smyčkou je tento indikátor omezen emisemi produkovanými při výrobě zařízení.

Biomasa je široce používána při výrobě tepelné a elektrické energie, kapalných a plynných motorových paliv, a to nejen pro silniční dopravu, ale také pro letadla a lodě.

Dopad tohoto segmentu obnovitelné energie na půdní zdroje, flóru, faunu a člověka může být poměrně významný. Například pro rozšíření pěstovaných ploch průmyslových plodin lze lesní fond vyhubit, což vede ke snížení dosahu mnoha druhů zvířat; nárůst plochy vhodných plodin na zemědělské půdě zhoršuje konflikt s potravinářským sektorem.

Ve světě zároveň vzniká značné množství biologického odpadu, jehož zpracování přispívá k čištění životního prostředí.

Biomasa (dřevní odpad a uhlí, sláma, některé druhy zemědělských a živočišných odpadů, tuhý komunální odpad atd.) Se tradičně využívá spalováním. V tomto případě je z hlediska stupně dopadu na životní prostředí podobný uhlovodíkovým energetickým zdrojům, ale zároveň je jeho výhodou obnovitelnost.

Vývoj moderních technologií směřuje k vytváření metod pro výrobu biopaliv druhé a dalších generací (methanol, ethanol, bionafta a syntetická paliva, letecká paliva, biometan, vodík atd.) Prostřednictvím pyrolýzy, zplyňování, biologických a chemické zpracování, hydrogenace atd., které umožňují efektivní zpracování všech typů biologických surovin, především lignocelulózy. Zavedení vhodných průmyslových řešení (v EU se to plánuje na období po roce 2015) přinese průmysl na kvalitativně novou úroveň a zmírní jeho dopad na zemědělství a potravinářství. V dlouhodobém horizontu se očekává stálý nárůst produkce bioetanolu a biopaliv a jejich náklady také porostou (očekává se, že do roku 2021 se cena bionafty v nominálním vyjádření na globálním trhu stabilizuje blízko úrovně 1,4 USD na litr, bioethanol - 0,7 $ za 1 litr).

Dopad odvětví biomasy na vodní zdroje může být velmi významný (v závislosti na regionu), protože ke zvýšení výnosu průmyslových plodin je zapotřebí určité množství vlhkosti.

Kromě toho může dojít ke znečištění povrchových vod regionu v důsledku používání hnojiv a pesticidů.

V sektorech výroby tepla a elektřiny využívajících biopaliva se spotřeba vody pohybuje nejčastěji v rozmezí 1 tisíc - 1,7 tisíc l / MWh, nicméně pro technické potřeby lze do chladicího systému zapojit mnohem větší množství - až 185 tisíc l / MW -h.

Při využívání biomasy, a to jak přímým spalováním, tak i metodami jejích různých přeměn na přechodné energetické zdroje, vznikají škodlivé látky (oxidy uhlíku, dusíku, síry atd.). Srovnávací analýza emisí CO2 ve vztahu k uhlovodíkům (plyn, uhlí, ropné produkty) současně ukazuje, že tento ukazatel do značné míry závisí na typech technologií a paliv (v průměru - 18-90 g / kWh) a v některých případech u biomasy je vyšší než u jiných druhů energie.

Vodní energii využívají elektrárny různých kapacit - od mikro HPP (několik kW) po velké VE (přes 25 MW), které jsou součástí národních energetických systémů. Dopad tohoto typu OZE na půdní zdroj závisí především na typu a kapacitě zařízení, jakož i na terénu a může dosáhnout několika stovek hektarů na 1 MW instalovaného výkonu.

Vodní elektrárny, zejména velké, mají významný dopad na přírodu a člověka; je dostatečně podrobně popsán v mnoha vědeckých materiálech různých organizací, například WWF.

V hydroenergetickém průmyslu se emise skleníkových plynů u malých stanic odhadují na 4,5–13,5 g / kWh, u velkých vodních elektráren-13–20 g / kWh.

V některých případech mohou velké vodní elektrárny způsobit zvýšené emise oxidu uhličitého a metanu v důsledku hnijící biomasy zaplavené během stavby přehrady.

Bezohledné sledování cíle rozšíření podílu obnovitelných zdrojů energie ve výdajové části energetické bilance založené pouze na ekonomických a politických úvahách může mít mnohem vážnější důsledky pro životní prostředí a dále v řetězci - pro hospodářství jako celé, než využívání fosilních paliv. Na druhou stranu musíte pochopit, že plnohodnotný popis požadavků na životní prostředí nevyhnutelně povede k omezení rozvoje energetiky a v důsledku toho k novým krizovým jevům v národním hospodářství. Proto je podle našeho názoru nutné rozumně využívat schopnosti přírody ke splnění potřeb společnosti, provést důkladné posouzení a komplexní studii vlivu zařízení OZE na životní prostředí a hledat způsoby, jak je omezit a předcházet jim.

Země OECD v současné době dokončují čtyřicetiletou fázi utváření moderní image obnovitelné energie. Nasbírali relevantní zkušenosti, určili slibné směry rozvoje průmyslu a způsoby jeho integrace do různých odvětví (výroba elektřiny a tepla, systém zásobování kapalnými palivy atd.) A také upravili strategii pro další podporu OZE v regionálních a světových trzích, včetně toho, aby poskytly nový impuls k rozvoji vlastních ekonomik.

V období po roce 2015 se podle našeho názoru v zemích OECD očekává rozsáhlé zavádění technologií obnovitelné energie příštích generací, což v kombinaci s dalšími úspěchy vědeckého a technologického pokroku (tvorba nových materiálů, rozvoj informací a komunikační technologie, rozšiřování inteligentních energetických sítí, rozsáhlé zavádění pohonů v dopravě atd.) zvýší technologickou úroveň energetiky na další úroveň.

V zemích sjednocené Evropy je obnovitelná energie v popředí transformace a integrace energetického trhu. Realizace rozsáhlých projektů obnovitelné energie a vytvoření celoevropského inteligentního energetického systému mají za cíl nejen zvýšit úroveň energetické bezpečnosti, ale také pomoci posílit jednotu států v EU.

Rusko má obrovský potenciál a rozsáhlou základnu pro rozvoj obnovitelné energie s cílem zvýšit energetickou účinnost a snížit náklady na energii ve všech oblastech hospodářství, rozumnou diverzifikaci dodávek energie pro mnoho kategorií spotřebitelů a zlepšení situace v oblasti bydlení. sektor komunálních služeb a také posílení obchodní aktivity malých a středních podniků. Obnovitelná energie se může stát jednou ze součástí procesu překonávání technologické zaostalosti Ruska, protože má pozitivní vliv na rozvoj základní a průmyslové vědy a odvětví výroby špičkových technologií.

Již ve střednědobém horizontu je podle nás na domácím trhu možné aktivovat poptávku po ekonomických energetických zařízeních různých typů kapacit a inteligentních systémů, které umožňují zvýšit autonomii spotřebitelů a optimalizovat procesy výroby energie, a to jak na základě obnovitelných zdrojů energie a v kombinaci s tradičními zdroji energie.

Zahraniční (a především západoevropský) kapitál se zajímá o rozvoj odvětví obnovitelné energie v řadě zemí bývalého SSSR z ekonomických, environmentálních a jiných důvodů (omezené půdní a vodní zdroje EU, zvláštnosti regulace obrat GM plodin, potřeba dalších dodávek „čisté“ energie, protesty obyvatel řady regionů atd.). Pro Rusko to rozšiřuje okno příležitostí k přilákání aktivních hráčů na trh s energií z obnovitelných zdrojů.

Příliv příslušných investic a realizace projektů obnovitelné energie na území Ruské federace musí být striktně spojen s důkladným studiem environmentální složky projektů (na základě zkušeností a znalostí domácích specialistů), dovozem většiny pokročilé technologie a vybavení, jakož i následná maximální lokalizace výroby. Absorpce know-how, které negativně ovlivňuje životní prostředí a člověka, a také pasivní role „surovinového přívěsku“ v tomto segmentu energetického sektoru jsou přinejmenším destruktivní.

Literatura

1. WWF. Přehrady a rozvoj. Nový metodický základ pro rozhodování: Zpráva Světové komise pro přehrady / M., 2009.-s. 65-107.

2. Zvláštní zpráva IPCC o obnovitelných zdrojích energie a zmírňování změny klimatu. - 2011 .-- S. 732.

3. NABU-Bundesverband. Windenergie und Naturschutz. Jste unlosbarer Konflikt? - Berlín, 2012. - S. 5-7.

4. Hans R. Kramer. Die Europaeische Gemeinschaft und die Oelkrise. - Nomos. - Baden-Baden, 1974.- S. 91.

5. E.M. Primakov, L.M. Gromov, L.L. Lyubimov a kol. Nové jevy v energii kapitalistického světa / IMEMO RAN SSSR, 1979. - S. 204.

6. BP Statistical Review of World Energy. - Červen 2012. - S. 40.

8. IEA. Perspektivy energetických technologií 2010. - S. 126.

9. Emise globálního oteplování životního cyklu

10. EWEA. Zelený růst. Dopad větrné energie na zaměstnanost a ekonomiku. - Březen 2012- S. 11.

11. Svaz dotčených vědců. http://www.ucsusa.org/clean_energy/our-energy-choices/renewable-energy/environmental-impacts-wind-power.html

12. Národní koordinační výbor pro vítr (NWCC). Interakce větrných turbín s ptáky, netopýry a jejich stanovišti: Souhrn výsledků výzkumu a prioritní otázky. - 2010. - S. 4-5.

13. Potenciální uzdravení Dopad větrných turbín. - Hlavní lékař pro léčení, zpráva, květen 2010.

14. Potenciální léčivý účinek větrných turbín / hlavní lékař pro léčitelství, zpráva, květen 2010.

15. Americká agentura pro ochranu životního prostředí. Osvědčené postupy pro umístění solární fotovoltaiky na skládky komunálního odpadu. - Únor 2013. - S. 20-22.

16. IPCC. Zvláštní zpráva o obnovitelných zdrojích energie a zmírňování změny klimatu, 2011- S. 416.

17. Gejzíry. - http://www.geysers.com/geothermal.aspx

18. Macknick a kol. 2011. Přehled provozních faktorů spotřeby vody a odběrných faktorů pro technologie vyrábějící elektřinu. - Golden, CO: National Laboratory of Renewable Energy Laboratory. - S. 12.

19. OECD-FAO. Zemědělský výhled 2011-2020. - S. 79.

20. J. C. Clifton-Brown, I. Lewandowski. Účinnost využití vody a rozdělení biomasy na tři různé genotypy Miscanthus s omezeným a neomezeným zásobováním vodou. - 12. dubna 2000.

21. Macknick a kol. Přezkum provozních faktorů spotřeby vody a odběrů pro technologie generující elektřinu / národní laboratoř pro obnovitelné zdroje energie. - Březen 2011. - S. 14.

22. WWF. Přehrady a rozvoj. Nový metodický rámec pro rozhodování: Zpráva Světové komise pro přehrady. - M., 2009.

Igor Matveev, vedoucí sektoru palivových a energetických zdrojů

All-Russian Conjunctural Research Institute, www.eprussia.ru

2015-05-15

Klimatický aspekt rozvoje obnovitelné energie je spojen s „nulovými emisemi CO 2“, když solární, větrné, hydraulické a další elektrárny fungují na obnovitelné zdroje. V těchto případech je energie generována bez spalování uhlovodíků a v důsledku toho bez emise skleníkových plynů a jiných znečišťujících látek do atmosféry.

Situace je však komplikovanější, pokud vezmeme v úvahu celý životní cyklus výroby, počínaje přípravnými fázemi a zahrnující vedlejší účinky v procesu výroby energie.

Zohlednění dopadu na životní prostředí ve všech fázích ukazuje, že přechod na obnovitelnou energii nevede vždy ke snížení znečištění životního prostředí, včetně snížení emisí CO 2 a dalších skleníkových plynů.

Studie vedlejších účinků (včetně životního prostředí) obnovitelné energie v komplexu mají relativně nedávnou historii a nedávno o tom začali aktivněji mluvit. Jednou z nejnovějších pozoruhodných prací je Otto Andersen, norský vědecký pracovník, vědecký pracovník a projektový manažer Výzkumného ústavu západního Norska (WNRI) „Neúmyslné důsledky obnovitelné energie. Problémy k řešení “. Andersenova práce využívá informace, které dříve shromáždili různí vědci o určitých druzích energie a regionech, na jejichž základě je postaven zobecněný obraz environmentálních rizik obnovitelné energie.

Klíčové koncepty a přístupy jsou spojeny s analýzou životního cyklu (LCA) a hodnocením takzvaných „protichůdných efektů“, „rebound efektů“ nebo „reverzních efektů“ - rebound efektů, které se v domácí literatuře překládají jako „regenerační efekty“ “nebo, bez překladu,„ rebound efekty “.

Obnovitelné zdroje energie a emise skleníkových plynů

Pokud mluvíme o emisích skleníkových plynů, pak různé druhy obnovitelné energie podle Andersena nejsou vůbec „stejně zelené“, pokud je vezmeme z hlediska celého životního cyklu. Hlavním ukazatelem z hlediska emisí skleníkových plynů spojených s výrobou energie, které rovněž používá Anderson, je množství gramového ekvivalentu CO2 na jednotku vyrobené energie, zejména pro elektroenergetiku je 1 kWh odebráno, tj. gCO 2 ekv. / kWh.

V tomto případě je důležitá metodika výpočtu a počáteční předpoklady - v první řadě pro jaký časový interval výpočet probíhá, stejně jako využití výrobních kapacit (koeficient využití instalovaného výkonu, tj. ICUF ) a podle toho očekávanou produkci energie za určité časové období. Zde je obrázek stejný jako u výpočtu Levelized Costs (LC) na výrobu jednotky energie, o kterém jsme hovořili v článku. Nejčastěji se používá interval 20 let.

Analýza životního cyklu uvádí následující emisní ukazatele pro různé druhy výroby elektřiny [gCO 2 eq / kWh]: vítr - 12; přílivová - 15; hydraulické - 20; oceánská vlna - 22; geotermální - 35; solární (fotovoltaické) baterie - 40; sluneční koncentrátory - 10; bioenergie - 230.

To je však v každém případě řádově menší než hodnoty udávané pro energetický průmysl provozující fosilní suroviny: uhlí - 820; plyn - 490. Současně je v tomto smyslu „nejbezpečnější pro životní prostředí“ jaderná energie, kde je míra emisí gCO 2 eq / kWh pouze 12, to znamená, že se tento parametr rovná nejnižším ukazatelům obnovitelné zdroje energie. Je zřejmé, že distribuce emisí skleníkových plynů podle fází životního cyklu výroby u různých typů energetiky je zásadně odlišná (obr. 1, tabulka 1).

U vodních elektráren může ukazatel gCO 2 eq / kWh dosáhnout 180. A „nižší“ hodnoty pro elektrárny využívající fosilní paliva jsou 200-300 gCO 2 eq / kWh.

Důvody, proč emise skleníkových plynů mohou dosáhnout vysokých hodnot pro životní cykly vodních, solárních, bioenergetických a geotermálních elektráren, jsou různé. V případě vodních elektráren se jedná především o vytvoření nádrže na přehradě, ve které může při mikrobiologickém rozkladu organického materiálu v zóně přehrady vzniknout stagnující režim, který způsobuje zvýšení emisí СО2 a СН4 (metan). Podobné procesy jsou možné v zónách přílivových elektráren. V solární fotovoltaické energii jsou hlavní problémy spojeny s výrobou solárních článků, protože kromě jiných rizik pro životní prostředí a zdraví vede k emisi řady sloučenin fluoru - hexafluoroetanu C 2 F 6, fluoridu dusičitého NF 3 , hexafluorid síry SF 6, což jsou silné skleníkové plyny. V případě geotermální energie hodně závisí na složení nosiče energie - termální vody, charakterizované vysokou teplotou a mineralizací se složitým chemickým složením. V procesu jeho používání a odstraňování je možné jak přímé tepelné znečištění životního prostředí, tak uvolňování řady chemických sloučenin do půdy, vody a atmosféry, včetně skleníkových plynů.

Velké plantáže palmy olejné byly vytvořeny v jihovýchodní Asii (Indonésie, Malajsie, Thajsko) na rašeliništích, což jsou přirozené „pasti“ a „skladiště“ uhlíku, a na místě tropických a rovníkových deštných lesů, které slouží jako „ plíce planety "... To způsobilo rychlé zničení půdního krytu, narušení přirozeného způsobu sekvestrace uhlíku a v důsledku toho zvýšení toku skleníkových plynů (CO 2 a CH 4) do atmosféry. V nejhorších scénářích nemusí rozsáhlý přechod z fosilních na biopaliva snížit, ale dokonce zvýšit emise skleníkových plynů až o 15%.

Během fáze exploatace - spalování biopaliv (v dopravě a elektrárnách), obvykle vyráběných ve směsi s fosilními palivy, jak se ukazuje, vznikají nové chemické sloučeniny, které s sebou nesou toxická i skleníková nebezpečí. Nárůst emisí skleníkových plynů v důsledku opatření na jejich snížení je jedním z příkladů rebound efektu.

Další nežádoucí účinky

Geotermální energie s sebou nese rizika chemického znečištění vody a půdy - tepelné kapaliny kromě oxidu uhličitého obsahují sirník sirný H 2 S, amoniak NH 3, metan CH 4, chlorid sodný NaCl, bór B, arsen As, rtuť Hg. Existuje problém s likvidací nebezpečného odpadu. Kromě toho je možné korozní poškození struktur samotných tepelných stanic a čerpání z termální vody může způsobit deformaci horninových vrstev a lokální seismické jevy podobné těm, které se vyskytují v jakémkoli těžebním průmyslu nebo odběru interstratální podzemní vody.

Hrubý odhad ukazuje, že pěstování řepky nebo slunečnice jako suroviny pro biopalivo může skončit zhruba tunou biopaliva na hektar obdělávané půdy. Celkový objem spotřeby energie na světě dosahuje 20 miliard tun ročně v ropném ekvivalentu. Nahrazení tohoto objemu biopalivem pouze o 10%, neboli 2 miliardy tun, by vyžadovalo odcizení zhruba 2 miliard hektarů půdy, tedy asi 40% veškeré zemědělské půdy na světě, čili 15 % celé území, s výjimkou Antarktidy. Rozsáhlá distribuce energetických monokultur snižuje biologickou rozmanitost, přímo i nepřímo, prostřednictvím zhoršování přirozeného prostředí mnoha druhů rostlin a živočichů.

V tomto ohledu se zdá být relativně výhodnější energie řas - získávání energetických surovin z řas. Mezi slavné kultury patří Botryococcus bran-nil a Arthrospira (Spirulina) platensis. Řasy se ve srovnání s „suchozemskými“ energetickými plodinami vyznačují vyšší (za určitých podmínek - řádově vyšší) produktivitou na jednotku plochy za jednotku času a vyšším obsahem tuků (lipidů) - vstupní surovinou pro výrobu biopaliv . Pěstování řas navíc není spojeno s odcizením produktivní zemědělské půdy, vytvářením složitých struktur a zařízení, používáním velkého množství hnojiv. Řasy jsou zároveň jedním z nejsilnějších absorbérů oxidu uhličitého a producentů kyslíku. V tomto ohledu lze tento směr obnovitelné energie, který ještě nebyl dostatečně rozvinut, považovat za velmi slibný jak z hlediska výroby, tak z hlediska životního prostředí.

Větrná energie je z hlediska emisí skleníkových plynů a znečišťujících látek nejméně nebezpečná a současně vyvolává řadu environmentálních tvrzení o dalších otázkách. Patří sem hlukové znečištění terénu, „estetické znečištění“, riziko mentálního dopadu rotujících lopatek. Další skupina tvrzení souvisí s dopadem na faunu - zejména větrné mlýny mohou plašit ptáky a způsobit jejich smrt při srážce s lopatkami.

Shromážděné zkušenosti s provozem větrných turbín, které jsou v západní Evropě asi 20 let, ukazují, že tato tvrzení jsou spíše spekulativní - přinejmenším při dané hustotě větrných turbín a dodržování určitých bezpečnostních opatření, zejména umístění větrných turbín ve vzdálenosti nejméně několik set metrů od obytných oblastí. Ostatní problémy vypadají reálněji. Jeden z nich je zřejmý - větrné farmy vyžadují velké plochy a pro jejich instalaci v oblastech s vysokou hustotou obyvatelstva a infrastruktury existují určitá omezení. Dalším problémem, který je postupem času stále naléhavější, je využití použitých lopatek větrných turbín vyrobených z kompozitních materiálů a s vysokým potenciálem znečištění životního prostředí.

Dalším problémem, který také v průběhu času narůstá, zejména s výstavbou pobřežních (pobřežních) větrných farem, je problém přístupnosti servisních a pohotovostních služeb, potíže při údržbě, odstraňování poruch a mimořádných událostí, zejména při zapalování větrných turbín .

Všechny výše uvedené problémy se mohou zvýšit a vytvořit multiplikační efekt s širším šířením větrné energie. V současné době představuje asi 9% celkové výroby elektřiny v Německu, asi 5 % v Itálii, 18% ve Španělsku. V ostatních velkých zemích produkujících energii je to výrazně menší podíl, zatímco ve světě je to v průměru asi 2,5%. K jakým účinkům může zvýšení kapacity větrné energie vést dvakrát až třikrát nebo více, je samostatná otázka pro studium.

Zde také vidíme, že energie založená na OZE přináší společnosti v průměru znatelně nižší náklady než získávání energie z fosilních surovin.

Další komplikace a problémy jsou spojeny se skutečností, že fáze životního cyklu lze rozdělit do různých zemí. Zejména raná stádia, která představují převážnou část externích nákladů, jako je pěstování energetických plodin nebo výroba solárních panelů, se pravděpodobněji odehrají mimo Evropu a Severní Ameriku. V současné době se tedy téměř 60% všech solárních panelů na světě vyrábí v Číně.

Jinými slovy, v případě energie z obnovitelných zdrojů jsou možné také situace, kdy některé skupiny získají hlavní výhody a jiné náklady. Rozdělení přínosů a nákladů je také důležitou otázkou, která již má sociální rozměr.

Andersen O., nezamýšlené důsledky obnovitelné energie. Problémy k řešení. Springer-Verlag. Londýn. 2013.
Degtyarev K.S. Obnovitelné zdroje energie - od nadšení k pragmatismu // S.O.K. Journal, №4 / 2015.
Schlomer S., Bruckner T., Fulton L., Hertwich E., McKinnon A., Perczyk D., Roy J., Schaeffer R., Sims R., Smith P. and Wiser R. Annex III: Technology-specific cost a výkonové parametry. In: Climate Change 2014: Mitigation of Climate Change. Příspěvek pracovní skupiny III k páté hodnotící zprávě Mezivládního panelu pro změnu klimatu. Cambridge University Press, Cambridge, Velká Británie a New York, USA.

Všechny tyto techniky však nezohledňují dopad na základě základů fyziologické existence člověka - povrchové vrstvy půdy.
Hodnocení zařízení z hlediska snížených nákladů a doby návratnosti není jediným ukazatelem, podle kterého lze posuzovat účinnost využívání obnovitelných zdrojů. Taková zařízení mimo jiné generují „zelenou“ energii, která nevede ke snížení úrodnosti půdy. Kromě toho nejsou brány v úvahu další sociálně-environmentální přínosy plynoucí z využívání systémů obnovitelné energie.

Národohospodářský efekt

Uvažujme o dodatečné ekologické a socioekonomické účinnosti systému obnovitelné energie spojené se zachováním úrodnosti půdy ve srovnání s tradičními dodávkami energie z palivové energie.

Jak vidíte, národohospodářský efekt používání jakékoli technologie OZE může spočívat nejen ve výrobě elektřiny, chladu a tepla, ale také v zachování úrodnosti půdy (mimo jiné i využitím biometanu v zimě). Toto je zásadní výhoda obnovitelné energie a je třeba ji vzít v úvahu při určování účinnosti jejího využívání.

Užitečný výsledek z této perspektivy lze prezentovat jako součet přijaté „zelené“ energie a zabráněného poškození degradací půdy.

To platí pro všechny technologie pro využívání obnovitelných zdrojů energie a umožňuje vám to vzít v úvahu základní rys těchto zařízení - obnovitelnost. Při porovnávání elektráren využívajících obnovitelné zdroje energie a fosilní paliva se obvykle bere v úvahu pouze skutečná výroba energie. Například solární elektrárna je považována za efektivní, pokud její náklady nepřesahují náklady na palivo, které by bylo spotřebováno elektrárnou o stejné kapacitě využívající fosilní palivo. A taková výhoda při využití například energie Slunce, jako zachování humusu, zůstává v nedohlednu.

Záchrana zdrojů Země se stává stále důležitějším úkolem a zohlednění mnohostranných důsledků jejich zachování nepochybně poskytne objektivnější posouzení účinnosti využívání obnovitelných zdrojů energie.

Národohospodářský efekt zachování humusu v zemi při využití obnovitelných zdrojů energie lze odhadnout jako E = kpot × W × c, kde W je množství humusu ušetřeného v ekosystému, které bylo dříve vynaloženo na pěstování použitých rostlinných produktů jako palivo pro vlastní nákup je kpot koeficient, který bere v úvahu nárůst primárního humusu v případě „orné půdy pod úhorem“, c - konkrétní posouzení (cena) zachování humusu v půdě.

Při určování účinnosti energetického systému OZE je nutné vzít v úvahu nejen peněžní zdroje (kapitálové investice, současné náklady), ale také suroviny - úspora hnojiv, čistá voda pro zavlažování atd.

Sluneční energie je tedy druh paliva a energetického zdroje šetrného k životnímu prostředí, který je třeba vzít v úvahu v podobě vlivu na životní prostředí. Dopad emisí (СО2) ze spalování biometanu na životní prostředí se běžně předpokládá jako nulový, protože v roce přírodní podmínky z organické biomasy (odpad), která zajišťovala produkci biometanu v bioreaktoru, by se biometan uvolňoval do atmosféry díky přirozené fermentaci. Transformaci organického odpadu na biometan a hnojiva je však třeba vzít v úvahu ve formě vlivu na životní prostředí, který snižuje znečištění půdy a životního prostředí daleko od neškodného koncentrovaného živočišného odpadu.

Použití biometanu nevyžaduje zařízení na úpravu bioplynových stanic (čištění bioplynu od škodlivých plynů se provádí v technologickém cyklu závodu). Ekologický účinek lze proto považovat za zabráněné poškození v důsledku absence škodlivých výpustí do půdy.

Poškození ekosystému

Specifické škody se stejnými emisemi do atmosféry pro každý ekosystém jsou různé. Ekologický účinek lze definovat jako zabránění poškození půdy v důsledku snížení škodlivých emisí během těžby a přepravy nosiče energie.

Při posuzování poškození vodních útvarů lze vycházet z úrovně rozpustného kyslíku ve vodě a organického odpadu.
Stejně jako u znečištění půdy a ovzduší neexistuje téměř žádný limit pro množství znečišťujících látek, které mohou a jsou vypouštěny do vodního prostředí. Hlavními zdroji organicky rozložitelných látek znečišťujících vodu jsou průmysl, tepelné elektrárny, tepelné elektrárny, zemědělství, domácnosti a vypouštění dešťové vody ve městech. Není -li vypouštění organických znečišťujících látek na určitém místě příliš velké, pak se obsah kyslíku v řece (nádrži) nejprve sníží na určitou úroveň a poté se znovu obnoví (za předpokladu, že po proudu řeky nejsou žádné další výboje) . A pokud objem organické hmoty vypouštěné do vody překročí určitou úroveň, proces jejich rozkladu může vést k vyčerpání rozpustného kyslíku.

Jak víte, škody z průmyslových odpadních vod jsou velmi vysoké - obsah kyslíku ve vodě prudce klesá.

U některých cenných druhů ryb je vyžadováno vysoké množství rozpustného kyslíku (7-8 mg / l) (8-10 mg / l je stupeň okysličení většiny vodních ploch v létě). Pro většinu ryb je docela vhodné 4-5 mg / l. Při hladinách pod 2–3 mg / l však může přežít jen málokdo.

Kromě snížení rozpustného kyslíku může mít likvidace organického odpadu další nežádoucí důsledky. Při rozkladu organické hmoty se tvoří živiny pro řasy, stimulující jejich růst. Nebezpečí přemnožení řas je jednou z nejobtížnějších výzev v řízení kvality vody, zejména v jezerech, zálivech a ústí řek.

Nedegradovatelné polutanty vody nejsou zpracovávány říční biotou. U většiny těchto znečišťujících látek jsou jedinými významnými změnami, které mohou nastat v povrchových vodách, rozpouštění a ukládání a v podzemních vodách ukládání a absorpce. Tato skupina se skládá z různých anorganických chemikálií včetně těžkých kovů, částic půdy a odlišné typy koloidní látky. Když se všechny tyto látky hromadí v dostatečně velkých objemech, mohou být toxické pro některé formy života, mohou způsobit nepříjemný zápach, zvýšit tvrdost vody a zejména v přítomnosti chloridů korodují kovy.

V některých případech se voda stává nevhodnou pro zavlažování a zavlažování, a to nejen pro pěstovanou plodinu. Jeho hniloba poškozuje půdu a odstraňuje celá pole z střídání plodin.

Jak snížit stres na biosféru

Využívání obnovitelných zdrojů energie může výrazně snížit zátěž biosféry, snížit ergodemografický index území.
Zvláště zajímavé je použití odpadu ze spalování, jako je uhlí, rašelina a ropná břidlice. Popel z uhlí a břidlice je široce používán pro deoxidaci půdy a produkci stimulátorů růstu rostlin. Rašelinový popel je ve farmakologii žádaný.

Při výstavbě například pro napájecí systém jám pro solní solný rybník (EPR č. 19 (255) pro rok 2014) lze prodat horní úrodnou vrstvu země (černozem, humus), což znamená, že efekt jeho implementace sníží náklady na systém. A pokud se používá ke zlepšení úrodnosti půdy vlastníka systému, pak bude účinek vyjádřen ve zvýšení výnosu pěstovaných plodin, což kompenzuje pokles plochy pozemku použitého pro rybník.

Při využívání sluneční energie, vodní energie a biometanu nehrozí žádné riziko, například při používání uhlí a zkapalněného plynu šíření škodlivých organismů a plevele ve vozidlech.

Sanitární účinek (absence důsledků fytosanitární kontroly atd.) Lze také považovat za zabráněné poškození v důsledku nedostatečného přívodu paliva při používání solárních energetických a biometanových systémů.

Antropogenní dopad

Při současném tempu rozvoje civilizace není možné rezervovat příliš velké oblasti přírody a utrácet příliš mnoho peněz na její ochranu, protože to vede k velkým ekonomickým ztrátám pro společnost.

Prudké zhoršení ekologické situace v Rusku je způsobeno skutečností, že se v něm hromadí mnoho látek emitovaných do životního prostředí, včetně karcinogenních, ve formě pevných částic nebo v rozpuštěném stavu. V tomto ohledu není možné soustavně se soustředit na dnes stanovené úrovně maximálních přípustných koncentrací (MPC). Abychom udrželi kvalitu prostředí na přijatelné úrovni, je nutné změnit MPC ve směru utahování v průběhu času, což se nepraktikuje.

Více než 99% všech emisí z TPP vstupuje do atmosféry z komínů, což vytváří nejvyšší povrchové koncentrace ve vzdálenosti několika kilometrů od TPP, v závislosti na rychlosti větru a jeho směru.

V současné době jsou nejsilnějším zdrojem radionuklidů vstupujících do životního prostředí objekty palivového a energetického komplexu poháněného fosilními palivy - uhlí, břidlice, ropa. Při spalování fosilních paliv se radioaktivní prvky a produkty jejich rozpadu dostávají do atmosféry s kouřovými emisemi. Dávka v důsledku emisí z kogenerační jednotky spalující uhlí je výrazně (5–40krát) vyšší než v jaderné elektrárně stejné kapacity, i když vezmeme faktor čištění emise popela z kogenerační jednotky rovný 0,975 . A čištění spalin je drahé potěšení, kapitálové náklady na výstavbu čisticích jednotek TPP dosahují 186–264 tisíc dolarů za 1 MW instalovaného výkonu.

Podle odborníků z Institutu problémů trhu Ruské akademie věd činila přímá roční ekonomická škoda v důsledku negativních antropogenních dopadů na životní prostředí v Rusku v polovině 90. let zhruba 10% HDP.

Využití biomasy

Na státní úrovni se roční hospodářský výsledek z energie z OZE může projevit v nákladech na přírodní zdroje (ropa, uhlí, plyn) zachovaných pro budoucí generace, v případném zvýšení zisku z prodeje exportně orientovaných druhů přírodních zdrojů , jakož i výnosy z prodeje kvót na emise skleníkových plynů. plyny (СО, СО 2) v souladu s Kjótským protokolem.

Tento roční ekonomický efekt by navíc měl zahrnovat výhody spojené s proporcionálním snížením produkce odpadu.

V současné době část světového společenství, znepokojeného emisemi CO2, aktivně podporuje využívání biomasy. Motivace je následující: při spalování biomasy se CO2 skutečně uvolňuje, ale dříve byl rostlinami absorbován z atmosféry, a proto je biomasa považována z hlediska emisí CO2 za neutrální za předpokladu, že jsou zelené plochy obnoveny v dostatečném objemu.

Zde však není vše tak jednoduché. Využití biomasy jako energetického zdroje považují biologové za důsledek neznalosti, protože stažení biomasy z obecného řetězce propojených bioprocesů na Zemi narušuje rovnováhu biosystému (produktivita zonálních ekosystémů), což může mít za následek nepředvídatelné negativní důsledky. Například pokud v lese spadne starý strom a hnije, pak na jeho místě vyroste nový strom. Ale pokud je padlý strom odstraněn z lesa, pak kvůli vyčerpání půdy bude druhý strom horší než první, třetí a druhý atd.

Nedotčená tajga se zachovala po tisíciletí a systematické kácení stromů mění mocné lesy na zakrnělé otevřené lesy (lesostep), lesostep na step atd.

Aby se vyloučilo šíření prachu z průmyslových podniků, tepelných elektráren, tepelných elektráren atd., Je nutné obnovovat lesy, nikoli podporovat využívání dřeva jako obnovitelného fosilního paliva, a zde je důvod.
Listový povrch na 1 m2 m zadržuje 1,5-3 g prachu. Kořenový systém rostlin ukotví půdu a tím zmenší plochu, která může být zdrojem prachu v prostředí.

Zelené plochy na ploše 1 hektaru čistí vzduch od 50–70 tun prachu ročně, čímž se snižuje jeho koncentrace o 30–40%.

Zeleň v městských ulicích může snížit prašnost atmosféry 2–3krát ve srovnání s ulicemi bez zeleně.

Les odfiltruje ze vzduchu i radioaktivní prach. Bylo zjištěno, že listy a jehličí stromů mohou zachytit až 50% tohoto prachu, čímž chrání plodiny před radioaktivní kontaminací. Ochranné proužky mohou zachytit radioaktivní aerosoly ve vzduchu, čímž se sníží hustota kontaminace polí a pastvin.

Udržování plodnosti

Řešením nejnižší úrovně obživy pro jednotlivce i pro globální komunitu je vyřešit problém hladu.

Vzhledem k tomu, že výrobky šetrné k životnímu prostředí lze získat pouze na pozemcích, které nejsou otráveny popelem z tepelných elektráren, pesticidy, nadměrné množství minerálních hnojiv, dusičnanů, v tomto ohledu v tomto ohledu na prvním místě, kromě dostupnosti vhodné technologie, vyvstává otázka o zdrojích půdy a zachování její úrodnosti v současné době i v dalších obdobích.

Již dlouho je známo, že jedním z nejdůležitějších ukazatelů plodnosti je obsah organické hmoty nebo humusu v půdě. Čím více je, tím lepší jsou vodní, vzduchové a tepelné režimy úrodné vrstvy země, čím je bohatší na základní živiny rostlin, tím aktivněji je v procesu vytváření živých z neživých.

Je také známo, že půda je živý organismus, komplex mikro- a makrofauny (mikroorganismy a půdní živočichové) v kombinaci s prvky „neživé“ minerální a organické hmoty, která je v těsném procesu výměny. Půdní mikro a makrofauna jsou tvůrci půd.

„Produkce“ humusu probíhá každoročně v obrovských množstvích. Vrchol zpracování nastává na podzim, kdy většina rostlin odumře a spadne do půdy. Celá tato obrovská masa mrtvých rostlin, obsahující velké množství různých živin, jde ke zpracování do půdních mikroorganismů a zvířat - červů, které je zpracovávají na humus. Z každé tuny takového suchého materiálu se vytvoří 600 kg humusového organického hnojiva, které obsahuje všechny potřebné minerální živiny pro rostliny, které se na jaře znovu objeví.

Vytváření humusu jinými způsoby zatím není možné. Humus je „rostlinný chléb“. Obsahuje 95% zásob půdního dusíku, 60 - fosfor, 80 - draslík, obsahuje všechny ostatní minerální prvky výživy rostlin ve vyváženém stavu.

Role humusu

Humus je „úrodnost půdy v konzervách“. Shromáždilo se a zůstalo v černozemech po celé postglaciální období, protože humáty vápníku, hořčíku a dalších kovů jsou nerozpustné a nejsou vyplavovány z půdy vodou, ale jsou podle potřeby konzumovány pouze kořenovým systémem rostlin. Vytváří zrnitou strukturu půdy, chrání ji před větrnou a vodní erozí a poskytuje rostlinám potřebný oxid uhličitý pro fotosyntézu, biologicky aktivní růstové látky.

Úrodnost polí je přímo úměrná množství a kvalitě humusu v půdě. Slavné černozemy střední a severní kavkazské oblasti obsahovaly 10-14% humusu a tloušťka vrstvy černozemu dosáhla 1 m.

Musíme však mít na paměti také následující: každoročně sklízíme plodiny z polí, sadů a zeleninových zahrad a přinášíme s sebou některé živiny, které se nevracejí do půdy. Z nedostatku této části organické hmoty je půda vyčerpaná a ztrácí úrodnost. Chemická hnojiva nemohou tuto ztrátu živin plně kompenzovat a už vůbec ne kompenzovat ztrátu humusu z půdy. Chemická hnojiva v půdě navíc podporují rozpad (mineralizaci) humusu; spolu s pesticidy otravují (zabíjejí) červy - hlavní producenty humusu v půdě. Zpracování mrtvých rostlinných zbytků na humus se zastavilo a půdy byly vyčerpány, přestaly být úrodné. Proto se často stává, že odvoz hnoje na pole nemůže zvýšit jejich úrodnost - hnůj v půdě nemá kdo zpracovat.

Použití velkých dávek chemických hnojiv, pesticidů a vysoce intenzivního zpracování půdy prudce snížilo, v některých místech až do úplného zmizení, počet půdotvorných zvířat v půdě a podkopalo proces tvorby humusu. Úrodnost půdy se výrazně snížila. Chemická hnojiva jsou dopingem pro půdu. V přítomnosti minerálních hnojiv dochází ke zvýšené mineralizaci humusu (jeho rozklad na prvky CO2 a popel). Neustálé užívání takového dopingu ve zvyšujících se dávkách je trestné, protože odsuzuje vše živé k hladu a vyhynutí.

K udržení rovnováhy humusu bez deficitu je nutné každoročně aplikovat nejméně 6-7 tun hnoje na hektar. Dostupná hospodářská zvířata však nemohou zajistit „produkci“ takového množství.

Ne nadarmo se v posledních letech za účelem regulace rovnováhy humusu a živin do půdy zavádí sekaná sláma jako systém hnojení šetřící zdroje během sklizně obilovin. Použití sekané slámy umožňuje farmám vyřešit nejnaléhavější problém likvidace slámy nízké hodnoty a eliminovat náklady na její shazování, přepravu, skládání a používání slámy k udržení úrodnosti půdy se snížením její eroze a vyhoření humusu.

Bioplynová zařízení, která využívají vyrobený bioplyn (až 30%) k technologickým potřebám (k udržování teploty v bioreaktoru) a připravují žížaly o potraviny, proto nelze považovat za technologie šetrné k životnímu prostředí.

Deformace prostředí

Světové společenství považuje emise CO2 za jeden z nejnegativnějších faktorů ovlivňujících biosféru komplexu paliva a energie (množství oxidu uhličitého v atmosféře se každoročně zvyšuje o 0,002%), spalování kyslíku, snížení energie fotosyntézy v důsledku znečištění ovzduší, jakož i kyselých dešťů, degradace lesů a pozemků, které přispívají k další technogenní desertifikaci.

V tomto ohledu primární bioproduktivita (množství organické hmoty produkované v biosféře) prudce poklesla a nadále klesá. Dochází ke globální deformaci prostředí.

Pokračování těchto trendů představuje velkou ekologickou hrozbu.

Využívání energie z obnovitelných zdrojů, a to i jako sekundární nástroj, k zajištění nepřetržitého „zpracování půdy“ je nyní jedním z prvních míst. Ekonomické ztráty při absenci nepřetržitých dodávek energie v zemědělství se podobají ztrátám, které budou pozorovány při jakékoli produkci kontinuálního cyklu, ať už jde o hutní dílnu nebo ropnou rafinérii. Ztrátě produktů lze zabránit pouze zavedením dalších výrobních kapacit se spolehlivou dodávkou energie pro výrobu, skladování a zpracování.

Rozumné použití

Účinnost využívání technologií obnovitelné energie se postupem času nepochybně zvýší. To bude usnadněno rostoucí potřebou šetřit humus a technickým pokrokem a zlepšením organizace vytváření a využívání zařízení na OZE.

Využívání energetických zařízení pro kultivaci půdy, péči o rostliny a zvířata, vytápění prostor, vaření má sociální i ekonomický význam. V těžebním a zpracovatelském průmyslu, v komplexu strojírenství existuje také efekt přelévání, který ovlivní zlepšení investiční politiky v zemi.

Není nutné zvyšovat nosnost dopravní infrastruktury, protože při výstavbě například solných solných rybníků a příkopů se budou využívat hlavně přírodní „hotové a věčné“ materiály a doprava paliva ve stejných objemech není nutné.

Struktura složek sociálně-ekologického a ekonomického efektu samostatného energetického systému OZE ukazuje, jak vyvážené je přistupovat k analýze efektivního využívání nových technických řešení. Při rozvoji území s různými klimatickými podmínkami je však často výběr jednoho nebo jiného zdroje dodávek energie svěřen lidem, kteří mají daleko nejen k obnovitelným zdrojům energie, ale také k tradiční energii z paliv.

Je zvláštní, že se pravidlo rozumného využívání odborníků zcela opouští, pokud jde o decentralizované dodávky energie nebo poskytování energie ekologicky utlačovaným oblastem. Někteří ze svítidel tradiční energie - bezpochyby prominentní specialisté ve svém oboru znalostí - se považují za kompetentní k vyjádření dogmatických úsudků o relevanci a sociálně -ekologické a ekonomické účinnosti nových oblastí energie z obnovitelných zdrojů. A také vše, co s tím souvisí, aniž by byli svědky některého z jeho „fenoménů“ a často si vůbec neuvědomovali jeho principy a praxi.

Věštění. Tarot. Spiknutí. Modlitby Numerologie. Amulety. Vlastní rozvoj

Národohospodářský efekt

Poškození ekosystému

Jak snížit stres na biosféru

Antropogenní dopad

Využití biomasy

Udržování plodnosti

Role humusu

Deformace prostředí

Rozumné použití

PODOBNÉ ČLÁNKY