Энергетика и энергосбережение. Основные направления энергосберегающей политики в РБ.

Нереально думать, что человечество откажется от плодов цивилизации и пересядет на велосипеды (хотя в Японии увеличилось количество велосипедистов на городских улицах, особенно в час пик). Но реально снизить ущерб, наносимый природе. Взаимосвязь экологии и энергосбережения выражается простой формулой: экономишь энергию – уменьшаешь отрицательное воздействие на окружающую среду. Вопросы экологии и энергосбережения особенно актуальны в свете роста цен на энергоносители. Энергосбережение - комплекс мер для обеспечения эффективного использования энергоресурсов. Республика может обеспечить не более 15% своих потребностей в энергии за счет собственных источников. Поэтому энергосбережение, рациональное использование энергоресурсов является важной государственной задачей. Давно установлено, что степень развития техники и уровень жизни непосредственно связаны с количеством потребляемой энергии. Чем больше потребляется энергии на одного жителя, тем выше уровень жизни в стране. Уровень жизни прямо пропорционален эффективности использования энергии при соблюдений требований к охране окружающей среды. Проблемы энергосбережения актуальны для всех стран, однако конкретные способы и пути их решения диктуются национальными, природными и социально-экономическими особенностями каждой страны.

Энергосбережение является не только ключом к решению многих экологических проблем, но и мощным фактором подъема экономики, каждый рубль, вложенный в энергосбережение, дает экономию от 2,5 до 4,0 руб. в год.

Энергетика. Представляет собой отрасль промышленности (топливно-энергетический комплекс), охватывающий довольно сложную систему состоящую из геологического изучения полезные ископаемые, добычу энергетических ресурсов, использование различных видов энергии. Энергетика – база экономики любого государства. Ведущая отрасль топливно-энергетического комплекса – электроэнергетика. Электрическая энергия в настоящее время внедряется практически во все новые сферы промышленности, сельского хозяйства и быта. В большинстве развитых зарубежных стран электрическая составляющая всего топливно-энергетического комплекса достигала 35—40 %, а к началу ХХI в. превысила 50 %.Степень же электрической вооруженности топливно-энергетического комплекса Республики Беларусь составляет 22 %, что значительно ниже показателей не только развитых стран, но и среднемирового уровня (27 %). В США общая выработка электроэнергии составляет 388,0 млрд. кВт/ч. электроэнергии, в СНГ — около 205,3 млрд. кВт ч. В высокоразвитых зарубеж­ных странах, среди которых выделяются Франция, Бельгия, Япония, большая роль в производстве электроэнергии отводится атомным электростанциям.

Темпы роста населения позволяют прогнозировать, что через 40 лет на Земле будет жить 12 млрд. человек, для которых необходимо обеспечить комфортные условия существования, поэтому столь жестко стоят проблемы энергосбережения.

Основу современной энергетики составляют теплоэлектростанции. Первые электростанции были построены в конце 19 в. Всё большую роль приобретает ядерная энергетика. Проведенные исследования показали, что непременным условием обеспечения эффективного энергоснабжения является возможное развитие ядерной энергетики при строгом соблюдении условий эксплуатации и утилизации отходов. Собранные исследователями в течение последних лет, показывают, что риск воздействия на здоровье радиоактивных веществ, содержащихся в воз­духе, воде и почве, существенно недооценивается.

На Беларуси начало электрификации связано со строительством электростанции в.г. Добруш, в Минске (1894). Витебске (1898). В 1913 г. было 11 электростанций общей мощность. С 1930 г. начала формироваться Белорусская энергетическая система. Сегодня в РБ электрическую и тепловую энергию вырабатывают 25 тепловых электростанций (установленная мощность 7625 МВт). Наиболее крупными являются: Лукомльская ГРЭС, Берёзовская ГРЭС, Минские ТЭЦ и др. Система включает около 7 тыс. км линий электропередач и более 2 тыс. км тепловых сетей.

Теплофикация – централизованное теплообеспечение, основанное на комбинированной выработке тепла и электроэнергии на теплоэлектроцентралях (ТЭЦ). В Беларуси теплофикация началась в 1936 г. в связи со строительством Минской ТЭЦ-2.

Энергетические ресурсы – это любые источники механической, химической и физической энергии. К энергетическим ресурсам относятся: минеральные топливные ресурсы (природный газ, нефть, уголь и др.); ядерная и водная энергия; энергия солнечного излучения и ветра, морских приливов и отливов, морских волн и течений, теплота глубин планеты и др. Природные (первичные) энергоресурсы, естественно образовавшиеся результате геологиче­ского развития Земли или проявляющиеся через космические связи (излучение Солнца). Делятся на невозобновляемые (все минеральные полезные ископаемые) и возобновляемые (энергия рек, земельные, биологические ресурсы). Геотермальная, солнечная, ветровая энер­гия, энергия приливов относятся к неисчерпаемым источникам энергии. Вторичные энергетические ресурсы (ВЭР) — энергия, получаемая в ходе любого технологиче­ского процесса в виде побочного продукта основного производства и не применяемая в этом энергетическом процессе. Вторичные – это отработанные горючие органические вещества, городские и промышленные отходы, горючие отработанные теплоносители, отходы сельскохозяйственного производства. В настоящее время человечество потребляет ежегодно около 14 млрд. т.у.т. первичной энергии, из которой полезно используется примерно 5 млрд. т.у.т. т. е. 36 %. Следовательно, потенциал энергосбережения составляет 9 млрд. тонн у. т.

Из традиционных видов топлива наибольшую ценность в Республике Беларусь представляют месторождения нефти, торфа, бурого угля. В Республике Беларусь на душу населения приходится 0,7 кВт энергии. Это в пять раз меньше, чем в США, в 1,5 раза меньше, чем в Украине.

Энергетический потенциал является параметром, определяющим возможность использования источника энергии, и выражается в единицах энергии. Единицей энергии в системе СИ является джоуль [Дж] или киловатт час [кВт - ч]. Внесистемной единицей энергии является калория [кал.]. Для сопоставления различных видов топлива принята единица измерения – у. т., теплота сгорания которого равной 29,33 МДж/кг. При этом используются соотношения:

1 кал = 4,19 Дж,

1 т.у.т. = 7 -10⁶ кал.

1т.у.т.=29,33х10⁹Дж=8,12х10³кВтч).

Энергетический потенциал энергоресурсов Земли, измеряемый в эксаджоулях [эдж] (1 эДж = 10¹⁸ Дж), оценивается следующими величинами:

- геотермальная энергия 2,94 – 10⁶

- энергия Солнца за 1 год 2,4 - 10⁶

- энергия приливов, за 1 год 2,52 – 10⁵

- энергия ветра, за 1 год 6,12 - 10 ³

- энергия рек, за 1 год 1,19 - 10 ²

Около 80 процентов используемых в настоящее время энергоресурсов составляют невозобновляемые – уголь, нефть, газ.

Проектом энергетической политики РБ на период до 2020г намечено сократить потребление газа с 18,4 млрд м3 – до 16,9. На местное топливо планируется переориентировать в первую очередь жилищно-коммунальное хозяйство.

Доля местных ресурсов в топливном балансе страны должна составить 25 %. Достичь этого показателя планируется за счет увеличения использования древесного топлива, торфа, других источников энергии.

Водные ресурсы и их охрана.

1. Характеристика и оценка водных ресурсов мира.

Вода - самое распространенное и самое необыкновенное вещество на Земле. Она покрывает 71% земной поверхности. Академик А.Е.Ферсман с полным основанием называл воду «самым важным минералом на Земле, без которого нет жизни».

Мировой оке­ан играет огромную роль в создании необходимых условий жиз­ни на нашей планете, его фитопланктон обеспечивает 50—70 % общего объема кислорода, потребляемого живыми существами. Несмотря на про­шедшие миллиарды лет фор­мирования и развития, современный растительный и живот­ный мир и сейчас преимущественно морской. Из 63 классов животных 60 проживает в воде, из 33 классов растений 18 — водные.

Принято считать, что в океане первой живой клеткой была раститель­ная. Вода была и элементом внешней среды, и составной частью растительного организма. После выхода растений на сушу основной их конституционной частью явилась вода. На ее долю приходится от 60 до 95 % массы растительных и 80— 90 % массы животных организмов.

Для своих поселений человек издревле выбирал места вблизи водотоков. Посмотрите на карту мира. Все крупные города (да и большинство малых) основаны вблизи непосредственной близости водных источников - рек. Вода с древнейших времен стала важнейшим и самым дешевым транспортным путем.

В высшей степени практичные египтяне начали ежегодно отмечать высоту паводка на Ниле.

Даже имена городов, которые мы сегодня имеем и те произошли от названия рек и озер (Волгоград, Комсомольск – на – Амуре, Днепропетровск, Верхнедвинск, Полоцк- река Полота; Асвея, Озерище, Браслав, Свислочь, Вилейка, Березино, Гомель. Минск – река Менка. В природных водах обна­ружены в растворенном состоянии почти все элементы таб­лицы Менделеева. Только в морской воде их найдено 77.

Гидросфера — важнейший элемент биосферы. Вода — химическое соединение водорода с кислородом (Н₂0), бесцветная жидкость без запаха, вкуса и цвета. При концентрации солей до 1 г/л воду считают пресной, до 24,7 г/л — солоноватой, свыше — соленой. Тело взрослого человека содержит 60—80 % воды. Физиологи­ческая потребность взрослого человека в воде составляет 9—10 л/сут., если приплюсовать сюда количество воды, расходуемое на умывание, мытье посуды и т.п. то суточное потребление воды одним жителем в среднем со­ставляет 200—300 л . Потеря 6—8 % воды сопровождается полуобморочным состоянием, 10 % — галлюцинацией, 12 % — приводит к смерти.

Океаны и моря благодаря большой теплоемкости воды служат аккумуляторами тепла и способны изменять погоду и климат на планете. Вода является универсальным растворителем для многих газообразных, жидких и твердых ве­ществ. Она участвует в большинстве химических реакций.

Возобновление (обмен) водных ресурсов в подземных бас­сейнах происходит за 5 тысяч лет; в океанах — в 2 раза быстрее; в атмосфере — каждые 8 суток, в реках - каждые 12 суток. Живые организмы очень чутко реагируют на уровень об­водненности — замедляется рост, сокра­щаются вегетативные органы, расходуются энергетические запасы и т. д.

Другими источниками (а для некоторых растений главны­ми) являются роса, пар из воздуха и эндогенная вода. Эндогенная вода образуется внутри самого организма путем окисления органических соединений: 100 г жира дает 90г воды, 100 г сахара — 55,6 воды, 100г белка — 39,6 г воды. Верблюд за счет жира в его горбе может получить до 40 л эндогенной воды.

Вода — это материал, используемый в промышленности и входящий в состав различных видов продукции и технологических процессов, выступает в роли теплоносителя, служит для целей обогрева. Сила падения воды приводит в действие турбины гидроэлектростанций. К водоемким отраслям, ориентирующимся на крупные источники водоснабжения, относятся многие производства химической и нефтехимической промышленности, где вода служит не только вспомогательным материалом, но и одним из важных видов сырья, а также электроэнергетика, черная и цветная металлургия, некоторые отрасли лесной, легкой и пищевой промышленности. Широко используется вода в строительстве и промышленности стро­ительных материалов. Сельскохозяйственная деятельность человека связана с потреблением огромного количества воды, прежде всего на орошаемое земледелие. Реки, каналы, озера — дешевые пути сообщения. Водные объекты — это и места отдыха, восстановления здоровья людей, спорта, туризма.

Водные массы на поверхности Земли образуют Мировой океан (361 млн. км²) или 71% земной по­верхности. Большая часть по­верхности Земли (около 70%) . В составе гидросферы 98% соленых вод и только 2% — прес­ных, которые сосредоточены преимущественно в ледниковых покровах матери­ков. На жизненные нужды человечество использует глав­ным образом пресные воды, и к тому же более 2/3 ее законсерви­ровано в ледниках и снежниках. На каждого жителя нашей планеты приходится около 300 млн.м3. воды. То есть каждый из нас является владельцем такого водохра­нилища как Можайское на Москва-реке. К тому же и распределены они как по поверхности Земного шара, так и по временам года чрезвычайно нерав­номерно и во многих районах самые крупные водные артерии находятся в районах относительно мало заселенных и слабо освоенных.

В первую очередь здесь следует назвать самую крупную реку на нашей планете – Амазонку, на которую приходится около 1/6 всего стока рек,. На Земле условно выделяют 4 океана:— Тихий —Атлантиче­ский —Индийским —— Северный Ледовитый —Некоторые исследователи выде­ляют пятый — Южный океан, который омывает берега Антарктиды. Море — Различают внутренние, окраинные. Составной частью гидросферы является воды суши, которые разделяются на поверхностные и подземные.

Поверхностные воды — воды суши, которые постоянно или временно находятся на земной по­верхности в жидком или твердом состоянии в форме водных объектов. Река — естественный водный поток, который течет в разработанном им заглублении, — русле.

Самая длинная река в мире — Нил (6671 км), самая полноводная — Амазонка (объем воды в устье составляет 200 тыс. м3/с).

Озеро — водоем, который образовался в замкнутом естественном заглублении на поверхности суши. Озера используются в качестве путей сообщения, минеральное сырье. Добывают также лечебную грязь.

Болота — излишне увлажнены участки суши. Со слоем торфа не менее 0,3 м. Болота регулируют сток вод, увлажняют атмосферный воздух. На болотах разрабатывают торф, который используется в качестве удобрения, топлива и химического сырья.

Ледники — естественные скопления льда на земной поверхности. Ледники — один из главных ресурсов пресной воды

Подземные воды — воды, которые находятся в порах и пустотах горных пород верхней части земной коры. Объемы потребления подземных вод во многих регионах Земли значительно превышают их возобновляемость, что яв­ляется причиной па­дения их уровня.

Особенный вид источников, которые фонтанируют — гейзеры. Термальные воды дают тепловую энергию, минеральные и радиоактивные воды используются в медицине. Из подземных вод получают йод, соли, разные металлы.

ПРОБЛЕМА ДЕФИЦИТА ПРЕСНОЙ ВОДЫ

Человечеству для жизни нужна не просто вода, не любая вода, а вода пресная и определенного качества. А ее очень и очень мало. Не следует забывать, что из каждых 100 л воды на Земле 97 л имеют соленый вкус. В 1999 году Экологическая программа ООН (ЮНЕП) сообщила о том, что нехватка воды станет одной из самых насущных проблем нового тысячелетия. Всемирный водный совет полагает, что к 2020 году, чтобы прокормить растущее население планеты, нам понадобится на 17% больше воды, чем будет в нашем распоряжении. Отмечается падение уровня подземных вод на 1—3 м в год. Например, на производство одной тонны пшеницы уходит тысяча тонн воды. Программа ЮНЕСКО по оценке водных ресурсов Организации объединенных наций подго­товила и обнародовала второй доклад «Вода: наша общая ответственность», содержащий оценку состояния запасов пресной воды. В настоящее время пятая часть населения, или 2,6 миллиарда человек, не имеют доступа к чистой питьевой воде. 40 процентов населения или 1,6 миллиарда, большая часть из которых проживает в Китае и Индии, лишены основных услуг в плане санитарии. Это приводит к катастрофическим последствиям: ежегодно более 2,2 млн. че­ловек, главным образом в развивающихся странах, умирают от болезней, связанных с низким ка­чеством воды. Около 6 тыс. детей ежедневно умирают от болезней, которые можно предотвра­тить путем улучшения санитарно-гигиенических условий. В связи с этим 2005-2015 годы по ини­циативе ООН провозглашены международным десятилетием "Вода для жизни".

По мнению многих специалистов, причиной большинства экономических и политических конфликтов 21 века станет борьба за пресную воду. Основные проблемы в области совместного использования водных ресурсов в различных странах возникают по поводу количества воды, потребляемой на производство электроэнергии и направляемой на орошение принципов распределения воды среди потребителей; качества воды. Положение осложняется если подача воды в регион либо страну осуществляется по оста­точному принципу. Каждая страна забирает необходимое количество воды без учета потребно­стей других водопользователей.

Водные ресурсы РБ. Ресурсы поверхностных вод Беларуси оцениваются в 58 км³ в год, по этому показателю она занимает восьмое место среди стран СНГ. Около 55 % годового стока приходится на реки бассейна Черного моря и, 45 % – Балтийского. Большая часть речного стока (59%) формируется в пределах Беларуси. Приток воды с территории соседних государств (России и Украины) равен в год (41%).

Статус достаточно крупных рек, длина которых более 500 км, имеют только семь рек — Западная Двина, Неман, Вилия (бассейн Балтийского моря), Днепр, Березина, Сож и Припять (бассейн Черного моря). Ресурсы поверхностных вод включают также озера и водохранилища. В Беларуси насчитывается свыше десяти тысяч озер (10 800). Большинство озер расположено в северной части Беларуси - в Белорусском Поозерье. Озера здесь образовались в ледниковый период. Движущиеся огромные ледниковые глыбы выпахивали перед собой углубления, которые после таяния ледника заполнялись водой.

Озера Беларуси играют огромную роль в удовлетворении промышленных и бытовых нужд. Запасы содержащейся в них пресной воды идут в непосредственное использование человеком. Озера являются средоточением рыбных богатств и скоплениями такого ценного сырья, как сапропеля. Многие озера расположены близко одно от другого или соединены одним водотоком и образуют группы — Нарочанскую, Браславскую, Ушачскую и др. Самые крупные из озер: Нарочь (площадь зеркала воды 79,6 км²), Освейское (52,8 км²), Лукомское (37,7 км²), Дривяты (36,1 км²), Нещердо, Снуды, Свирь. Северные озера отличаются хорошей сохранно­стью озерных котловин, что позволяет вести их комплексное использование. Озера на юге страны носят черты деградации, чаще всего имеют низкие заболачиваемые берега, плоские и неглубокие озерные котловины. Особо крупными из них являются: Червоное (40,8 км²), Выгонощанское (26 км²), Черное, Споровское. Мало озер в центральной части страны. Суммарная площадь зеркала всех озер Беларуси составляет почти 2 тыс. км^2. Неравномерность размещения водных ресурсов компенсируется строительством водохранилищ и прудов. По обеспеченности водными ресурсами Беларусь находится в сравнительно благоприятных условиях.

Водообеспеченность рес­публики составляет 175 м³/км², или 3,6 тыс. м³ на человека. Это выше, чем в таких странах Европы, как Германия (1,3), Польша (2,2), Украина (1,0), и др.

Водохранилище — искусственный водоем с полным объемом задержанных водных масс более 1 млн. м³. На территории Беларуси сооружено более 140 водохранилищ различного хозяйственного назначения. Создание водохранилищ вызвано необходимостью: - уменьшения маловодья, - перераспределения стока между сезо­нами год, в интересах гидро­энергетики, разви­тия рекреации, водного транспорта и др.; - (рыболовство и рыбоводство - уловы рыбы на водохранили-щах страны уже превысили уловы в озерах); - улучшение природных условий прилегающих территорий: смяг­чение климата, водное благоустройство и т.п.. В районе крупных городов часто строят водохранилища с целью технического водоснабжения, так как вода используется на различных предприятиях.

Изменение гидрологического режима оказывает большое влияние на прилегающее к водохранилищу территории - над самим водоемом и на прилегающих терри­ториях изменяется микроклимат –, температура, влажность, ветровой ре­жим и т.д. Но влияние даже крупных водохранилищ, на климат сказывается более или менее за­метно лишь в береговой полосе на расстоянии 1-3 км. от берега. Водохранилища – “ключ” к решению многих хозяйственных проблем, но и одновременно "фокус" противоречии между водопользователями и водопотребителями. Наиболее ощутимые отрицательные последствия создания и эксплуатации водохранилищ, затопление земель; переформирова­ние берегов, повышение уровня грунтовых вод и вызываемое им заболачивание и подтопление земель, изменение условий обитания водной и наземной фауны и флоры в долине реки, коренная перестройка экосистем самого водотока, избыточное развитие сине-зеленых водорослей (цвете­ние воды) и т.п.. В Беларуси В целом создано и обустроено несколько тысяч место отдыха на озерах, водохранилищах. В минском районе выполняются работы по реконструкции зон отдыха водохранилищ "Дрозды", "Комсомольское озеро", "Заславское" ", "Цнянское", "Вяча" и "Птичь""Криница".Выполнены работы по очистке Лошицкого водохранилища.В Гродненской области завершены работы по благоустройству более 100 мест отдыха на водо­хранилищах. В Витебской области мероприятия по обустройству набережных выполнено на 133 объектах. Аналогичные работы осуществляются и на территориях других областей. К числу искусственных водоемов относятся и пруды, которые аккумулируют местный сток. Их полный объем не превышает 1 млн. м³. Пруды предназначены для местного хозяйственно-бытового водообеспечения и иных целей. Прудовой фонд Беларуси составляют более 1500 ед. Значительные ресурсы подземных вод находятся в бассейне Днепра с притоками Березина и Сож. Всего разведано более 230 месторождений пресных подземных вод из них для промышленного освоения подготовлено около 200 месторождений. Возобновляемые ресурсы пресных поверхностных и подземных вод в целом по Беларуси сегодня и в перспективе оцениваются как достаточные для удовлетворения потребностей страны в воде.

Водное хозяйство формируется как отрасль хозяйства, занимающаяся изучением, учетом, планированием и прогнозированием комплексного использования водных ресурсов, охраной поверхностных и подземных вод от загрязнения и истощения, транспортировкой их к месту потребления. Основная задача водного хозяйства — обеспечение всех отраслей и видов хозяйственной деятельности водой в необходимом количестве и соответствующего качества. По характеру использования водных ресурсов отрасли народного хозяйства делят на водопотребителей и водопользователей. При водопотреблении вода изымается из ее источников (рек, водоемов, водоносных пластов) и используется в промышленности, сельском хозяйстве, для коммунально-бытовых нужд; Водопотребление с точки зрения использования водных ресурсов подразделяют на возвратное (возвращаемое к источнику) и безвозвратное (потери).

Всего имеется 4254 водопользователя, на балансе которых 263 водозабора из поверхностных водных объектов и 4196 водозаборов подземных вод. Объем водопотребления определяется численностью городского населения и нормами хозяйственно-питьевого водопотребления на одного жителя. На период до 2010 г. прогнозируется обеспечение всего населения Беларуси питьевой водой не менее 400 л/сут. на человека. Таким образом, для удовлетворения потребностей в воде собственных водных ресурсов вполне достаточно.

Удельное водопотребление семей различного состава, л/сут на человека.

Полученные данные показывают, что семьи без детей используют больше воды на одного человека, чем семьи с детьми, причем в семьях с большим количеством детей удельное водопотребление ниже .

Водопользование связано обычно с процессами, когда используют не воду как таковую, а ее энергию или водную среду. На такой основе развивается гидроэнергетика, водный транспорт, рыбное хозяйство, система отдыха и спорта и др.

Обобщенным показателем эффективности использования водных ресурсов является водоемкость. Водоемкость показывает, сколько водных ресурсов нужно затратить для получения единицы ВВП. Динамика этого показателя может служить индикатором эффективности использования водных ресурсов. Основным резервом повышения эффективности использования водных ресурсов является сокращение потребления свежей воды. Второе направление - ликвидация многочисленных потерь воды в быту - отсутствие водомеров и низкие тарифы на воду для населения стимулируют расточительное использование дорогостоящей питьевой воды.