Jak produkcja energii elektrycznej wpływa na przyrodę? Wpływ energii na ekologię Rosji

Zasób energii (lub zasób energii) to nośnik energii, którego energia jest wykorzystywana lub może być wykorzystana w prowadzeniu działalności gospodarczej i innej, a także rodzaj energii (energia jądrowa, cieplna, elektryczna, elektromagnetyczna lub inna rodzaj energii).

Klasyfikacja zasobów energii:

• 1. Zasoby energii pierwotnej to energia pochodzenia naturalnego (paliwa naturalne, energia wody, energia słoneczna, wiatrowa itp.)
• 2. Wtórne zasoby energii to energia powstająca w wyniku przetworzenia lub transformacji różnych rodzajów paliw, a także w wyniku procesów produkcyjnych (produkty naftowe, para odpadowa, ciepło odpadowe, zaoszczędzona energia itp.)
• 3. Zasoby energii paliwowej to energia różnych rodzajów paliw (węgiel kamienny i brunatny, ropa naftowa, gazy palne, łupki bitumiczne, torf, drewno opałowe i inne)
• 4. Pozapaliwowy zasób energii to energia wytworzona bez udziału paliwa (energia elektryczna, energia elektromagnetyczna, energia słoneczna itp.)
• 5. Zasób energii odnawialnej to zasób, którego zasoby są stale odnawiane przez przyrodę (energia słoneczna, energia wody, energia pływów, energia geotermalna, energia cieplna ziemi, powietrza, wody, biomasy i inne rodzaje)
• 6. Nieodnawialny zasób energii to zasób, którego zasoby są zasadniczo wyczerpane (paliwo mineralne, uran itp.)

Wpływ energii na środowisko

Oddziaływanie energii na środowisko jest bardzo zróżnicowane i zdeterminowane głównie rodzajem instalacji energetycznych.

Rozważmy główne cechy wpływu tradycyjnych elektrowni na środowisko:

1. Oddziaływanie elektrowni cieplnych na środowisko zależy od stosowanego paliwa. Podczas spalania paliwa stałego do atmosfery dostają się popiół lotny z cząsteczkami, które nie docierają do spalonego paliwa, dwutlenek siarki i bezwodnik czarny, tlenki azotu i związki fluoru.

Podczas redukcji paliwa ciekłego dwutlenek siarki i bezwodnik siarki, związki wanadu, sole sodu, a także substancje usuwane z powierzchni kotłów podczas czyszczenia przedostają się do powietrza atmosferycznego wraz ze spalinami.

Podczas spalania gazu ziemnego główną substancją zanieczyszczającą atmosferę są tlenki azotu.

Wyjście 1 milion kW/h energii elektrycznej w elektrowniach cieplnych towarzyszy uwolnienie 10 ton popiołu i 15 ton dwutlenku siarki.

2. Do budowy dużych elektrowni cieplnych potrzebna jest średnio powierzchnia około 2,3 km², nie licząc składowisk popiołów i zbiorników chłodniczych, a biorąc je pod uwagę, 3-4 km². Na tym obszarze zmienia się ukształtowanie terenu, struktura warstwy gleby i równowaga ekologiczna.

Duże wieże chłodnicze znacząco nawilżają mikroklimat na terenie stacji, sprzyjają tworzeniu się niskich chmur, mgły, ograniczają nasłonecznienie, powodują mżawkę, a zimą szron i lód. Elektrownie cieplne odprowadzają duże ilości ciepła do zbiorników, podwyższają temperaturę wody oraz wpływają na kształt i otoczenie zbiorników.

• 3. Elektrownie wodne wymagają budowy zbiorników, co prowadzi do zalania rozległych obszarów. Struktura bilansu cieplnego przybrzeżnych obszarów zbiorników i samej powierzchni wody, która wpływa na temperaturę powietrza na wybrzeżu, różni się w zależności od pory roku i pory dnia oraz zależy od powierzchni, głębokości zbiornika i charakteru powietrza prądy w tej strefie. Dlatego też zagadnienia oddziaływania elektrowni wodnych na środowisko powinny stanowić krytyczny aspekt analizy przedprojektowej.
• 4. Istnieją różne stanowiska w kwestii wpływu elektrowni jądrowych na środowisko. Nie ulega jednak wątpliwości, że eksploatacja elektrowni jądrowych może w znaczący sposób zmniejszyć poziom zanieczyszczenia środowiska składnikami charakterystycznymi dla pracy ciepłowni (CO, SO2, NOx i in.).

Głównymi czynnikami zanieczyszczenia środowiska są tutaj wskaźniki promieniowania: aktywowane cząsteczki pyłu przedostające się kanałami wentylacyjnymi na zewnątrz stacji. Promieniowanie wody chłodzącej, promieniowanie przenikające przez zbiornik reaktora, skutki termiczne na wodę chłodzącą i oczywiście usuwanie odpadów.

31.1. Problemy środowiskowe energii cieplnej.

31.2. Problemy środowiskowe energetyki wodnej.

31.3. Problemy środowiskowe energetyki jądrowej.

31.4 Problemy środowiskowe farm wiatrowych.

Obecnie potrzeby energetyczne zaspokajane są głównie przez trzy rodzaje surowców energetycznych: paliwo organiczne, wodę i rdzeń atomowy.

Obecnie aż 80-85% energii elektrycznej produkowane jest w wyniku spalania paliw (w tym drewna opałowego i innych surowców biologicznych). Jednocześnie w krajach uprzemysłowionych ropa i produkty naftowe wykorzystywane są głównie na potrzeby transportu.

W skali globalnej zasoby wodne dostarczają około 5-6% energii elektrycznej, energia jądrowa 15-18% energii elektrycznej.

31.1. Problemy środowiskowe energii cieplnej

Spalanie paliw jest nie tylko głównym źródłem energii, ale także najważniejszym dostawcą zanieczyszczeń do środowiska. Za narastający efekt cieplarniany i kwaśne opady w największym stopniu „odpowiedzialne” są elektrownie cieplne. Wraz z transportem dostarczają do atmosfery główny udział węgla technogennego (głównie w postaci CO 2 ), około 50% dwutlenku siarki, 35% tlenków azotu i około 35% pyłów. Istnieją dowody na to, że elektrownie cieplne zanieczyszczają środowisko substancjami radioaktywnymi 2-4 razy bardziej niż elektrownie jądrowe tej samej mocy.

Emisje z elektrowni cieplnych zawierają znaczną ilość metali i ich związków. W przeliczeniu na dawki śmiertelne roczne emisje z elektrowni cieplnych o mocy 1 mln kW zawierają ponad 100 mln dawek glinu i jego związków, 400 mln dawek żelaza i 1,5 mln dawek magnezu. Zabójczy efekt tych zanieczyszczeń nie następuje tylko dlatego, że przedostają się one do organizmu w małych ilościach. Nie wyklucza to jednak ich negatywnego oddziaływania poprzez wodę, glebę i inne części ekosystemów.

Można uznać, że energia cieplna wywiera negatywny wpływ na niemal wszystkie elementy środowiska, a także na człowieka, inne organizmy i ich społeczności. Oddziaływania te podsumowano w tabeli 31.1.

Tabela 31.1 - Oddziaływanie elektrowni cieplnych na środowisko i biosferę

Wpływ na środowisko podczas stosowania paliwo stałe:

1. Emisje drobnych cząstek popiołu. Węgiel wydobywany na Ukrainie charakteryzuje się dużą zawartością popiołu – 39,7...39,9% (dane za 2011 rok). Przerabiany jest w zakładach przeróbczych, gdyż według wymagań energetyków zawartość popiołu w węglu nie powinna przekraczać 27%. Zawartość popiołu w węglu w Wielkiej Brytanii, zgodnie z przepisami, wynosi 22%, w USA - 9%.

2. Emisje z elektrowni cieplnych opalanych węglem zawierają także tlenki krzemu i glinu. Te materiały ścierne mogą niszczyć tkankę płuc i powodować choroby, takie jak krzemica, która kiedyś dotykała górników. Obecnie notuje się przypadki krzemicy u dzieci mieszkających w pobliżu elektrociepłowni węglowych.

3. Emisje CO2- gaz cieplarniany.

4. Emisje TAK 2.

5. Emisje tlenku azotu NIE x.

Aby uniknąć ekstremalnych stężeń SO X i NO 2, w lokalizacjach stacji budowane są wysokie rury wydechowe - do 320 - 350 m.

6. Emisje substancji rakotwórczej benzopiren. Jego działanie wiąże się ze wzrostem zachorowalności na raka.

7. Składowanie popiołów i żużli – składowiska popiołów. Wymaga to dużych obszarów, które nie były użytkowane przez długi czas i są również miejscami, w których gromadzi się metale ciężkie i wzrasta radioaktywność. Metale ciężkie i promieniowanie dostają się do środowiska drogą powietrzną lub przez wody gruntowe.

8. Elektrownie cieplne zanieczyszczają zbiorniki wodne odprowadzając do nich ciepłą wodę, co powoduje reakcję łańcuchową, zbiornik wodny zarasta glonami, zostaje zachwiany bilans tlenowy w nim, co w konsekwencji stwarza zagrożenie dla życia wszystkich jego mieszkańców .

Podczas spalania paliwa płynne(olej opałowy) wraz ze spalinami, dwutlenkiem siarki i bezwodnikami siarki, tlenkami azotu, gazowymi i stałymi produktami niecałkowitego spalania paliwa, związkami wanadu, solami sodu, a także substancjami usuwanymi z powierzchni kotłów podczas czyszczenia, dostają się do powietrza atmosferycznego.

Podczas spalania G aza Tlenki azotu pozostają znaczącą substancją zanieczyszczającą atmosferę.

WYKŁAD. Temat: Środowiskowe problemy energii

1. Źródła energii.

2. Problemy środowiskowe energetyki tradycyjnej.

3. Alternatywne źródła energii.

4. Oszczędność energii.

Źródła energii

Podstawą rozwoju cywilizacji jest energia. Od jego kondycji zależy tempo postępu naukowo-technicznego, intensyfikacja produkcji i poziom życia ludzi.

Źródła energii wykorzystywane do produkcji energii dzielą się na odnawialne I nieodnawialne .

DO nieodnawialne Źródła energii obejmują paliwa kopalne: węgiel, ropę naftową, gaz, torf, łupki bitumiczne oraz energię rozszczepienia jądrowego uranu i toru.

Odnawialneźródła energii: energia słoneczna, energia wiatru, energia geotermalna, energia wodna rzek, różne rodzaje energii oceanicznej (fale morskie, pływy, różnice temperatur wody itp.).

Źródła odnawialne są niewyczerpalne, a ich wykorzystanie nie zakłóca bilansu cieplnego Ziemi.

Wykorzystywanie nieodnawialnych źródeł energii prowadzi do wzrostu temperatury na Ziemi, wyczerpywania się tych zasobów i zanieczyszczenia środowiska.

Problemy środowiskowe energetyki tradycyjnej

Głównym sposobem pozyskiwania energii jest dziś spalanie węgla, ropy naftowej (oleju opałowego), gazu ziemnego i łupków bitumicznych w elektrowniach cieplnych (TPP). Około 70% energii elektrycznej wytwarzane jest w elektrowniach cieplnych. Elektrociepłownie (CHP) Oprócz energii elektrycznej wytwarzają energię cieplną w postaci podgrzanej wody i pary.

Globalnie stacje hydrauliczne(elektrownie wodne) dostarczają około 7% energii elektrycznej.

Elektrownie jądrowe(elektrownie jądrowe) wytwarzają około 20% energii elektrycznej, przy czym w szeregu krajów jest to przeważająca część (Francja ~74%, Belgia ~61%, Szwecja ~45%).

Wpływ energii cieplnej na środowisko

Wpływ energii cieplnej na środowisko zależy od rodzaju stosowanego paliwa. Najczystszym paliwem jest gaz ziemny, następnie ropa naftowa (olej opałowy), węgiel, węgiel brunatny i łupki.

W wyniku pracy elektrowni cieplnych na skutek niedostatecznego oczyszczania gazów spalinowych i spalania paliw niskiej jakości, powstają różne zanieczyszczenia gazowe: główne to: tlenek węgla (CO), dwutlenek węgla (CO 2), tlenki azotu (NO, NO 2), węglowodory (C m H n). jak również wysoce toksyczną substancję benzopiren. Elektrownie cieplne opalane węglem są także źródłem emisji dwutlenku siarki (SO 2 ). Przedostawanie się zanieczyszczeń do atmosfery powoduje wiele problemów środowiskowych (efekt cieplarniany, smog, kwaśne deszcze, niszczenie warstwy ozonowej itp.).

Podczas spalania węgla powstają również popiół i żużel, które służą do przechowywania potrzebne są ogromne obszary ziemi. Popiół i żużel w niektórych przypadkach zawierają, oprócz nietoksycznych składników, metale ciężkie, pierwiastki radioaktywne, które są przenoszone przez wiatr i gromadzą się w okolicy.

Duże ilości wody są wydawane w elektrowniach cieplnych na urządzenia chłodnicze.

Źródłem jest TPP zanieczyszczenie termiczne. Woda używana do chłodzenia jednostek schładzana jest w chłodniach kominowych, stawach chłodniczych, a często niedostatecznie schłodzona, jest odprowadzana do zbiorników wodnych, powodując ich termiczne zanieczyszczenie. Emisje dużych ilości ciepła i dwutlenku węgla przyczyniają się do wzrostu temperatury na Ziemi.

Podczas wydobycia węgla kamiennego znaczne obszary są przeznaczane na składowanie skał płonnych. Zwałowiska skały płonnej wytwarzają pyły, często ulegają samozapaleniu i są źródłem emisji produktów ich spalania do atmosfery.

Wpływ energetyki jądrowej na środowisko

Do niedawna za najbardziej perspektywiczną uważano energetykę jądrową.

W 1954 roku w Obnińsku pod Moskwą uruchomiono pierwszą elektrownię jądrową. Jego moc wynosiła 5000 kW. W połowie lat 80. na świecie było ponad 400 elektrowni jądrowych. Głównymi zaletami energetyki jądrowej w porównaniu z energią cieplną jest mniejsza ilość zużywanego paliwa oraz brak ciągłej emisji produktów spalania do atmosfery.

W ciągu 30 lat istnienia elektrowni jądrowych na świecie miały miejsce trzy poważne awarie: w 1957 r. – w Wielkiej Brytanii; w 1979 r. w USA, a zwłaszcza w 1986 r. w elektrowni jądrowej w Czarnobylu (największa katastrofa na świecie).

Podczas awarii w Czarnobylu do atmosfery przedostało się około 450 rodzajów radionuklidów. Najczęstsze radionuklidy: jod krótkotrwały - 131 i długożyciowy - stront-90, cez-131, wchłaniane przez organizmy żywe. Sztuczny pierwiastek pluton, który powstaje w reaktorach elektrowni jądrowych, jest najbardziej toksyczną substancją stworzoną przez człowieka.

Po katastrofie w Czarnobylu zaczęto wiązać się z głównym zagrożeniem, jakie stwarzają elektrownie jądrowe możliwość wypadków. Niektóre kraje zdecydowały się na całkowity zakaz budowy elektrowni jądrowych. Należą do nich Brazylia, Szwecja, Włochy, Meksyk.

Kompleks paliwowo-energetyczny elektrowni jądrowej obejmuje wydobycie rudy uranowej, oddzielanie od niej uranu (wzbogacanie), produkcję paliwa jądrowego, produkcję energii w elektrowniach jądrowych, przetwarzanie, transport i unieszkodliwianie odpadów radioaktywnych.

Odpady radioaktywne powstają na wszystkich etapach cyklu paliwowo-energetycznego i wymagają specjalnych metod postępowania z nimi. Najbardziej niebezpiecznym paliwem jest paliwo zużyte w reaktorze. W procesie spalania paliwa jądrowego spala się jedynie 0,5–1,5%, pozostała część to odpady radioaktywne. Część z nich jest przetwarzana, ale większość jest utylizowana. Technologia pochówku jest bardzo złożona i drogi.

Źródłem jest elektrownia jądrowa zanieczyszczenie termiczne. Na jednostkę mocy elektrownie jądrowe emitują do atmosfery 2–2,5 razy więcej ciepła niż elektrownie cieplne. Objętość podgrzanej wody w elektrowniach jądrowych jest również znacznie większa.

Żywotność elektrowni jądrowej wynosi około 30 lat. Wymagane są znaczne koszty na likwidację elektrowni jądrowych. Głównym rozwiązaniem tej kwestii jest zbudowanie nad nimi sarkofagu i dalsze jego utrzymywanie przez długi czas.

Energia jest najważniejszym sektorem gospodarki, bez którego działalność człowieka w ogóle nie jest możliwa. Każda produkcja wymaga kosztów, dlatego ludzie od dawna zastanawiają się nad poszukiwaniem jej źródeł.

Głównym źródłem energii na Ziemi jest. Energię słoneczną trudno jednak przekształcić w użyteczną formę, chociaż w niektórych krajach istnieją elektrownie słoneczne, w których jest dużo słonecznych dni w roku. Takie stacje działają także w kosmosie; Baterie słoneczne wykorzystuje się także do zasilania maszyn liczących, jednak obecnie ich wykorzystanie jest niewielkie, a wyzwaniem jest zwiększenie wykorzystania tej energii, gdyż jest ona niewyczerpanym zasobem naturalnym.

Energia słoneczna odnosi się do nietradycyjnych rodzajów wykorzystywanej energii. Do nietradycyjnych zaliczają się także gejzery, energia morska i pływowa oraz energia geotermalna. Ludzkość musi jeszcze opanować tego rodzaju energię, zwłaszcza że są to niewyczerpane źródła energii.

Ludzkość w swojej działalności wykorzystuje energię cieplną i elektryczną uzyskiwaną albo poprzez spalanie różnego rodzaju paliw (elektrownie cieplne – CHP), albo poprzez wykorzystanie energii rzek (elektrownie wodne – HPP), albo energię atomową powstającą w wyniku rozpadu jąder ciężkich izotopy (elektrownie jądrowe - NPP).

Elektrownie cieplne (TPP) wykorzystują jako paliwo gaz ziemny i towarzyszący, produkty przetworzone (olej opałowy i inne paliwa płynne), węgiel kamienny i brunatny oraz torf (paliwo stałe).

Podczas spalania gazu uwalniana jest najmniejsza ilość szkodliwych substancji, dlatego paliwo gazowe uznawane jest za najbardziej przyjazne dla środowiska.

Spalaniu paliw ciekłych i stałych towarzyszy powstawanie szkodliwych gazów (dwutlenek siarki i tlenki azotu), możliwe jest powstawanie aerozoli pyłowych i powstaje popiół. Elektrownie cieplne są drugim po pojazdach silnikowych największym źródłem zanieczyszczeń. Popiół powstały w wyniku spalania paliw ciekłych, a zwłaszcza paliw stałych, jest wielkotonażowym odpadem energetycznym i wymaga obowiązkowego unieszkodliwiania.

Z punktu widzenia zanieczyszczenia powietrza elektrownie jądrowe są bardziej przyjazne dla środowiska niż elektrownie cieplne, jednak ze względu na możliwość skażenia radiacyjnego środowiska są najbardziej niebezpiecznym dla środowiska rodzajem produkcji.

Problem unieszkodliwiania odpadów paliwa jądrowego jest bardzo palący i problem ten obecnie praktycznie nie jest rozwiązany, gdyż zakopywanie odpadów promieniotwórczych na składowiskach nie jest ekologicznie bezpiecznym sposobem ich unieszkodliwiania i unieszkodliwiania, gdyż ich działanie nie ulega zniszczeniu, a jeżeli składowisko zostanie naruszone, możliwe jest zanieczyszczenie środowiska naturalnego.

Elektrownie wodne praktycznie nie zanieczyszczają środowiska różnymi szkodliwymi odpadami, ale podczas ich budowy następuje silne niszczenie naturalnych biogeocenoz, zalewanie dużych obszarów, zmiany mikroklimatu regionu, powstają przeszkody dla aktywności życiowej wielu organizmów (na przykład ryby nie mogą dotrzeć do miejsc tarła, zwierzęta są pozbawione swoich zwykłych miejsc zamieszkania itp.). Koszty ekonomiczne i społeczne budowy elektrowni wodnych nie zawsze są uzasadnione.

Istotnym zanieczyszczeniem środowiska jest przepływ promieniowania elektromagnetycznego powstający podczas przesyłania energii elektrycznej na duże odległości liniami wysokiego napięcia. Promieniowanie to ma bardzo negatywny wpływ zarówno na ludzi, jak i zwierzęta.

Normalne funkcjonowanie elektrowni cieplnych, elektrowni jądrowych i elektrowni wodnych wiąże się z użytkowaniem pojazdów, dlatego też środowisko naturalne jest zanieczyszczane na skutek eksploatacji tych pojazdów. Zanieczyszczenie termiczne powodowane przez różne przedsiębiorstwa energetyczne jest wysokie. Przedsiębiorstwa te przyczyniają się zarówno do zanieczyszczenia hałasem, jak i wibracjami.

Z krótkiej analizy wpływu energii na środowisko naturalne wynika, że ​​działania na rzecz ochrony środowiska są ważne także dla tej branży.

Przegląd środków ochrony środowiska w energetyce

Szereg procesów stosowanych w energetyce na obecnym etapie nie może być racjonalnie realizowany z punktu widzenia prawidłowych decyzji środowiskowych. Zatem budowie elektrowni wodnych zawsze będzie towarzyszyć alienacja terytoriów, ich powodzie i śmierć biogeocenoz. Ale jednocześnie można wyraźnie uwzględnić wszystkie działania mające na celu dokładniejsze przygotowanie zalanych obszarów i optymalne wykorzystanie zasobów tych obszarów.

Podobnie jak w innych branżach, ważne jest zintegrowane wykorzystanie surowców i odpadów. Tym samym odpady stałe (popiół) z elektrowni cieplnych wykorzystywane są w budownictwie i rolnictwie. Ważnym zadaniem jest całkowite wychwytywanie gazów spalinowych z elektrociepłowni w celu wykorzystania azotu i tlenków siarki do uzyskania z nich siarki i związków azotu do dalszego wykorzystania w innych sektorach gospodarki.

Najważniejszymi działaniami proekologicznymi w obszarze energetyki jest rozwój innych rodzajów energii, nietradycyjnych i bezpieczniejszych z ekologicznego punktu widzenia. Uderzającym przykładem takiego rozwoju źródeł energii jest sektor energetyczny Islandii, oparty na wykorzystaniu energii cieplnej z gorącej wody z gejzerów. Obiecującą metodą pozyskiwania energii cieplnej jest wiercenie studni i wydobywanie na powierzchnię gorącej wody z dużych głębokości. Jednak obecnie jest to ekonomicznie nieosiągalne ze względu na złożoność rozwiązań technicznych.

U zarania cywilizacji szeroko stosowano energię wiatru, jednak w związku z rozwojem energetyki poprzez spalanie paliw przemysł ten stracił na znaczeniu, lecz obecnie odradza się na nowo ze względu na skomplikowaną sytuację ekologiczną na Planecie.

Niestety nie ma rozwiązania problemu ograniczenia zanieczyszczenia środowiska promieniowaniem elektromagnetycznym – zwiększenie odległości człowieka od linii energetycznych nie zmniejsza negatywnego oddziaływania linii energetycznych. Konieczne jest poszukiwanie sposobów przesyłania energii elektrycznej innymi sposobami lub dostarczania energii do tego czy innego obiektu metodami zlokalizowanymi.

Ważnym (pośrednim) działaniem na rzecz ochrony środowiska jest optymalizacja zużycia energii elektrycznej i cieplnej. Osoba często „ogrzewa ulicę”. Należy poprawić termoizolację, co doprowadzi do oszczędności energii, a jednocześnie zmniejszy zapotrzebowanie na jej wytwarzanie, co z kolei wpłynie na poprawę sytuacji środowiskowej.

Jakie są potencjalne zagrożenia związane z elektrowniami jądrowymi?

Oddziaływanie elektrowni jądrowych na środowisko, uzależnione od technologii budowy i eksploatacji, może i powinno być znacznie mniejsze niż innych obiektów technologicznych: przedsiębiorstw chemicznych, elektrociepłowni. Jednakże promieniowanie w razie wypadku jest jednym z czynników niebezpiecznych dla środowiska, życia i zdrowia ludzi. W tym przypadku emisje są równoważne emisjom powstającym podczas testowania broni jądrowej.

Jakie jest oddziaływanie elektrowni jądrowych w warunkach normalnych i anormalnych, czy można zapobiegać katastrofom i jakie działania podejmuje się w celu zapewnienia bezpieczeństwa w obiektach jądrowych?

Rozwój i znaczenie elektrowni jądrowych

Pierwsze badania nad energią jądrową miały miejsce w latach 90. XIX w., a budowę dużych obiektów rozpoczęto w 1954 r. Elektrownie jądrowe buduje się w celu wytwarzania energii poprzez rozpad radioaktywny w reaktorze.

Obecnie stosowane są następujące typy reaktorów trzeciej generacji:

• woda lekka (najczęściej);
• ciężka woda;
• chłodzony gazem;
• szybki neutron.

W latach 1960-2008 na całym świecie uruchomiono około 540 reaktorów jądrowych. Spośród nich około 100 zostało zamkniętych z różnych powodów, m.in. z powodu negatywnego wpływu elektrowni jądrowych na przyrodę. Do 1960 r. reaktory charakteryzowały się dużą awaryjnością ze względu na niedoskonałości technologiczne i niedostateczny rozwój ram regulacyjnych. W kolejnych latach wymagania stały się bardziej rygorystyczne, a technologie udoskonalone. W kontekście zmniejszających się zasobów naturalnych zasobów energii i wysokiej efektywności energetycznej uranu budowano bezpieczniejsze elektrownie jądrowe, które miały mniej negatywnych skutków.

Na potrzeby planowej eksploatacji obiektów jądrowych wydobywa się rudę uranu, z której wzbogaca się uran radioaktywny. Reaktory wytwarzają pluton, najbardziej toksyczną istniejącą substancję wytworzoną przez człowieka. Przetwarzanie, transport i usuwanie odpadów z elektrowni jądrowych wymaga zachowania ostrożności i środków bezpieczeństwa.

Czynniki oddziaływania elektrowni jądrowych na środowisko

Elektrownie jądrowe, podobnie jak inne kompleksy przemysłowe, wywierają wpływ na środowisko naturalne i życie człowieka. W praktyce użytkowania obiektów energetycznych nie ma systemów w 100% niezawodnych. Oddziaływanie elektrowni jądrowych analizowane jest z uwzględnieniem ewentualnych późniejszych zagrożeń i oczekiwanych korzyści.

Jednocześnie nie istnieje całkowicie bezpieczna energia. Oddziaływanie elektrowni jądrowych na środowisko rozpoczyna się od momentu budowy, trwa w trakcie eksploatacji, a nawet po jej zakończeniu. Na obszarze lokalizacji elektrowni oraz poza nią należy uwzględnić następujące negatywne oddziaływania:

• Konfiskata gruntów pod budowę i zagospodarowanie stref sanitarnych.
• Zmiana terenu.
• Zniszczenie roślinności na skutek budowy.
• Konieczne jest zanieczyszczenie atmosfery podczas piaskowania.
• Przenoszenie lokalnych mieszkańców na inne terytoria.
• Szkoda dla rodzimych populacji zwierząt.
• Zanieczyszczenia termiczne wpływające na mikroklimat terytorium.
• Zmiana warunków użytkowania gruntów i zasobów naturalnych na określonym terytorium.
• Oddziaływanie chemiczne elektrowni jądrowych - emisje do zbiorników wodnych, atmosfery i na powierzchnię gleby.
• Skażenie radionuklidami, które może powodować nieodwracalne zmiany w organizmach ludzi i zwierząt. Substancje radioaktywne mogą przedostawać się do organizmu poprzez powietrze, wodę i żywność. Istnieją specjalne środki zapobiegawcze przeciwko temu i innym czynnikom.
• Promieniowanie jonizujące podczas likwidacji stacji z naruszeniem zasad demontażu i odkażania.

Jednym z najbardziej znaczących czynników zanieczyszczających jest oddziaływanie termiczne elektrowni jądrowych, które ma miejsce podczas pracy wież chłodniczych, systemów chłodniczych i zbiorników rozpyłowych. Wpływają na mikroklimat, stan wody, życie flory i fauny w promieniu kilku kilometrów od obiektu. Sprawność elektrowni jądrowych wynosi około 33-35%, pozostała część ciepła (65-67%) jest uwalniana do atmosfery.

Na terenie strefy sanitarnej w wyniku oddziaływania elektrowni jądrowych, w szczególności stawów chłodniczych, uwalnia się ciepło i wilgoć, powodując wzrost temperatury o 1-1,5° w promieniu kilkuset metrów. W ciepłej porze roku nad zbiornikami wodnymi tworzą się mgły, które rozprzestrzeniają się na znaczną odległość, pogarszając nasłonecznienie i przyspieszając niszczenie budynków. Podczas zimnej pogody mgły zwiększają oblodzenie. Urządzenia rozpryskowe powodują jeszcze większy wzrost temperatury w promieniu kilku kilometrów.

Chłodzone wodą wieże wyparne odparowują do 15% latem i do 1-2% wody zimą, tworząc pochodnie parowo-kondensatowe, powodując 30-50% spadek oświetlenia słonecznego otaczającego obszaru, pogarszając widoczność meteorologiczną poprzez 0,5-4 km. Oddziaływanie elektrowni jądrowych wpływa na stan ekologiczny i skład hydrochemiczny wód w przyległych zbiornikach. Po odparowaniu wody z układów chłodzenia, w tych ostatnich pozostają sole. Aby utrzymać stabilny bilans soli, należy wyrzucić część twardej wody i zastąpić ją świeżą.

W normalnych warunkach pracy zanieczyszczenie radiacyjne i wpływ promieniowania jonizującego są zminimalizowane i nie przekraczają dopuszczalnego tła naturalnego. Katastrofalne oddziaływanie elektrowni jądrowych na środowisko i ludzi może nastąpić na skutek wypadków i wycieków.

Możliwe oddziaływania technogenne elektrowni jądrowych

Nie powinniśmy zapominać o zagrożeniach spowodowanych przez człowieka, które są możliwe w przypadku energii jądrowej. Pomiędzy nimi:

• Sytuacje awaryjne przy składowaniu odpadów nuklearnych. Produkcja odpadów radioaktywnych, która ma miejsce na wszystkich etapach cyklu paliwowo-energetycznego, wymaga kosztownych i skomplikowanych procedur przetwarzania i unieszkodliwiania.
• Tak zwany „czynnik ludzki”, który może spowodować awarię, a nawet poważny wypadek.
• Wycieki w zakładach przetwarzających napromieniowane paliwo.
• Możliwy terroryzm nuklearny.

Standardowy czas eksploatacji elektrowni jądrowej wynosi 30 lat. Po zamknięciu stacji konieczna będzie budowa trwałego, skomplikowanego i kosztownego sarkofagu, który będzie musiał być konserwowany przez bardzo długi okres czasu.

Ochrona przed negatywnymi wpływami, ich kontrola

Zakłada się, że wpływ elektrowni jądrowej w postaci wszystkich wymienionych powyżej czynników musi być kontrolowany na każdym etapie projektowania i eksploatacji elektrowni. Specjalne kompleksowe działania mają na celu przewidywanie i zapobieganie emisjom, awariom i ich rozwojowi i zminimalizować skutki.

Istotna jest umiejętność przewidywania procesów geodynamicznych zachodzących na terenie stacji oraz normalizacji promieniowania elektromagnetycznego i hałasu oddziałującego na personel. Do lokalizacji kompleksu energetycznego wybiera się lokalizację po dokładnym uzasadnieniu geologicznym i hydrogeologicznym oraz przeprowadza się analizę jego budowy tektonicznej. Podczas budowy oczekuje się starannego przestrzegania sekwencji technologicznej prac.

Zadaniem działalności naukowej, eksploatacyjnej i praktycznej jest zapobieganie sytuacjom awaryjnym i tworzenie normalnych warunków pracy elektrowni jądrowych. Jednym z czynników ochrony środowiska przed wpływem elektrowni jądrowych jest standaryzacja wskaźników, czyli ustalenie akceptowalnych wartości dla danego ryzyka i przestrzeganie ich.

Aby zminimalizować wpływ elektrowni jądrowych na otaczający teren, zasoby naturalne i ludzi, prowadzony jest kompleksowy monitoring radioekologiczny. Aby zapobiec błędnym działaniom pracowników elektrowni, prowadzone są szkolenia wielopoziomowe, szkolenia na symulatorach szkoleniowych i inne zajęcia. Aby zapobiec zagrożeniom terrorystycznym, stosuje się środki ochrony fizycznej, a także działalność specjalnych organizacji rządowych.

Nowoczesne elektrownie jądrowe powstają przy zachowaniu wysokiego poziomu bezpieczeństwa i ochrony. Muszą spełniać najwyższe wymagania regulacyjne, w tym chronić przed skażeniem radionuklidami i innymi szkodliwymi substancjami. Zadaniem nauki jest zmniejszenie ryzyka narażenia na działanie elektrowni jądrowych w wyniku awarii. Aby rozwiązać ten problem, opracowywane są reaktory, które są bezpieczniejsze w konstrukcji i mają imponujące wewnętrzne wskaźniki samoobrony i samokompensacji.

Jak bezpieczny jest wpływ elektrowni jądrowych na środowisko?

W przyrodzie występuje naturalne promieniowanie. Jednak intensywne skutki radiacyjne elektrowni jądrowych w razie awarii, a także termiczne, chemiczne i mechaniczne, są niebezpieczne dla środowiska. Bardzo palący jest także problem unieszkodliwiania odpadów nuklearnych. Dla bezpiecznego istnienia biosfery potrzebne są specjalne środki i środki ochronne. Stosunek do budowy elektrowni jądrowych na świecie jest niezwykle niejednoznaczny, zwłaszcza po szeregu poważnych katastrof w obiektach jądrowych.

Postrzeganie i ocena energetyki jądrowej w społeczeństwie już nigdy nie będzie taka sama po tragedii w Czarnobylu, która wydarzyła się w 1986 roku. Następnie do atmosfery przedostało się aż 450 odmian radionuklidów, w tym krótkotrwały jod-131 i długożyciowy cez-131, stront-90.

Po awarii zamknięto część programów badawczych w różnych krajach, prewencyjnie wyłączono normalnie działające reaktory, a niektóre państwa wprowadziły moratorium na energię jądrową. Jednak około 16% światowej energii elektrycznej wytwarzane jest w elektrowniach jądrowych. Rozwój alternatywnych źródeł energii może zastąpić elektrownie jądrowe.