Антропогенное воздействие электроэнергетики на окружающую среду

Энергетика – основа развития производительных сил в любом государстве, обеспечивающая непрерывную и надежную работу промышленности, с/х и транспорта. Начав развиваться во время промышленной революции 1850-х годов и набирая обороты, потребление человеком топлива увеличивается каждый год. Вместе с этим учеными зафиксированы увеличение концентрации метана и CO₂ в атмосфере [1]. Такое же высокое содержание СО₂ в атмосфере, как и сегодня, не наблюдалось последние 750 000 лет. Только в эпоху плиоцена, которая соответствовала очень теплому климату с температурой на 3°С выше современной, показатели СО₂ были схожи. Возможность возвращения таких условий вызывает острую тревогу мирового сообщества на фоне уже достигнутого с конца XIX века потепления на 1 °С. Однако на сегодняшний день мнения ученых разделились относительно того, является ли высокое содержание углекислого газа в атмосфере и параллельное усиление современного потепления главным образом результатом деятельности человека, или это очередное глобальное климатическое событие, не зависящее от нас. Углеродный след человека значимым в экосреде планеты? Какой вред и изменение природы привносит человечество? Какие методы для уменьшения концентрации углекислого газа существуют? Рассмотрим эти вопросы в статье.

Каждый из нас сегодня наблюдает быстрое развитие «производственных сил», ежегодного прироста цифровизации, увеличение потребности в энергетике в каждом государстве. В те времена, когда человек добывал пищу, охотой, ему требовалось в сутки около 8 МДж энергии, а в развитом обществе - 100 МДж. Природа не успевает утилизировать ежесекундно скапливающиеся выбросы человечества. По данным океанологов, только около 30% углекислого газа, выброшенного в атмосферу с 1750 года, поглотил мировой океан, что делает морскую воду всё более кислой [2]. Изменение ледяного покрова на Северном полюсе, нагревание воды в Мировом океане, что несет за собой огромные последствия. Также в океане снижается количество кислорода (происходит деоксигенация), из-за чего многим морским организмам становится тяжелее выживать.

Связанные с преобразованием энергии процессы являются весомым источником антропогенного воздействия на экологию. Одним из главных источников выбросов СO₂ являются угольные тепловые электростанции [2]. Помимо быстрого роста концентрации диоксида углерода, это способствует таким процессам как: загрязнение воздуха и его низкое качество, изменения радиационно-теплового баланса, образование озона и сульфатного аэрозоля в нижних слоях атмосферы, нарушение естественного теплового режима (сброс теплоты); шумовое воздействие; загрязнение водных объектов сточными водами. Хочется отметить, что ряд веществ, образующихся в процессах, связанных с преобразованием энергии органического топлива и поступающих в атмосферу, способен оставаться в ней длительное время, измеряемое даже десятилетиями, переноситься на большие расстояния и вызывать изменения окружающей среды в значительных временных и территориальных масштабах.

Однако, как показало исследование, вулканы и другие вулканически активные образования, такие как трещины в земной коре, выделяют в атмосферу примерно 0,3-0,4 гигатонн углерода в год. Человечество же выделяет углекислый газ в 40-100 раз больше, около 36,7 млрд т за 2021 год. А перегнивание органического материала, такого как мёртвые деревья и трава, приводит к ежегодному выделению 220 млрд тонн диоксида углерода, земные океаны выделяют 330 млрд. Является ли углеродный след человека внушаемым сопоставимо естественному процессу, единого мнения научного сообщества пока нет. Ведь к отрицательное влияние наносят не только искусственные и механические загрязнители, но и естественные климатические колебания (что уже бывало в истории Земли).

Так или иначе, на Земле происходят изменения в климате. Рост в атмосфере парниковых газов, в первую очередь СО₂ и метана, по расчетам ученых, может привести к гораздо более сильному потеплению климата, чем сейчас. В наших интересах замедлить этот процесс. Чтобы успешно бороться с причинами изменения климата из-за выбросов парниковых газов в атмосферу, можно выделить основные категории, наиболее отрицательно влияющие на атмосферу: электричество (25%), сельское хозяйство (24%), производство (21%), транспорт (14%), прочее (16%). Загрязнение атмосферы проявляется во внесении в атмосферный воздух физических, химических и биологических веществ, которые ведут к изменению естественной концентрации атмосферного воздуха [3]. Здесь важно отметить, что основными источниками загрязнения являются искусственные источники – транспорт и производство. Сюда можно также отнести химические и механические загрязнители, которые также зависят от деятельности человека и производства. Особенность нового этапа развития мировой энергетики обуславливается принципами устойчивого развития, защиты окружающей среды и экологической безопасности, что не может не радовать. Перспективными тенденциями энергетической политики XXI в. в направлении защиты природной среды от загрязнения являются: эффективное использование невозобновляемых и возобновляемых энергоресурсов; увеличение роли экологически чистых энергоресурсов и стимулирование поиска новых источников энергии; развитие исследований по новым энергосберегающим технологиям [3]. Сейчас мы видим тенденцию к сокращению использования угольных ТЭС для выработки энергии. А их более вдумчивая эксплуатация сможет снизить неблагоприятные для климата показатели. Если невозможно остановить явление, надо попытаться его замедлить. Чем дольше мы ждем, тем более глубокие меры придется предпринимать в будущем.

Воздействие технологий хранения энергии на окружающую среду во многом зависит от конкретной технологии. Крупные электростанции, такие как гидроаккумулирующие электростанции, включают в себя крупные строительные конструкции, которые могут вызвать большое количество местных разрушений, особенно во время строительства. Меньшие установки, такие как маховики или суперконденсаторы, оказывают гораздо меньшее физическое воздействие. Материалы, используемые в конструкции некоторых систем хранения, могут вызывать озабоченность, особенно в случае аккумуляторных систем, в которых используются токсичные металлы или другие экзотические ингредиенты. Непосредственное воздействие системы хранения на окружающую среду должно быть сбалансировано с более широкими преимуществами, которые может предложить любое хранилище. Накопление энергии позволяет более полно использовать возобновляемые источники энергии, сокращая выбросы углерода и делая электроэнергию более устойчивой [3]. Они также повышают стабильность и надежность сети, что может иметь жизненно важное значение для работоспособности некоторых современных технологий.

Данная проблема актуальна в наши дни. Люди все больше говорят и интересуются «зеленой» и «безуглеродной» энергетикой. Уже сейчас можно услышать о новых системах альтернативных источников энергии и ее аккумулировании, о «зеленом» водороде, массовом озеленении пустующих территорий и о заводе в Швейцарии, который улавливает СО₂ из атмосферы. Мир постепенно переходит на электрическую тягу. Все это помогает замедлить изменение климата из-за воздействия энергетики. Климатические аномалии могут поставить под угрозу не только производство продуктов и товаров, но и сам факт существования жизни на Земле [4]. Я думаю, каждому из нас следует задуматься о введении своего быта, привычках питания, ведь экономия энергии приводит к меньшему выбросу СО₂. Итак, если сейчас начать решать проблему глобального потепления, мы получим чистый воздух и воду, комфортные для жизни города, возобновляемую энергетику, энергетическую независимость и много новых рабочих мест на «зеленых» предприятиях.

1. Кривенко В.Г. Концепция внутривековой и многовековой изменчивости климата как предпосылка прогноза - Климаты прошлого и климатический прогноз - М., 2000 - С. 39-40.
2. Гриценко А.И., Акопова Г.С. Стратегия эмиссии парниковых газов на объектах РАО «Газпром» // Региональная экология, 1998, № 2.
3. Зеленая книга «Европейская стратегия безопасности энергоснабжения». European Commission, 2001.
4. Похмельных Л.А. Прогноз глобального потепления на 10°С. Физика близкодействия. Вестник науки и образования. 2021. No. 13-1 (116). C.112-117.