сравнение экологических показателей различных источников

V НЕВСКИЙ ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ ФОРУМ
V НЕВСКИЙ ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ ФОРУМ
май 2012, Санкт‐
май 2012, Санкт‐Петербург
СРАВНЕНИЕ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ
ПОКАЗАТЕЛЕЙ РАЗЛИЧНЫХ
ИСТОЧНИКОВ ЭНЕРГИИ
Советник генерального директора
Г
Госкорпорации
«Росатом»,
Р
д.т.н., профессор,
ф
член-корр.РАН
В.А.ГРАЧЕВ
1
•
•
•
2
3
Тема энергетики в последние годы приобрела исключительно высокую
актуальность в мире. Мир сегодня меняется очень динамично как с
точки зрения появления новых стран,
стран стоящих на пути бурного
экономического развития, так и растущего потребления энергоресурсов
в развитых странах.
Рост напряженности на энергетических рынках в последние годы ‐ не
временное явление. Душевое потребление энергии в мире существенно
выравнивается между развитыми и развивающимися странами. При
этом экономика не может жить без адекватного снабжения
энергоресурсами. Это не зависит ни от политической системы, ни от
уровня развития страны. Это справедливо как для плановой, так и
рыночной экономики,, как д
р
для р
развитых,, так и р
развивающихся
щ
стран.
р
Энергообеспечение выходит на первый план. Энергоресурсы имеют
критически важное значение для улучшения качества жизни и
расширения
р
р
возможностей,, открывающихся
р
щ
перед
р д гражданами
р д
стран
р
мира – как развитых, так и развивающихся.
2
1
2
3
3
1
Рост энергопотребления
Ресурсы не бесконечны –
Ресурсы не бесконечны –
они истощаются
2
3
Рост вредных «ОТХОДОВ» (выбросы, сбросы, ТБО, РАО и ОЯТ)
Рост потерь от катастроф 4
Показатели
Удельные
капитальные
затраты, долл/кВт
Себестоимость
электроэнергии,
цент/кВт-час
Выход CO2,
г/кВт
Выброс SO2 ,
мг/кВт-ч
Выбросы NOx ,
мг/кВт-час
мг/кВт
час
Риск
профессиональной
смертности ,число
смертей/(ГВт/ч)
р
(
)
Уголь
Нефть
Приро
дный
газ
1300
1150
1350
2200
2000
1800
2500
3,25
2,8
2,8
2,6
1,2
5,9
12
251
192
180
0
0
0
0
288
26
0
0
-
0
0
516
242
208
0
-
0
0
7
3
1
0,7
4
4
4
Ядерная
энергия
Гидроэн
ергия
Ветер
Солнце
5
180
164
160
140
136
120
100
80
60
44
40
20
14
7
3
0
каменный уголь
бурый уголь
природный газ
ядерная энергетика солнечная энергетика ветровая энергетика
6
1
Нефть
2
3
4
5
6
7
¾ Запасов
Запасов хватит только на 40 лет, хватит только на 40 лет,
перспективы новых месторождений ‐ еще 10‐50 лет
¾ Загрязнение земли и океана – 15 млн. т нефти в год
¾ Нефть ‐ ценнейший источник сырья для производства синтетических материалов
«Топить нефтью –– всё равно, что топить ассигнациями»
«Топить нефтью Д.И.Менделеев
7
1
2
3
4
5
6
7
Колоссальные вредные выбросы
Уголь
На 1000 МВт (мощность одного реактора АЭС)
280 тыс.т серной кислоты (кислотные дожди губят все живое, поражают систему дыхания человека, вызывают отек легких)
Золошлаковые отвалы (уже есть 120 млн. т)
Тяжелые металлы, целый «букет» канцерогенных и мутагенных веществ
Радиоактивные загрязнения
Углекислый газ
ТЭЦ на угле (Nэл.=1000 Мвт) в течение года выделяет больше радиоактивности, чем АЭС такой же мощности
Углекислый газ поглощает инфракрасное излучение, происходит аккумуляция части
тепла в атмосфере, которое в противном случае рассеялось бы в космосе. Это
приводит к повышению температуры. По мнению 49 ученых, лауреатов
Нобелевской премии, последствия усиления парникового эффекта на планете могут
быть сравнимы лишь с последствиями глобальной ядерной войны.
8
1
Биомасса
2
3
4
5
6
7
¾Из биомассы производят этанол, который затем
применяется в качестве автомобильного топлива. В
качестве сырья используются: кукуруза, пшеница,
сахарная свекла, сахарный
й тростник, маис и т.д.
¾Целесообразно только использование отходов. Пищи и
так не хватает.
¾Для того, чтобы произвести из навоза биогаз для
выработки 1000 МВт электрической энергии требуются
площади
размещаться
80
о а 80÷100 км2, наа которых
о ор должны
о
раз е а
млн. свиней или 800 млн. птиц.
9
1
Ветровая энергия
2
3
4
5
6
7
¾ Чтобы
Ч б достичь текущего уровня производства электроэнергии во
Франции с применением энергии ветра потребуется 20 тыс. км2
земли (4% территории страны). Площадь, занимаемая
французскими АЭС – несколько десятков км2.
¾ Ветровая
р
энергетика
р
является нерегулируемым
р у ру
источником
энергии.
¾ Строительство ветряных установок усложняется необходимостью
изготовления лопастей турбины больших размеров. Так, по
проекту ФРГ установка мощностью 2‐3 МВт должна иметь диаметр
ветрового колеса 100 м,
м причем она производит такой шум,
шум что
возникает необходимость отключения ее в ночное время.
¾ Помехи для воздушного сообщения и для радио‐ и телевещания,
нарушения путей миграции птиц, климатические изменения
вследствие нарушения естественной циркуляции воздушных
потоков.
10
1
Солнечная энергия
2
3
4
5
6
7
¾ Поток солнечной энергии на поверхности Земли существенно
зависит от широты и климата. В разных местах среднее
количество солнечных дней в году может различаться очень
сильно. Оценивая
ц
потенциал
ц
солнечного источника энергии
р
для
д
средних широт Северного полушария можно сказать, что
среднесуточная интенсивность солнечного излучения для
средней полосы европейской части составляет 150 Вт/м2, что в
1000 раз меньше тепловых потоков в котлах ТЭС.
¾ Для размещения СЭС мощностью 1 ГВт (эл) в средней полосе
европейской части необходима минимальная мощность при 10%
КПД в 67 км2. к этому надо добавить еще и земли, которые
потребуется отвести под различные промышленные предприятия,
изготавливающие материалы для строительства и эксплуатации
СЭС.
¾ Следует подчеркнуть, что материалоемкость, затраты времени и
людских ресурсов в солнечной энергетике в 500 раз больше, чем
в традиционной энергетике на органическом топливе и атомной
энергетике
энергетике.
11
1
2
3
4
5
6
7
Гидроэнергия
¾ Из всех видов возобновляемых источников энергии только гидроэнергия в настоящий момент вносит
заметный вклад во всемирное производство электроэнергии (17 %).
¾ В большинстве промышленно развитых стран незадействованным на сегодня остался лишь
незначительный по объему гидроэнергетический потенциал.
¾ Гидроэнергетические сооружения в потенциале несут в себе опасность крупных катастроф. Так, в 1979
году авария на плотине в Морви (Индия) унесла около 15 тысяч жизней, в Европе в 1963 году авария
плотины в Вайонт (Италия) привела к гибели 3 тысяч человек, авария на Саяно‐Шушенской ГЭС – 75
человек.
¾ Неблагоприятное воздействие гидроэнергетики на окружающую среду в основном сводится к
следующему:
• затопление сельскохозяйственных
й
угодий
й и населенных пунктов,
• нарушение водного баланса, что ведет к изменению существования флоры и фауны,
• климатические последствия (изменение теплового баланса, увеличение количества осадков, скорости
ветра, облачности и т.д.).
• заиливание водоема и эрозии берегов, ухудшение самоочищения проточных вод и уменьшению
содержания кислорода, затрудняет свободное движение рыб.
12
1
2
3
4
5
6
7
Водородная энергетика
¾ Это экономичное и экологичное направление выработки и потребления энергии человечеством,
человечеством
основанное на использования водорода в качестве средства для аккумулирования, транспортировки и
потребления энергии людьми, транспортной инфраструктурой и различными производственными
процессами. Водород выбран как наиболее распространенный элемент на поверхности земли и в
космосе, теплота сгорания водорода наиболее высока, а продуктом сгорания является вода (которая
вновь вводится в кругооборот водородной энергетики). Основная проблема водородной энергетики это производство исходного топлива - водорода.
¾ Производство водорода
В настоящее время существует множество методов промышленного производства водорода: из
природного газа,
газа газификация , электролиз воды,
воды водород из биомассы,
биомассы за счет атомной энергии.
энергии
Ведутся работы по созданию атомных электростанций следующего поколения, которые могут быть
источником водорода.
Таким образом, мы приходим опять к атомной энергии.
Это и есть наиболее перспективный источник энергии.
13
Косвенный рост выброса ПГ
1
2
3
Условия сокращения выброса ПГ
(для России)
Без ядерной энергии
С ядерной энергией
Семикратный рост использования
ядерной энергии
Сохранение или
незначительный р
рост
выброса ПГ
14
1
2
3
Оборот ядерного топлива и отходов при использовании реакторов на тепловых нейтронах:
а) на мощность 23,2 ГВт (2008 г.); б) на мощность 100 ГВт
а)
б)
Об
Оборот
ядерного
д
топлива в замкнутом цикле
100т. взяли из недр,
100т. взяли из недр,
100т. положили в недра,
т.е. практически безотходная технология
15
Развитие атомной энергетики – путь решения глобальных Развитие атомной энергетики –
экологических проблем
1
2
3
16
1. Глобальные экологические проблемы ‐ это изменение КЛИМАТА, ОТХОДЫ,
ЧИСТОТА ВОЗДУШНОГО БАССЕЙНА и МИРОВОГО ОКЕАНА. Масштабность и
количество проблем нарастают, а компенсаторные возможности резко падают.
Для решениях этих глобальных проблем необходимо много энергии, а она сама
становится проблемой из‐за истощения запасов и роста ее вредности.
2. Анализ общемировых и Европейских тенденций развития энергетики
убедительно показывает, что в XXI веке доля электроэнергии, вырабатываемой
при использовании атомной энергии, будет возрастать.
3. Главный вывод из всего вышеизложенного анализа состоит в том, что на
сегодняшний
день
и
на
ближайшее
столетие
единственным
крупномасштабным источником энергии является атомная энергия, которая
должна использовать замкнутый топливный цикл как главный путь решения
глобальных экологических проблем. Это главнейшая стратегическая задача
всего человечества в плане энергетического обеспечения устойчивого развития.
4.
4 Евросоюз абсолютно правильно рассматривает атомную энергетику как
приоритетное направление развития в решении глобальных экологических
проблем.
17
18