ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЯ
Предметом изучения экологии является охрана окружающей среды. Данное направление связано с энергетикой, так как энергетические объекты могут отрицательно воздействовать на окружающую среду, загрязняя ее.
Окружающая среда включает биосферу, которая охватывает нижнюю часть атмосферы, гидросферу и верхнюю часть литосферы (земная кора и верхняя мантия). Загрязнение биосферы может быть уменьшено за счет энергосбережения при рациональном использовании невозобновляемых и возобновляемых источников энергии.
Для лучшего понимания механизма отрицательного воздействия выбрасываемых в атмосферу вредных веществ рассмотрим более подробно ее строение (рис. 25).
Рис. 25. Строение атмосферы
Атмосфера включает по высоте четыре области:
• тропосферу - от 0 до 10-12 км с падением температуры до -55 °С и давления до 41,0 мм рт.ст.;
• стратосферу - от 10-12 до 50-55 км с ростом температуры до 0 °С и падением давления до 8,9 мм рт. ст. в средней стратосфере и до 0,63 мм рт. ст. в верхней;
|
|
• мезосферу - от 50-55 до 80-90 км с падением температуры до -90 °С и давления до 0,04 мм рт.ст.;
• термосферу, простирающуюся от 80—90 до 200—300 км с непрерывным повышением температуры до сотен градусов.
Каждая зона атмосферы завершается областью постоянной температуры: тропопаузой, стратопаузой и мезопаузой. Газы, накапливаясь в верхних слоях тропосферы и стратосферы, препятствуют выходу теплового инфракрасного излучения с поверхности Земли, нагретой Солнцем. Атмосфера и поверхность Земли нагреваются, пока уходящие потоки энергии не уравняются с приходящими.
Это явление представляет собой парниковый эффект (рис.26), который сопровождается нагревом тропосферы и охлаждением стратосферы.
Рис. 26. Происхождение парникового эффекта
В средней атмосфере присутствует озоновый слой. Молекулы озона поглощают солнечное излучение с длиной волн короче 290 нм и инфракрасное излучение с поверхности Земли с длиной волн 9-10 мкм, усиливая парниковый эффект.
Таким образом, озоновый слой участвует в обеспечении безопасного уровня ультрафиолетовой радиации и поддерживает устойчивый климат на Земле. В тропосфере и стратосфере озон также оказывает воздействие на антропогенные примеси, поступающие в атмосферу в результате деятельности человека, разрушая их. В совокупности процессы с участием озона обеспечивают оптимальные условия существования флоры и фауны. Неконтролируемые выбросы в атмосферу хлорсодержащих газов и окислов азота истощают и разрушают озоновый слой, что ведет к увеличению поступающего на Землю биологически вредного солнечного ультрафиолетового излучения.
|
|
Ниже приведен перечень рекомендованных Международным бюро по защите окружающей среды приоритетных мероприятий в области энергетики, направленных на снижение парникового эффекта.
*Более эффективное производство, передача и распределение энергии.
* Уменьшение энергоемкости обработки основных материалов.
*Внедрение энергоэффективных моторов и приводов.
*Повышение эффективности освещения и водяного отопления и, как следствие, снижение потребления первичного топлива.
*Использование возобновляемых видов энергии, и в частности фотоэлектрической, солнечно-тепловой, ветровой.
*Производство биомассы для замены ископаемого твердого топлива, газификация биомассы.
*Внедрение совершенных, энергоэффективных газотурбинных циклов.
*Развитие малой гидроэнергетики.
*Переход на природный газ.
*Переработка городских и сельских отходов.
Одним из направлений экологизации энергосбережения может быть проведение совместного эколого-энергетического аудита и экспертизы и соблюдение экологического законодательства в области энергосбережения.
Как видим, взаимосвязь экологии и энергосбережения выражается простой формулой: экономишь энергию - уменьшается отрицательное воздействие на окружающую среду.