Экологические проблемы энергетики

муниципальное общеобразовательное учреждение
средняя общеобразовательная школа №36 г. Тамбова
Методическая разработка урока
Экологические проблемы
энергетики
Учитель географии
Рыжова Т.М.
Тамбов 2010
цели и задачи: 1- познакомить обучающихся с основными проблемами
электроэнергетики;
- установить источники загрязнения;
- наметить пути решения экологических проблем.
2. продолжить формирование навыков обработки
географической информации;
- умение обобщать и делать выводы из полученных
результатов.
3. продолжить формирование экологической культуры
личности, вызвать чувство сопричастности в решении
экологических проблем своей страны.
оборудование: карта «Энергетика мира», «Энергетика России», атласы,
конституция РФ.
форма организации урока: конференция.
Учитель: Сегодня мы завершаем изучение темы «Топливно-энергетическая
промышленность мира». Урок проводим в форме конференции, на которую
приглашены корреспонденты различных газет, географы, экологи, учёные.
Здесь мы должны рассмотреть влияние электроэнергетики на окружающую
среду, установить источники загрязнения и наметить пути решения
экологических проблем.
Итак, основой развития любого региона или отрасли экономики
является электроэнергетика. Темпы роста производства, его технический
уровень, производительность труда, в конечном итоге уровень жизни
населения в очень значительной степени определяется развитием энергетики
Корреспондент: Мне бы хотелось знать, на каких типах электростанций
вырабатывается преобладающее количество электроэнергии в мире, что
служит источником энергии для них?
Географ: Электроэнергия вырабатывается на трёх типах электростанций –
это ТЭС, ГЭС, АЭС. Основным источником энергии в нашей стране и
многих других странах мира является в настоящее время и, будет оставаться
в обозримом будущем тепловая энергетика. Основным видом топлива для
ТЭС является уголь, нефть, газ, торф, горючие сланцы. Обычно ТЭС
тяготеют либо к источникам топлива, либо к районам потребления энергии.
Корреспондент: Какие экологические последствия связаны с работой ТЭС?
Эколог: ТЭС, в котлах которых происходит сжигание этого топлива,
является крупнейшим загрязнителем окружающей среды. Загрязняются
воздух, почвы, реки, озёра. Существует химическое, тепловое,
электромагнитное, шумовое загрязнения.
Корреспондент: Конкретнее охарактеризуйте химическое и тепловое
загрязнения, и каковы их последствия?
Эколог: Наиболее характерно химическое и тепловое загрязнения.
Поскольку сгорание топлива не бывает полным, то при сжигании твёрдого
топлива образуется большое количество золы, диоксида серы, концерагенов.
Эти вещества загрязняют окружающую среду и влияют на все компоненты
природы. Так, диоксид серы, вызывает кислотные дожди. Они в свою
очередь, закисляют почву, снижая эффективность применения удобрений,
изменяют кислотность вод, что сказывается на видовом многообразии
водного сообщества. Диоксид серы существенно влияет и на растительность.
Наиболее чувствительны к диоксиду серы хвойные и лиственные леса, так
как он накапливается в листьях и хвое. При содержании диоксида серы в
воздухе от 0,23 до 0,32 мг/м³ происходит усыхание сосны за 2-3 года в
результате нарушения фотосинтеза и процесса дыхания.
Эколог: В результате сжигания угля в начале 80-х г.г. в атмосферу Европы
поступило 60млн.т. диоксида серы, в начале ХХI в эта принудительная
нагрузка новой угольной эры превысила 70 млн.т. И это несмотря на то, что
за последнее время многие западноевропейские страны приняли меры для
сокращения выбросов. Диоксид серы легко переносится ветром через
границы государств, и, таким образом, проблема становится международной.
Известно, что уголь эффективно используется в котлах мощных ТЭС
(коэффициент использования топлива здесь достигает 90%, а коэффициент
тепла - 40%), остальное тепло теряется в атмосфере. Тепловые выбросы
приводят к росту среднегодовой температуры, образуются пространственные
«острова теплоты», превышающие естественную температуру воздуха на 14°С. Помимо теплового и химического загрязнения, ТЭС является
источником шума, электромагнитных и радиоактивных излучений.
Корреспондент: Что можно сделать для защиты окружающей среды от
воздействия ТЭС?
Учёный: Проблема влияния ТЭС на среду должна решаться на каждом
этапе технологического процесса производства, начиная с подготовки
топлива. Например, хорошие результаты даёт предварительное
облагораживание угля с помощью нагрева, в результате чего удаляется
большая часть влаги и другие летучие примеси. Новые технологии позволят
сократить долю выбросов, а системы очистки их уловить, а затем
утилизировать. Широкое распространение получили «циклоны» для сухой
очистки газов, различные фильтры. Самый лучший способ сохранения
окружающей среды – это перевод ТЭС на экологически чистый вид топлива
– газ.
Эколог: Важная роль в защите окружающей среды отводиться мерам по
рациональному размещению источников загрязнении:
- вынесению ТЭС в районы с непригодными или малопригодными для
сельскохозяйственного использования землями;
- оптимальному расположению ТЭС с учётом топографии местности и розы
ветров;
- установлению санитарно- защитных зон вокруг ТЭС;
- рациональной планировки городской застройки, обеспечивающей
оптимальные экологические условия для человека.
Корреспондент: Сопоставьте положительные и отрицательные последствия
ГЭС на окружающую среду.
Географ: В ряде стран гидроэнергетика занимает ведущее место. Так, в
Норвегии на долю ГЭС приходиться около 100% всего производства
электроэнергии; в Бразилии, Канаде, Швеции – более 50%. Большое развитие
гидростроительство получило и в нашей стране.
К положительным последствиям работы ГЭС относят возможность
регулирование стока воды с помощью плотин и водохранилищ; орошении
полей, защиту прилегающих территорий от наводнений катастрофического
характера. При этом улучшаются условия судоходства, углубляется
фарватер, затопляются пороги. Водохранилища дают возможность для
разведения озёрных пород рыб, массового отдыха.
Корреспондент: Может, и перейдём на гидроэнергетику?
Эколог: К серьёзным негативным экологическим последствиям
строительства ГЭС на равнинных реках относят:
- затопление земель (заливных высокопродуктивных лугов, лесных массивов,
населённых пунктов);
- снижение скорости течения реки, замедление водообмена и самоочищения;
- повышение сейсмической активности в некоторых районах, вследствие
меняющегося уровня давления воды на литосферу;
- изменение микроклимата окружающей территории;
- подтопление берегов, заболачивание, оползневые процессы;
- развитие сине-зелёных водорослей;
- сокращение стада ценных промысловых рыб и другие.
Корреспондент: Есть ли перспективы в развитии гидростроительства?
Географ: Прежде чем приступить к реализации очередного
гидротехнического проекта, необходимо просчитать все последствия, к
которым приведёт его введение в строй.
Серьёзное внимание следует обратить на малые и микроГЭС, которые
могут быть созданы на небольших реках без плотин. Решить проблему
«большой» энергетики они, конечно, не смогут, но вырабатывать энергию
для отдельных хозяйств, населённых пунктов они в силе. Достоинство их –
минимальное воздействие на природу. Кстати, в США налажена настоящая
индустрия микроагрегатов для таких ГЭС; английские фирмы также
выпускают компактные энергетические устройства.
Корреспондент: Перечислите экологические проблемы АЭС?
Эколог: Ядерная энергетика – очень молодая отрасль. Первая АЭС в мире
была пущена в 1954году в СССР, после чего началось бурное развитие
ядерной энергетики. В настоящее время, по данным МАГАТЭ, ядерная
энергетика развита почти в 30 странах мира. Доля АЭС в общем
производстве электроэнергии в мире составляет примерно 17%. Мощность
первой в мире АЭС составляла всего 5тыс. кВт (Обнинская АЭС), а
мощность современных АЭС достигает 4 млн. кВт, 2млн кВт
(Ленинградская, Курская и Смоленская).
Несмотря на свою недолгую историю, ядерная энергетика накопила много
сложных проблем, решение которых возможно лишь с учётом экологических
требований. Одна из самых сложных – это проблема радиоактивных отходов
(РАО), количество которых стремительно растёт. Следующая проблема,
связанная с предыдущей – это демонтаж АЭС, которые отработали
положенный им 30-летний срок. К 2010году в таком положении окажутся 2/3
АЭС, работающих сегодня в разных странах мира. Вывод АЭС из
эксплуатации – сложный, дорогостоящий и продолжительный процесс,
причём небезопасный.
Корреспондент: Каким образом решается проблема с РАО?
Учёный I: На АЭС образуются газообразные, жидкие и твёрдые РАО
разного уровня радиоактивности. Наиболее редки газообразные РАО,
которые очищаются с помощью системы фильтров и выбрасываются в
атмосферу. Самыми распространенными являются жидкие РАО, хранить
которые особенно неудобно, поэтому их после нагревания и выпаривания
смешивают с цементом, бетоном или битумом. Когда этот своеобразный
раствор застывает, то превращается в монолитные блоки, помещаемые в
хранилища. Жидкие отходы высокой активности внедряют в стеклообразную
массу, пористые керамики, керамики на основе металлов. В результате этих
действий отходы становятся твёрдыми и подлежат хранению и захоронению.
Твёрдые РАО (детали демонтированного оборудования, инструмент,
отработавший свой срок, фильтры, спецодежда) помещают в металлические
контейнеры и также временно хранят на территории станции.
Учёный II: В некоторых странах производится переработка РАО.
Например, во Франции отходы сначала хранятся на территории АЭС, затем
на заводах растворяются в азотной кислоте, полученные азотно- кислые соли
урана или плутония выделяют в виде твёрдого вещества и в дальнейшем
используют вновь.
В тех странах, где не перерабатывают РАО, производят их захоронение.
Захоронить РАО – значит навечно поместить их в специальные пункты
захоронения («могильники»), где они были бы выведены из сферы
человеческой деятельности и биологических процессов. Захоронение
позволяет изолировать любые виды РАО. Это считается одним из
принципиальных способов решения проблемы при сегодняшнем
технологическом уровне.
Многолетние исследования показали, что вместилищами РАО могут
служить три типа геологических формаций: глина скальные породы (гранит,
базальт), каменная соль. Глины используются для создания
приповерхностных пунктов захоронения, а скальные породы и каменная соль
– для строительства глубинных могильников.
Корреспондент: Оцените фактор риска в работе АЭС?
Учёный: АЭС обладает рядом преимуществ. Прежде всего это возможность
приблизить станцию к потребителю энергии, поскольку она независима от
месторождения урановых рудников, благодаря компактности ядерного
горючего и продолжительности его использования. Количество
образующихся отходов здесь значительно меньше, чем на ТЭС.
Но даже, работающая АЭС, потенциально опасна из-за возможности
аварийных ситуаций. Аварии различной мощности на АЭС происходили и
происходят во многих странах мира. Сред них три особенно крупные: в
Англии на АЭС «Уиндскейл», в США на АЭС «Тримайл-Айленд», на
Украине в Чернобыле. В результате разрушения реактора и его активной
зоны на АЭС в Чернобыле в окружающую среду попали десятки миллионов
кюри радиоактивных веществ, которые в основном выпали с осадками на
территории Украины, Белоруссии, центральных областей России. Однако
заметные выпадения радиоактивных веществ с дождями были
зарегистрированы в Австрии, Германии, Польше, Финляндии, Швеции.
Поэтому главные требования к функционированию АЭС – обеспечение более
высокой степени безопасности на всех стадиях технологического процесса и
этапах работы. Возможно подземное размещение реактора в скальных
породах, как, например, в Швеции. Достижение этого позволило бы снять
напряжённость в решении энергетической проблемы за счет выделения
новых мощностей на АЭС.
Географ: Чтобы снять напряжённость в решении энергетической проблемы,
можно использовать альтернативные источники энергии. К ним относятся:
солнечная энергия, энергия ветра, энергия приливов, геотермальная энергия
и другие.
Потенциальные ресурсы альтернативной энергетики достаточно велики и
превышают потребности в энергетике, но экономические и технологические
возможности их ограничены, и поэтому они пока занимают весьма скромное
место, хотя и обладают большими перспективами.
Учитель: (благодарит учеников за активную работу на конференции,
выставляет оценки). Природа едина. Поэтому нарушение природы в одном
звене неотвратимо сказывается на других территориях. Ухудшение среды
обитания приобрело глобальный характер, а значит, и бороться с этой
угрозой надо сообща всем странам, всем народом.
Коль суждено дышать
Нам воздухом одним,
Давайте-ка мы все навек объединимся,
Давайте наши души сохраним,
Тогда мы на Земле и сами сохранимся…