WWW.REFERATCENTRAL.ORG.UA - Я ТУТ НАВЧАЮСЬ

... відкритий, безкоштовний архів рефератів, курсових, дипломних робіт

ГоловнаТехнічні науки → Матеріально-енергетичні баланси промислового виробництва і шляхи вирішення еколого-виробничих проблем - Реферат

Матеріально-енергетичні баланси промислового виробництва і шляхи вирішення еколого-виробничих проблем - Реферат

Реалізація такого проекту дасть змогу Україні звільнитись від монополії російської нафти і завантажити сировиною потужні нафтопереробні заводи України — Кременчуцький та найбільший у Європі Лисичанський (до 50 млн t нафти).

Економіка і екологія гідроелектростанцій (ГЕС)

Рушійною силою в гідроелектростанції є потік річкової води, який приводить у дію гідротурбіну, поєднану з електрогенератором. Як бачимо, у цій системі начебто немає проблем для зовнішнього середовища, а економічні характеристики ідеальні: енергетичне джерело безперервно відновлюється природою. Основні витрати за будівництва гідроелектростанцій припадають на спорудження греблі для забезпечення перепаду води. Що вищою є гребля, то більшою є потенціальна енергія води на "вході". Коефіцієнт корисної дії конверсії енергії потоку води в електричну незрівнянно вищий, ніж у системах конверсії теплових і атомних електростанцій, і становить понад 90%. Ці незаперечні переваги стимулювали будівництво гідроелектростанцій у всьому світі.

Кожного року на планеті з'являються кількасот нових штучних водоймищ — водосховищ. Загальна площа водосховищ, які експлуатуються в різних державах світу, становить понад 400 тис. km2, а об'єм 6 тис. km3. Щоб уявити собі всю грандіозність цього явища сучасної цивілізації, зробимо деякі порівняння. Наприкінці ХІХ ст. загальний об'єм водосховищ в усьому світі становив 15 km3, тоді як об'єм зовсім не найбільшого у світі Братського водосховища на р. Ангарі — 170 km3. Масове будівництво водосховищ почалось після другої світової війни і триває швидкими темпами. З 1960 по 1990 рр. об'єм водосховищ у Латинській Америці збільшився в 35 разів, а в Азії — в 90 разів. Відомий учений, д-р геогр. наук А. Б. Авакян (дані якого тут використано) доречно зазначає, що на тлі величезних техніко-економічних досягнень людства ХХ ст. це явище залишається малопомітним. Справді, усі культурні люди знають про існування, скажімо, великого Женевського озера. А чи багато хто знає, що найбільше у світі штучне водосховище — водосховище Вольта, яке за площею у 15 разів перевищує Женевське озеро, знаходиться в Африці, де ще 30 років тому їх майже не було.

Утворення штучних водосховищ нерідко негативно впливало на географічні, економічні і кліматичні характеристики біосфери. Про глобальні масштаби рукотворних морів свідчать такі дані. Довжина лінії берегів водосховищ в СРСР перевищувала довжину берегів морських кордонів, а у США вона навіть утричі довша за сумарну берегову лінію обох океанів. Із затоплених водосховищами площ переселено десятки мільйонів людей, переміщено промислові підприємства, дороги, лінії електропередач, трубопроводів та ін. З іншого боку, більшість сучасних водосховищ змінили на ліпше природу близько 1 млн km2 прилеглих до них регіонів, оживили пустелі, забезпечили їх електроенергією потужних ГЕС.

Усе ж, відносно доцільності продовження дальшого "перетворення" природи існують діаметрально протилежні погляди: від палкої агітації за утворення нових водосховищ іще більших розмірів, до вимог поступової ліквідації вже існуючих.

Докладно висвітлити тут усі "за" і "проти" кожної зі сторін ми не маємо можливості, але розглянемо деякі питання щодо користі і шкоди водосховищ, побудованих конкретно в колишньому СРСР.

Чи правильним є твердження, що сучасна гідроенергетика — це економічно ефективне, винятково екологічно чисте джерело електроенергії? За об'єктивного порівняння гідроенергетики з теплоенергетикою з'ясовується, що це твердження не враховує багатьох, сказати б побічних, аспектів гідроенергетики. Передовсім, це стосується створення водосховищ, які затоплюють великі площі сільськогосподарських угідь і лісів. На кожний кіловат потужності гідроелектростанції затоплюється близько 300 m2 землі. Нині на території колишнього СРСР під водою "поховано" близько 100 тисяч km2 родючих земель.

У басейнах рік рівнинних регіонів як, наприклад, в Україні, значна частина площі таких водоймищ — це мілководдя (до 2 m глибини), де утворюються сприятливі умови для швидкого розмноження синьо-зелених водоростей. Небезпека цього явища — насичення води токсичними хімічними сполуками (фенолом, індолом та ін.), що виділяються в процесі відмирання й розкладу водоростей. Це явище називається "цвітінням" води і набуло особливого поширення у другій половині ХХ ст. Пояснюють його тим, що у зв'язку із широким застосуванням мінеральних добрив у великі мілководні басейни, які добре прогріваються сонцем, із дощовими потоками з грунту потрапляє велика кількість поживних для водоростей елементів — азот, фосфор, калій. У таких водоймищах зникає риба, а воду, щоб вона стала придатною для вжитку, треба додатково очищувати, що, ясна річ, потребує і додаткових коштів.

Крім того, утворення великих водоймищ змінює мікроклімат регіону і часто не на ліпше. Так, утворення глибокого (понад 100 m) Красноярського водоймища на Єнісеї спричинило зниження температури води влітку більш ніж на 10С, а взимку, навпаки, в сорокаградусний мороз річка, окутана густим туманом, не замерзає протягом 300 km униз за течією. Для спорудження цієї ГЕС було затоплено найцінніші сільськогосподарські угіддя краю.

Але є й інший бік проблеми. Для потужних ГЕС у 2000...3000 MW необхідні великі водні артерії, які б забезпечили висоту греблі 50...100 m з потоком води понад 10 000 m3 за секунду. Таких річок у світі небагато, а в Європі й зовсім немає.

Перспективний напрям у гідроенергетиці — це гідроакумулюючі електростанції (ГАЕС). Вони включаються в регіональну енергомережу з іншими електростанціями і виконують роль демпфера — самі споживають електроенергію, коли вона є в надлишку, і повертають у мережу, коли її недостатньо (рис. 53).

Електричні машини гідроакумулюючих станцій можуть працювати як насоси, коли качають воду у верхнє водоймище, і як гідротурбіни з електрогенераторами, коли вода з верхнього водоймища перетікає в

Рис. 53. Схема гідроакумулюючої електростанції (ГАЕС):

1 — електростанція ТЕС; 2 — нижній водяний басейн; 3 — електрогенератор;4 — водовід; 5 — верхній водяний басейн

нижнє. Першу в СРСР гідроакумулюючу електростанцію було споруджено 1971 року на правому березі Київського моря. Її потужність — 225 MW, напір — 65 m, довжина водоймища — 275 m. Після 1980 року в СРСР було побудовано ще дві ГАЕС: у Загорську (Московська обл.) на р. Кум'я потужністю в 1200 MW і в Литві на р. Немані — 1600 MW.

Безумовно, без водосховищ сьогодні практично не може розвиватись жодна галузь господарства. Створення водосховищ є радикальним, а для багатьох регіонів єдиним засобом забезпечення потреб промисловості і сільського господарства у прісній воді. Саме водосховища у багатьох країнах світу допомогли вирішити проблеми енергетики, у тім числі й атомної, іригації, транспорту і водозабезпечення.

Але сьогодні вже зрозуміло, що дальше збереження темпів створення нових великих водосховищ загрожує негативними наслідками глобальних масштабів. Майбутнє — за середніми й невеликими водосховищами. Як приклад раціонального використання водно-енергетичних ресурсів регіону назвемо систему гідроелектростанцій Франції. У регіоні Альп споруджено каскади ГЕС з перепадом води у водосховищах в 100... 150 m і дебітом понад 1000 m/s. Тунелями вода надходить до гідротурбін. Одна з найпотужніших гідроелектростанцій Франції Grand Maison з 12 гідротурбінами по 150 MW (загальна потужність 1800 MW), забезпечена водним ресурсом у 14 000 000 m3 з напором у 1,4 km, може також працювати у режимі гідроакумулюючої електростанції. Довжина тунелей, якими вода послідовно надходить з верхнього водосховища до гідростанцій, становить майже 10 km, а дебет води перевищує 1200 m3 за секунду, що більше ніж середньорічний стік Дніпра в районі Києва (рис. 54).

Рис. 54. Панорама зразкової в економічно-екологічному аспектіпотужної гідроелектростанції Grand Maison (Франція)

На рис. 55 (а, б) показаний характерний енергопромисловий комплекс регіону ГЕС. Перші ГЕС у Франції було побудовано ще в кінці ХІХ ст

Література

  1. Колотило Д. М. К 61 Екологія і економіка: Навч. посібник. — К.: КНЕУ, 1999.

* Одиниця умовного палива (у. п.) дорівнює 29,3 MJ/kg.

* РБМК — 1000 і ВВЕР — 1000 рос. "реактор большой мощности канальный" і "водо-водяной энергетический реактор".

* У цьому проявляється принцип емерджентності.

Loading...

 
 

Цікаве