Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Мировое потребление первичной энергии по видам энергии. [1]
Энергопотребление на душу населения на страну (2001 г.). Красные оттенки указывают на рост, зеленые оттенки - на снижение потребления в течение 1990-х годов. [2]

Воздействие на окружающую среду энергетики разнообразна. Энергия использовалась людьми на протяжении тысячелетий. Первоначально огонь использовался для освещения, нагрева, приготовления пищи и безопасности, и его использование можно проследить, по крайней мере, 1,9 миллиона лет назад. [3] В последние годы наблюдается тенденция к увеличению коммерциализации различных возобновляемых источников энергии .

Быстро развивающиеся технологии потенциально могут обеспечить переход производства энергии, управления водными ресурсами и отходами, а также производства продуктов питания в сторону более эффективных методов использования окружающей среды и энергии с использованием методов системной и промышленной экологии . [4] [5]

Проблемы [ править ]

Изменение климата [ править ]

Аномалия средней глобальной приземной температуры относительно 1961–1990 гг.
Основная статья: Атрибуция недавнего изменения климата

Научный консенсус глобального потепления и изменение климата является то , что оно вызвано антропогенными выбросами парниковых газов , большинство из которых исходит от сжигания ископаемого топлива с обезлесением и некоторые видами сельскохозяйственной практики , являющейся также основные факторами. [6] Исследование 2013 года показало, что две трети промышленных выбросов парниковых газов связаны с производством ископаемого топлива (и цемента) всего девяносто компаниями по всему миру (с 1751 по 2010 год, половина из которых выбрасывается с 1986 года). [7] [8]

Хотя существует широко разрекламированное отрицание изменения климата , подавляющее большинство ученых, работающих в области климатологии, признают, что это связано с деятельностью человека. В отчете МГЭИК « Изменение климата 2007: последствия изменения климата, адаптация и уязвимость» предсказывается, что изменение климата вызовет нехватку продовольствия и воды и повысит риск наводнений, от которых пострадают миллиарды людей, особенно живущих в бедности. [9]

Одно измерение, связанное с парниковыми газами, и другие сравнения внешних факторов между источниками энергии можно найти в проекте ExternE Института Пауля Шеррера и Штутгартского университета, который финансировался Европейской комиссией . [10] Согласно этому исследованию, [11] гидроэлектроэнергия производит самые низкие выбросы CO2, ветер - второй по величине, ядерная энергия - третий по величине, а солнечная фотоэлектрическая энергия - четвертый по величине. [11]

Точно так же то же исследование (ExternE, Externalities of Energy), проведенное с 1995 по 2005 год, показало, что стоимость производства электроэнергии из угля или нефти удвоится по сравнению с ее текущей стоимостью, а стоимость производства электроэнергии из газа увеличится на 30%. если были приняты во внимание внешние издержки, такие как ущерб окружающей среде и здоровью человека от переносимых по воздуху твердых частиц , оксидов азота , хрома VI и мышьяка, производимых этими источниками. В исследовании было подсчитано, что эти внешние затраты на добычу ископаемого топлива составляют до 1-2% от всего валового внутреннего продукта (ВВП) ЕС., и это было еще до того, как были включены внешние издержки глобального потепления из этих источников. [12] Исследование также показало, что затраты ядерной энергии на окружающую среду и здоровье на единицу поставленной энергии составили 0,0019 евро / кВт · ч, что оказалось ниже, чем у многих возобновляемых источников, включая биомассу и фотоэлектрические солнечные панели. , и был в тридцать раз ниже, чем уголь, на уровне 0,06 евро / кВтч, или 6 центов / кВтч, при этом источником энергии с самыми низкими внешними затратами на окружающую среду и здоровье, связанными с этим, была энергия ветра по цене 0,0009 евро / кВтч. [13]

Использование биотоплива [ править ]

Дополнительная информация: Воздействие биотоплива на окружающую среду

Биотопливо определяется как твердое, жидкое или газообразное топливо, полученное из относительно недавно безжизненного или живого биологического материала, и отличается от ископаемого топлива , которое получают из давно мертвого биологического материала. Для производства биотоплива используются различные растения и материалы растительного происхождения.

Биодизель [ править ]

Основная статья: Воздействие биодизеля на окружающую среду
См. Также: Косвенные воздействия изменения землепользования биотоплива и устойчивого биотоплива

Широкое использование биодизеля приводит к изменениям в землепользовании, включая обезлесение . [14]

Дрова [ править ]

Неустойчивая заготовка дров может привести к утрате биоразнообразия и эрозии из-за потери лесного покрова. Примером этого является 40-летнее исследование африканских лесов, проведенное Университетом Лидса , на долю которых приходится треть всех тропических лесов мира, которое демонстрирует, что Африка является значительным поглотителем углерода . Изменение климата эксперт, Ли Уайт утверждает , что « Для того, чтобы получить представление о ценности раковины, удаление почти 5 миллиардов тонн углекислого газа из атмосферы нетронутых тропических лесов находится под вопрос.

По данным ООН, африканский континент теряет леса вдвое быстрее, чем остальной мир. «Когда-то в Африке было семь миллионов квадратных километров лесов, но треть из них была потеряна, большая часть из них ушла из древесного угля ». [15]

Использование ископаемого топлива [ править ]

Глобальные выбросы ископаемого углерода по видам топлива, 1800–2007 гг.

Три вида ископаемого топлива - это уголь , нефть и природный газ . По оценкам Управления энергетической информации , в 2006 году первичные источники энергии состояли из нефти 36,8%, угля 26,6%, природного газа 22,9%, что составляет 86% доли ископаемого топлива в производстве первичной энергии в мире. [16]

В 2013 году сжигание ископаемого топлива произвело около 32 миллиардов тонн (32 гигатонны ) углекислого газа и привело к дополнительному загрязнению воздуха . Это вызвало отрицательные внешние эффекты в размере 4,9 триллиона долларов из-за глобального потепления и проблем со здоровьем (> 150 долларов за тонну двуокиси углерода). [17] Двуокись углерода - один из парниковых газов, который усиливает радиационное воздействие и способствует глобальному потеплению , вызывая в ответ повышение средней температуры поверхности Земли, что, по мнению климатологов , вызовет серьезные неблагоприятные последствия .

Уголь [ править ]

Основная статья: Воздействие угольной промышленности на окружающую среду

Влияние добычи и сжигания угля на окружающую среду разнообразно. [18] Законодательство, принятое Конгрессом США в 1990 году, требовало от Агентства по охране окружающей среды США (EPA) опубликовать план по снижению токсического загрязнения от угольных электростанций. После задержки и судебного разбирательства у Агентства по охране окружающей среды теперь есть установленный судом крайний срок - 16 марта 2011 года, - чтобы опубликовать свой отчет.

Нефть [ править ]

Основная статья: Воздействие нефтяной промышленности на окружающую среду
Пляж после разлива нефти .

Влияние нефти на окружающую среду часто бывает отрицательным, поскольку она токсична почти для всех форм жизни. Возможность изменения климата существует. Нефть, обычно называемая нефтью, тесно связана практически со всеми аспектами современного общества, особенно с транспортом и отоплением домов и коммерческой деятельностью.

Газ [ править ]

Природный газ часто описывается как самое чистое ископаемое топливо, производящее меньше углекислого газа на джоуль доставленной энергии, чем уголь или нефть [19], и гораздо меньше загрязняющих веществ, чем другие ископаемые виды топлива. Однако в абсолютном выражении он вносит существенный вклад в глобальные выбросы углерода, и этот вклад, по прогнозам, будет расти. По данным доклада об оценке МГЭИК четвертой , [20] в 2004 году природный газ , добываемый около 5.300 т / год СО 2 выбросов, в то время как уголь и нефть , добываемая 10600 и 10200 соответственно (Рисунок 4.4); но к 2030 году, согласно обновленной версии сценария выбросов СДСВ B2 , природный газ будет источником 11 000 Мт / год, а уголь и нефть - 8 400 и 17 200 соответственно. (Общие глобальные выбросы в 2004 году оценивались более чем в 27 200 Мт.)

Кроме того, природный газ сам по себе является парниковым газом, гораздо более сильным, чем углекислый газ, когда он выбрасывается в атмосферу, но выделяется в меньших количествах.

Производство электроэнергии [ править ]

Основная статья: Воздействие производства электроэнергии на окружающую среду

Влияние производства электроэнергии на окружающую среду является значительным, поскольку современное общество использует большое количество электроэнергии. Эта энергия обычно вырабатывается на электростанциях, которые преобразуют другие виды энергии в электрическую. У каждой такой системы есть свои преимущества и недостатки, но многие из них представляют опасность для окружающей среды.

[21]

Резервуары [ править ]

Основная статья: Воздействие водохранилищ на окружающую среду

Воздействие водохранилищ на окружающую среду подвергается все более пристальному вниманию по мере того, как мировой спрос на воду и энергию увеличивается, а количество и размер водохранилищ увеличивается. Плотины и водохранилища могут использоваться для снабжения питьевой водой , выработки гидроэлектроэнергии , увеличения подачи воды для орошения., предоставить возможности для отдыха и борьбы с наводнениями. Однако неблагоприятные экологические и социологические воздействия также были выявлены во время и после строительства многих водохранилищ. Вопрос о том, являются ли проекты водохранилищ в конечном итоге полезными или вредными как для окружающей среды, так и для окружающего населения, обсуждался с 1960-х годов и, вероятно, задолго до этого. В 1960 году строительство Llyn Celyn и затопление Capel Celyn вызвало политический резонанс, который продолжается и по сей день. Совсем недавно строительство плотины Три ущелья и других подобных проектов в Азии , Африке и Латинской Америке. вызвали серьезные экологические и политические дебаты.

Ядерная энергия [ править ]

Основная статья: Воздействие атомной энергетики на окружающую среду
Атомная энергетика, связанная с окружающей средой; добыча, обогащение, генерация и геологическое захоронение.

Воздействие ядерной энергетики на окружающую среду является результатом ядерного топливного цикла , эксплуатации и последствий ядерных аварий .

Обычные риски для здоровья и выбросы парниковых газов от ядерной энергетики значительно меньше, чем от угля, нефти и газа. Однако существует потенциал «катастрофического риска» в случае выхода из строя защитной оболочки [22], который в ядерных реакторах может быть вызван плавлением перегретого топлива и выбросом большого количества продуктов деления в окружающую среду. Наиболее долгоживущие радиоактивные отходы, включая отработавшее ядерное топливо, необходимо локализовать и изолировать от людей и окружающей среды в течение сотен тысяч лет. Общественность чувствительна к этим рискам, и существует значительная общественная оппозиция ядерной энергии.. Несмотря на этот потенциал катастрофы, обычное загрязнение, связанное с ископаемым топливом, по-прежнему значительно опаснее, чем любая предыдущая ядерная катастрофа.

Авария на Три-Майл-Айленде в 1979 году и Чернобыльская катастрофа 1986 года , наряду с высокими затратами на строительство, положили конец быстрому росту мировых ядерных мощностей. [22] Дальнейший катастрофический выброс радиоактивных материалов последовал за цунами в Японии в 2011 году, которое повредило АЭС Фукусима I , что привело к взрывам газообразного водорода и частичным расплавлениям, классифицированным как событие уровня 7 . Масштабный выброс радиоактивности привел к эвакуации людей из 20-километровой зоны отчуждения, созданной вокруг электростанции, аналогичной 30-километровой зоне отчуждения, которая все еще действует.

Энергия ветра [ править ]

Основная статья: Воздействие энергии ветра на окружающую среду
Выпас скота возле ветряной турбины.

Воздействие энергии ветра на окружающую среду по сравнению с воздействием ископаемого топлива на окружающую среду относительно невелико. По данным МГЭИК , при оценке потенциала глобального потепления в течение жизненного цикла источников энергии , ветряные турбины имеют среднее значение от 12 до 11 ( г CO
2экв / кВтч ) в зависимости, соответственно, от того, оцениваются ли морские или береговые турбины. [23] [24] По сравнению с другими низкоуглеродными источниками энергии , ветровые турбины имеют один из самых низких потенциалов глобального потепления на единицу произведенной электроэнергии. [25]

Хотя ветряная электростанция может охватывать большую площадь земли, многие виды землепользования, такие как сельское хозяйство, совместимы с ней, поскольку только небольшие участки фундаментов турбин и инфраструктуры становятся недоступными для использования. [26] [27]

Есть сообщения о гибели птиц и летучих мышей в ветряных турбинах, как и в других искусственных сооружениях. Масштаб экологического воздействия может быть или не быть значительным, в зависимости от конкретных обстоятельств. Предотвращение и смягчение последствий гибели диких животных и защита торфяных болот влияют на размещение и работу ветряных турбин.

Есть отдельные сообщения о негативном воздействии шума на здоровье людей, живущих в непосредственной близости от ветряных турбин. [28] Рецензируемые исследования обычно не подтверждают эти утверждения. [29]

Эстетические аспекты ветряных турбин и связанные с этим изменения визуального ландшафта имеют большое значение. [30] Конфликты возникают особенно в живописных и охраняемых ландшафтах.

Солнечная энергия [ править ]

Основная статья: Воздействие солнечной энергии на окружающую среду

Геотермальная энергия [ править ]

Основная статья: Воздействие геотермальной энергии на окружающую среду

Смягчение [ править ]

Сохранение энергии [ править ]

Основная статья: Энергосбережение

Энергосбережение относится к усилиям, направленным на снижение потребления энергии. Экономия энергии может быть достигнута за счет более эффективного использования энергии в сочетании с уменьшенным потреблением энергии и / или уменьшенным потреблением от обычных источников энергии.

Экономия энергии может привести к увеличению финансового капитала , качества окружающей среды , национальной безопасности , личной безопасности и комфорта людей . [31] Отдельные лица и организации, которые являются прямыми потребителями энергии, предпочитают экономить энергию, чтобы снизить затраты на энергию и способствовать экономической безопасности . Промышленные и коммерческие пользователи могут повысить эффективность использования энергии для получения максимальной прибыли .

Рост потребления энергии в мире также можно замедлить за счет решения проблемы роста населения , использования ненасильственных мер, таких как более эффективное предоставление услуг по планированию семьи и расширение прав и возможностей (образование) женщин в развивающихся странах.

Энергетическая политика [ править ]

Основная статья: Энергетическая политика

Энергетическая политика - это способ, которым данная организация (часто правительственная) решила решать вопросы развития энергетики, включая производство , распределение и потребление энергии . Атрибуты энергетической политики могут включать законодательство , международные договоры, стимулы к инвестициям, руководящие принципы энергосбережения , налогообложение и другие методы государственной политики.

См. Также [ править ]

  • Учет энергии
  • Энергия и окружающая среда
  • Экономика энергетики
  • Энергетический поток (экология)
  • Энергетика
  • Качество энергии
  • Преобразование энергии
  • Воздействие авиации на окружающую среду
  • Воздействие производства электроэнергии на окружающую среду
  • Воздействие гидроразрыва на окружающую среду
  • Указатель статей по энергетике
  • Промышленная экология
  • Список проектов накопителей энергии
  • Список экологических проблем
  • Низкоуглеродистая энергия
  • Системная экология
  • Проект Венера
  • Термоэкономика

Ссылки [ править ]

  1. ^ BP: Рабочая книга исторических данных (XLSX) , Лондон, 2012 г.
  2. ^ «Энергопотребление: общее потребление энергии на душу населения» . База данных трендов Земли . Институт мировых ресурсов. Архивировано из оригинала 12 декабря 2004 года . Проверено 21 апреля 2011 .
  3. ^ Bowman, DMJ S; Балч, Дж. К; Artaxo, P; Бонд, W.J; Карлсон, Дж. М.; Кокрейн, М. А; d'Antonio, C.M; Дефриз, Р. С; Дойл, Дж. С; Harrison, S.P; Johnston, F.H; Кили, Дж. Э; Кравчук, М. А; Kull, C.A; Марстон, Дж. Б.; Moritz, M. A; Prentice, I.C; Роос, К. I; Скотт, A.C; Swetnam, T. W; Ван дер Верф, Г. Р.; Пайн, С. Дж (2009). «Огонь в системе Земля». Наука . 324 (5926): 481–4. Bibcode : 2009Sci ... 324..481B . DOI : 10.1126 / science.1163886 . PMID 19390038 . S2CID 22389421 .  
  4. Перейти ↑ Kay, J. (2002). Кей, Дж. Дж. «Теория сложности, эксергия и промышленная экология: некоторые последствия для экологии строительства». Архивировано 6 января 2006 г. на Wayback Machine. В: Киберт К., Сендзимир Дж., Гай Б. (ред.) Экология строительства: природа как основа для экологичных зданий, стр. 72–107. Лондон: Spon Press. Проверено: 1 апреля 2009.
  5. ^ Бакш Б., Фиксель Дж. (2003). «В поисках устойчивости: вызовы инженерии технологических систем» (PDF) . Американский институт инженеров-химиков . 49 (6): 1355. Архивировано из оригинального (PDF) 20 июля 2011 года . Проверено 24 августа 2009 года .
  6. ^ "Помощь в поиске информации | Агентство по охране окружающей среды США" .
  7. ^ Дуглас Старр, «Бухгалтер по выбросам углерода. Ричард Хиде возлагает большую часть ответственности за изменение климата на 90 компаний. Другие говорят, что это отговорка» , Science , том 353, выпуск 6302, 26 августа 2016 г., страницы 858–861.
  8. ^ Ричард Хиде, «Отслеживание антропогенных выбросов углекислого газа и метана для производителей ископаемого топлива и цемента, 1854–2010 гг.», Изменение климата , январь 2014 г., том 122, выпуск 1, страницы 229–241 doi : 10.1007 / s10584-013-0986- у .
  9. ^ «Миллиарды людей сталкиваются с риском изменения климата» . BBC NEWS Наука / Природа. 6 апреля 2007 . Проверено 22 апреля 2011 года .
  10. ^ Rabl A .; и другие. (Август 2005 г.). «Заключительный технический отчет, версия 2» (PDF) . Внешние эффекты энергетики: расширение рамок бухгалтерского учета и приложений политики . Европейская комиссия. Архивировано из оригинального (PDF) 7 марта 2012 года.
  11. ^ a b «Внешние затраты электроэнергетических систем (формат графика)» . ExternE-Pol . Оценка технологий / GaBE ( Институт Пола Шеррера ). 2005. Архивировано из оригинала на 1 ноября 2013 года.
  12. ^ Новое исследование показывает реальную стоимость электроэнергии в Европе.
  13. ^ ExternE-Pol, Внешние затраты текущих и перспективных электроэнергетических систем, связанные с выбросами в результате эксплуатации электростанций и остальной части энергетической цепочки, окончательный технический отчет. См. Рисунки 9, 9b и 11.
  14. ^ Гао, Ян (2011). «Рабочий документ. Глобальный анализ обезлесения из-за развития биотоплива» (PDF) . Центр международных исследований в области лесного хозяйства (CIFOR) . Проверено 23 января 2020 года .
  15. ↑ Роуэн, Антея (25 сентября 2009 г.). «Проблема горящего угля в Африке» . BBC NEWS Африка . Проверено 22 апреля 2011 года .
  16. ^ "International Energy Annual 2006" . Архивировано из оригинала 5 февраля 2009 года . Проверено 8 февраля 2009 года .
  17. ^ Оттмар Эденхофер , король угля и королева субсидий . В: Science 349, выпуск 6254, (2015), 1286, DOI : 10.1126 / science.aad0674 .
  18. ^ «Воздействие угольной энергетики на окружающую среду: загрязнение воздуха» . Союз неравнодушных ученых. 2009 . Проверено 22 апреля 2011 года .
  19. ↑ Природный газ и окружающая среда. Архивировано 3 мая 2009 г. на Wayback Machine.
  20. ^ Четвертый доклад об оценке МГЭИК ( Отчет Рабочей группы III, глава 4)
  21. ^ Poulakis, Эвенджелос; Филиппопулос, Константин (2017). «Фотокаталитическая обработка выхлопных газов автомобилей». Журнал химической инженерии . 309 : 178–186. DOI : 10.1016 / j.cej.2016.10.030 .
  22. ^ a b Международная группа экспертов по расщепляющимся материалам (сентябрь 2010 г.). «Неопределенное будущее атомной энергетики» (PDF) . Отчет об исследовании 9 . п. 1.
  23. ^ «Рабочая группа III МГЭИК - Смягчение последствий изменения климата, Приложение II I: Технологические параметры затрат и производительности» (PDF) . МГЭИК. 2014. с. 10. Архивировано из оригинального (PDF) 16 июня 2014 года . Проверено 1 августа 2014 .
  24. ^ «Рабочая группа III МГЭИК - Смягчение последствий изменения климата, Приложение II, показатели и методология. Стр. 37-40,41» (PDF) . Архивировано из оригинального (PDF) 29 сентября 2014 года.
  25. ^ Бегонья Гезурага, Рудольф Заунер, Вернер Пёльц, Оценка жизненного цикла двух различных ветряных турбин класса 2 МВт , Возобновляемая энергия 37 (2012) 37–44, стр. 37. doi : 10.1016 / j.renene.2011.05.008
  26. ↑ Зачем Австралии нужна энергия ветра. Архивировано 1 января 2007 г. в Wayback Machine.
  27. ^ "Часто задаваемые вопросы по энергии ветра" . Британская ассоциация ветроэнергетики. Архивировано из оригинального 19 апреля 2006 года . Проверено 21 апреля 2006 года .
  28. ^ Gohlke, Julia M; Hrynkow, Sharon H; Портье, Кристофер Дж (2008). «Здоровье, экономика и окружающая среда: устойчивые источники энергии для нации» . Перспективы гигиены окружающей среды . 116 (6): A236–7. DOI : 10.1289 / ehp.11602 . PMC 2430245 . PMID 18560493 .  
  29. ↑ Гамильтон, Тайлер (15 декабря 2009 г.). "Ветер получает чистый Билль о здоровье" . Торонто Стар . Торонто . стр. B1 – B2 . Проверено 16 декабря 2009 года .
  30. ^ Томас Кирхгофа (2014): Energiewende унд Landschaftsästhetik. Versachlichung ästhetischer Bewertungen von Energieanlagen durch Bezugnahme auf drei intersubjektive Landschaftsideale , in: Naturschutz und Landschaftsplanung 46 (1), 10–16.
  31. ^ «Важность энергосбережения. Преимущества энергосбережения» . TRVST . Проверено 27 ноября 2020 года .

Внешние ссылки [ править ]

  • Программа развития Организации Объединенных Наций - Окружающая среда и энергия для устойчивого развития
  • Обсуждение экологической стоимости предоставления возобновляемой энергии - Воздействие технологий возобновляемой энергии на окружающую среду