Экология. Лекция 7

1. Экология Лекция 7 Лектор: Хабарова Елена Ивановна

Кафедра экологической и
промышленной безопасности
(ЭПБ)
ЭКОЛОГИЯ
ЛЕКЦИЯ 7
ЛЕКТОР: ХАБАРОВА ЕЛЕНА ИВАНОВНА

2. Экология

Кафедра экологической
и промышленной безопасности
(ЭиПБ)
Экология
ТЕМА 13. Глобальная экология.
Энергетическая проблема. Традиционные
энергоносители

3. Энергетический баланс Земли

Рис.11.1

4. Древо энергетических ресурсов

Рис.11.3

5.

Традиционные
Альтернативные
Нефть
Энергия ветра
Уголь
Энергия солнца
Природный газ
Энергия волн и приливов
Мазут
Энергия тепла подземных
лавовых потоков
Ядерное топливо
Ядерные отходы
Биотопливо

6.

Запасы природного газа в мире
по странам
Россия 48,7 трлн.м3
Иран 33,6 трлн.м3
Катар 24,7 трлн.м3
Туркменистан 17,5
трлн.м3
США 9,86 трлн.м3

7.

Объемы добычи

8.

Добыча нефти по странам мира за 2015 год
Государство
Добыча
млн.тонн/год
Доля %
Кувейт
149,1
3,4
Венесуэла
135,2
3,1
Саудовская
Аравия
США
Россия
Канада
КНР
Ирак
Иран
ОАЭ

9. Преимущества истощаемых топливных ресурсов:

Высокая плотность энергии
Высокая степень освоения технологий от разведки запасов до
потребления
Ориентация мирового хозяйства на использование ресурсов в
качестве топлива и сырья
Развитая инфраструктура на всех стадиях: добыча,
транспортировка, переработка и использование
Развитая структура подготовки научных и эксплуатационных
кадров
Развитая структура производства оборудования и приборов
Развитая инфраструктура научных учреждений
Табл.11.1

10. Недостатки истощаемых топливных ресурсов:

Глобальное влияние на изменение климата вследствие
эмиссии СО2 и теплового загрязнения
Загрязнение среды обитания человека отходами
производства (жидкие, газообразные, твердые)
Неравномерность распределения по земному шару
Угроза загрязнений среды обитания человека и пожаров при
транспортировке и хранении
Потенциальная угроза аварий на АЭС с выбросом
радиоактивных веществ
Изменение структуры земной коры вследствие добычи газа, нефти и
угля с непредсказуемыми последствиями
Большая потребность в воде
Табл.11.1

11. ТЭС

12. АЭС

13.

Атомные электростанции
Российской Федерации
Тип
реактора
Кол-во
реак-торов
Электри-ческая
мощ-ть АЭС, ГВт
ВВЭР-440
4
1,76
Ленинградская
РБМК-1000
4
4
Калининская
Смоленская
ВВЭР-1000
РБМК-1000
3
3
3
3
Курская
РБМК-1000
4
4
Нововоро-нежская
ВВЭР-440
ВВЭР-1000
2
1
1,88
Балаковская
ВВЭР-1000
4
4
Волгодонская
ВВЭР-1000
1
1
БН-600
1
0,6
ЭГП
4
0,048
АЭС
Кольская
Белоярская
Билибинская
Табл.11.8

14. ГЭС

15.

Крупнейшие гидроэлектростанции России
№
п/п
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
Наименование
Саяно-Шушенская
Красноярская
Братская
Усть-Илимская
Богучанская
Волжская
Жигулевская
Бурейская
Чебоксарская
Саратовская
Зейская
Нижнекамская
Загорская ГАЭС
Воткинская
Чиркейская
Мощность,
ГВт
Среднегодовая выработка, млрд
кВт∙ч
6,40
6,00
4,52
3,84
3,00
2,58
2,32
2,01
1,40
1,27
1,33
1,25
1,20
1,02
1,00
23,50
20,40
22,60
21,70
17,60
12,30
10,50
7,10
3,31
5,35
4,91
2,67
1,95
2,60
2,47
География
р. Енисей, г. Саяногорск
р. Енисей, г. Дивногорск
р. Ангара, г. Братск
р. Ангара, г. Усть-Илимск
р. Ангара, г. Кодинск
р. Волга, г. Волжский
р. Волга, г. Жигулевск
р. Бурея, пос. Талакан
р. Волга, г. Новочебоксарск
р. Волга, г. Балаково
р. Зея, г. Зея
р. Кама, г. Набережные Челны
р. Кунья, пос. Богородское
р. Кама, г. Чайковский
р. Сулак
Табл.11.7

16. Удельный вес различных источников энергии в мировом потреблении

18%
5%
17%
27%
33%
Возобновляемые источники энергии
Уголь
Нефть
Природный газ
Атомная Энергия
Рис.11.2

17.

Воздействие на окружающую среду объектов электроэнергетики
Топливо
Вредные выбросы
Уголь
Двуокись серы SO2
Мазут
Природ-ный
газ
Ядерное
топливо
Углекислый газ
СО2
Бензапирен
Двуокись азота N02
Углекислый газ СО2
Радиоактивность
Последствия воздействия
Кислотные дожди,
парниковый эффект
Загрязнение и деградация
экосистем от производства и
транспорта топлива,
продуктов сжигания
углеводородов
Радиоактивность ниже
естественного фона и
установленных норм
Экономический
ущерб (в
относительных
единицах)
5
1,5
1
Табл.11.9

18. Экология

Кафедра экологической
и промышленной безопасности
(ЭиПБ)
Экология
ТЕМА 14. Глобальная экология.
Энергетическая проблема. Альтернативные
энергоносители

19. Альтернативные источники энергии

20.

Возобновляемые
энергоресурсы
Рис.11.5

21.

Альтернативные источники энергии
Гелиоэнергетика:
Гелиоконденсаторы
Солнечные батареи
БИОЭНЕРГЕТИКА
Производство биомассы
Биосинтез водорода
Жидкое биотопливо (этанол,
растительное масло и т.п.)
Мусоросжигающие
установки
Биогаз
«Древесные таблетки»
(топливо из древесных
отходов)
ВЕТРОЭНЕРГЕТИКА
СМЕШАННЫЕ
ИСТОЧНИКИ
ЭНЕРГИИ
АЛЬТЕРНАТИВНАЯ
ГИДРОЭНЕРГЕТИКА
«Малые» ГЭС
Волновые электростанции
Приливные
электростанции
Станции, использующие
энергию морских течений
ВТОРИЧНАЯ
ЭНЕРГЕТИКА
ЭНЕРГЕТИКА,
ИСПОЛЬЗУЮЩАЯ
РАЗНОСТЬ ТЕМПЕРАТУР
Высокоградиентные
установки геотермальной
энергии морского и сухого
типа
Низкотемпературная
энергетика, использующая
разность температур глубин и
поверхности моря, тепловые
насосы и т.п.
(ИСПОЛЬЗУЮЩАЯ СБРОСНОЕ ТОПЛИВО)
Традиционно-альтернативные
(атомно-водородные и др.
Альтернативно-альтернативные
(солнечно-водородные и др.)
КОСМИЧЕСКАЯ
ЭНЕРГЕТИКА

22. Альтернативные источники энергии

Рис.11.4
Альтернативные источники энергии

23. Мировой технологический потенциал возобновимых источников энергии

Нетрадиционный источник энергии
Потенциал,
млрд тонн у.т.
Биомасса
5,6
Гидроэнергия
2,8
Ветровая энергия
2,8
Геотермальная энергия
1,9
Термическая энергия моря
0,9
Энергия приливов и отливов
0,04
Солнечные элементы и коллекторы
2,0
Гелиоэлектростанции
4,3
Итого
20,34
Табл.11.2

24.

Ресурсы возобновляемых источников энергии в России
Вид ресурсов
Табл.11.3
Вид ВИЭ
Всего по Российской Федерации
В том числе:
Малая гидроэнергетика (млрд.
кВтч в год)
Геотермальная энергия
(гидротермальные ресурсы)
Энергия биомассы
Энергия ветра
(млрд. кВтч в год)
Солнечная энергия
Низкопотенциальное тепло
Валовый ресурс,
млн. т у.т./год
Технический
ресурс, млн. т
у.т./год
Экономический
ресурс, млн т
у.т./год
3 093 089
24 221
320
402
(-1 180)
126
(-372)
70
(-205)
22 900 000
11 869
114
468
886 256
(-2606635)
2 205 400
140
2 216
(-6 517)
9 676
69
11
(-33)
3
563
194
53

25. Альтернативные источники энергии Ветровые генераторы энергии

26.

Альтернативные источники энергии
Ветровые генераторы энергии

27. Альтернативные источники энергии

28. Альтернативные источники энергии

29.

Альтернативные источники энергии
«Умный дом»

30. Альтернативные источники энергии Волновая электростанция

31. Альтернативные источники энергии

Солнечный модуль
Солнечный элемент и
фотогальванический
модуль из 36 элементов
Альтернативные источники энергии

32. Причины, порождающие энергетическую проблему:

рост энерговооруженности хозяйства стран мира, повышение доли
механизации и автоматизации производства требуют все больших
энергетических затрат
истощаются традиционные энергоресурсы
открытие и освоение новых месторождений стоит дорого и требует
немало времени
региональные различия в запасах и потреблении энергоресурсов между
развивающимися и развитыми странами, доля которых в мировых запасах
нефти обратно пропорциональна доле в мировом энергопотреблении
неравномерность глобального распределения первичной энергии
контроль развивающихся стран за своими энергоресурсами

33. Пути решения энергетической проблемы:

энергосбережение,
снижение
энергоемкости
изменение структуры
мирового
энергопотребления
переход к
альтернативным
источникам энергии

34. Альтернативные источники энергии

Солнечный коллектор для обогрева воды
Альтернативные источники энергии

35. Альтернативные источники энергии Солнечные электростанции на фотоэлементах

36. Альтернативные источники энергии Гелиоэлектростанция в Испании

37. Преимущества возобновляемых энергетических ресурсов

Отсутствие дополнительной
эмиссии углекислого газа
Неистощаемость
Сохранение теплового баланса
планеты
Отсутствие вредных выбросов
Доступность использования
(солнце, ветер)
Возможность одновременного
использования земли для хозяйственных и
энергетических целей (ветростанции,
тепловые насосы, бесплотинные ГЭС)
Возможность использования земель, не
приспособленных для хозяйственных целей
(солнечные, ветровые установки и станции)
Отсутствие потребности в воде
(солнечные, ветровые
электростанции)

38.

Недостатки возобновляемых энергетических
ресурсов
Необходимость аккумулирования
Низкая плотность энергии
Непостоянный, вероятностный
характер поступления энергии
(солнце, ветер, в меньшей степени
ГЭС)
Неразвитость промышленности и
отсутствие инфраструктуры (для
России)
Необходимость резервирования
(солнечная, ветровая)
Затопление плодородных земель
(большие ГЭС)
Локальное изменение климата
(большие ГЭС)

39.

Достоинства и недостатки альтернативных
источников энергии
Нет химических загрязнителей;
Ликвидация последствий сжигания
органического топлива;
Высвобождение сырьевых ресурсов
за счет использования иной
технологии.
Солнечная энергетика
Нет химических загрязнителей;
Независимость от времени года,
суток и метереологических условий.
Геотермальная энергетика
ПЛЮС
Получение кремния или арсенида
галлия для солнечных батарей –
«грязная» технология;
КПД батарей около 20% и они
часто выходят из строя;
Можно расценить как тепловое
загрязнение;
Блокировка земельных
территорий.
Нет четкой периодичности;
Привязка к геотермальным
источникам, часто вдали от
населенных пунктов;
Проблема охраны недр при
эксплуатации;
Химическое и тепловое
загрязнение водоемов сбросными
геотермальными водами.
МИНУС

40.

Достоинства и недостатки альтернативных
источников энергии
Нет химических загрязнителей;
Хорошо использовать для местных
нужд.
Ветровая энергетика
Нет химических загрязнителей;
Возможность использование для
местных нужд.
Звуковое и шумовое загрязнение (при
вращении лопастей – ультразвук);
Направление ветра и наполняемость
ветра не постоянны;
Нет больших электростанций;
Отчуждается большая территория;
Изготовление лопастей из алюминия –
«грязная технология», приводящая к
истощению запасов алюминия;
Использование с другими источниками
энергии при наличии накопителей
энергии.
Использование очень сложных
технологий;
Места стабильных приливов и
отливов неудобны для размещения
станции и передачи энергии.
Морские приливы и
отливы
ПЛЮС
МИНУС

41.

Достоинства и недостатки альтернативных
источников энергии
Практически нет химических
загрязнителей;
Возможно использование для
местных нужд;
Позволяет уменьшить свалки
городских твердых отходов.
Наличие пожароопасности;
Периодичность использования.
Практически нет химических
загрязнителей;
Использование отходов
растительной природы.
Сырье должны выращивать, то есть
использование сельхозугодий;
Периодичность использования.
Биоэнергетика (биогаз)
Биоэнергетика
(биоэтанол)
ПЛЮС
МИНУС

42.

БИОТОПЛИВО – это вид топлива, который производится из сырья
растительного или же животного происхождения, из продуктов
жизнедеятельности
человека
и
животных,
или
органических
промышленных отходов.

43.

Виды биотоплива по агрегатному состоянию
Твердое
Жидкое
Газообразное
Дрова
Биоэтанол
Биогаз
Топливные гранулы
Биометанол
Биоводород
Брикеты
Биобутанол
Метан
Щепа
Диметиловый эфир
Солома
Биодизель

44.

Преимущества
биотоплива
Уменьшение импорта
нефти
Уменьшение затрат на
контроль за загрязнением
ОС
Стабильность в плане
хранения
Легкость транспортировки
Чистое топливо
Относительная дешевизна
Растительные культуры
поглощают СО2 и
выделяют О2
Минимум затрат на
техническое
обслуживание транспорта
Легкое смешивание с
другими видами топлив

45.

СПАСИБО
ЗА ВНИМАНИЕ!