Анализ структуры энергетических и световых загрязнений

К Г Э У

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «КАЗАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Практическое занятие

Анализ структуры энергетических и световых загрязнений

Практическое занятие № 1

Анализ структуры энергетических и световых загрязнений

Продолжительность практического занятия – 2 часа.

Цель практического занятия – Ознакомление с разными типами энергетических и световых загрязнений.

1. Общая структура использования энергоресурсов

Относительный вклад различ­ных энергоносителей в общее использование энергии характери­зуется такими средними величинами:

уголь – 27%,

нефть – 34%,

газ – 17%,

гидроэнергия – 6%,

ядерная энергия – 8,5%,

прочие источники – 7,5%.

Электроэнергетика за­нимает в настоящее время более 25% энергобаланса техносферы: 3520 ГВт идут на выработку электроэнергии и попутного тепла, причем более 55% теряется в процессе преобразования, а вырабо­танные 1580 ГВт распределяются между электроэнергией и полез­ным теплом в соотношении 2:1.

Вклад главных источников в про­изводство электроэнергии таков:

уголь – 42%,

нефть – 10%,

газ – 16%,

гидроэнергия – 19%,

ядерная энергия – 12%,

прочее – 1%.

Доля электро­энергии в конечном потреблении составляет 9,7%.

Остальная суммарная мощность сжигания топлив в различных процессах превышает 9,2 ТВт. Почти половина этой мощности обеспечивается нефтью и нефтепродуктами. На втором месте уголь (24%), затем – газ (18%) и некоммерческое растительное то­пливо (10%). В конечном потреблении эксплуатационной мощно­сти первое место занимает производство (46%), второе – комму­нальное хозяйство вместе со сферами обслуживания, управления и коммерции (37%) и третье – транспорт (17%).

В XX веке технический прогресс сопровождался стремительным ростом энергоемкости различных нужд человека и в настоящее время в развитых странах, несмотря на идеологию и практику энергосбережения люди буквально купаются в энергии. За 100 лет удельные затраты энергии на кондиционирование среды и приго­товление пищи увеличились в 8-10 раз, на перемещение (1 человека или тонно-километр) – в 15-20 раз, на производство 1 т пшеницы – в 100 раз. Ежегодно в Российской Федерации вырабатывается около 900 млрд. кВт×ч электроэнергии.

Известно, к каким глубоким изменениям в мировой эконо­мике привел энергетический кризис 1970 годов и повышение цен на нефть. Резко изменилось отношение темпов прироста потребления энергии и валовых национальных продуктов (ВНП). С 1970 по 1985 годы энергоемкость ВНП США снизилась на 71%, Франции – на 70%, Великобритании – на 72%, Японии – на 78%. Это, однако, не означало снижения потребления энергии. Оно продолжало расти.

В такой ситуации экономика России оказалась менее эластичной: энергоемкость национального дохода СССР за тот же период снизилась только на 15%. В результате в середине 1980 года на единицу национального дохода мы тратили ресурсов в 4,5 раз больше, чем США, и в 6 раз больше, чем Япония. Правда, значительная часть этой разницы была неизбежна и обусловлена климатическими условиями России – самой холодной из обитаемых стран. Жесткость климата эффективной территории Финляндии, Норвегии, Исландии и Канады заметно меньше, чем в России.

Задание 1. Построить круговые диаграммы: а) вклада различ­ных энергоносителей в общее использование энергии; б) вклада главных источников в про­изводство электроэнергии.

2. Основные типы антропогенных загрязнений

Загрязнения – это внесение в среду нехарактерных для нее новых физических, химических или биологических агентов или превышение имеющегося естественного уровня этих агентов.

Основные типы антропогенных загрязнений окружающей среды показаны на рис. 1. Все загрязнения подразделяют на четыре основные группы: физическое, химическое, биологическое и эстетическое. Физическое загрязнение представляет собой совокупность энергетических загрязнений.

Энергетика – наиболее крупная отрасль по объему выбросов в атмосферу (26,6 % общего количества выбросов всей промышленности России). Характерными выбросами энергетического комплекса являются сернистый газ, оксид углерода, оксиды азота, сажа, а также наиболее токсичные ингредиенты – оксид ванадия (V) и бензапирен. Основными источниками образования летучих выбросов в энергетике являются установки обогащения и брикетирования угля, углеразмольные агрегаты, энергетические и теплофикационные котельные установки. Ежегодно объем выбросов вредных веществ в атмосферный воздух энергетическими предприятиями Российской Федерации составляет около 6,0 млн. т. Основной объем этих выбросов занимают 31 % пыли, 42 % диоксида серы и 23,5 % оксида азота.

Рис.1. Основные типы антропогенных загрязнений окружающей среды

Задание 2. Привести в отчете схему основных типов антропогенных загрязнений окружающей среды выделить на схеме энергетические загрязнения.

3. Физическое загрязнение

Физическое (энергетическое) загрязнение связано с изменением физических, температурно-энергетических, волновых и радиационных параметров внешней среды. Тепловое воздействие проявляется, например, в деградации вечной мерзлоты, в изменении структурных особенностей некоторых грунтов (под металлургическими печами, кирпичными заводами и т. д.). Источниками теплового загрязнения в городе служат подземные газопроводы промышленных предприятий (140-160°С), теплотрассы (50-150°С), сборные коллекторы и коммуникации (35-45°С) и светотехнические устройства (10-25°С).

Источниками шума, вибрации и электромагнитного излучения являются электроподстанции и трансформаторы, линии электропередач и телекоммуникационные линии, антенны, микроволновые печи, светотехническое оборудование, компьютеры и радиотелефоны.

Контрольные вопросы

1.Какой из энергоносителей вносит наибольший вклад в общее использование энергии?

2.Какой из энергоносителей вносит наибольший вклад в про­изводство электроэнергии? Является ли он рациональным с экологической точки зрения?

3.Что подразумевается под термином «загрязнение»?

4.На какие группы подразделяются загрязнения?

5.Какие загрязнения относятся к энергетическим?

6.Какие энергетические загрязнения вырабатываются светотехническими установками?

7.Как можно снизить уровни энергетических загрязнений в светотехнике?

Домашнее задание

1.Охарактеризуйте тепловое и шумовое загрязнение от светотехнического оборудования.

2.Укажите меры снижения светового загрязнения от осветительных установок.

Литература

1. , , Шишов экология. Общий курс: В 2 т. Т.1. Теоретические основы Инженерной экологии: Учеб. пособие для втузов / Под ред . – М.: Высш. шк., 1996. – 637 с.: ил.

2. Потапов : Учеб. для строит. спец. вузов. – М.: Высш. шк., 2000. – 446 с.: ил.