Взаимосвязь экологии и энергосбережения

Предметом изучения экологии является охрана окру­жающей среды. Данное направление связано с энергети­кой, так как энергетические объекты могут отрицательно воздействовать на окружающую среду, загрязняя ее.

Окружающая среда включает биосферу, которая охва­тывает нижнюю часть атмосферы, гидросферу и верхнюю часть литосферы (земная кора и верхняя мантия). Загряз­нение биосферы может быть уменьшено за счет энергосбе­режения при рациональном использовании невозобнов­ляемых и возобновляемых источников энергии.

Для лучшего понимания механизма отрицательного воздействия выбрасываемых в атмосферу вредных ве­ществ рассмотрим более подробно ее строение (рис. 25).

Рис. 25. Строение атмосферы

Атмосфера включает по высоте четыре области:

• тропосферу - от 0 до 10-12 км с падением температуры до -55 °С и давления до 41,0 мм рт.ст.;

• стратосферу - от 10-12 до 50-55 км с ростом температуры до 0 °С и падением давления до 8,9 мм рт. ст. в средней стратосфере и до 0,63 мм рт. ст. в верхней;

• мезосферу - от 50-55 до 80-90 км с падением температуры до -90 °С и давления до 0,04 мм рт.ст.;

• термосферу, простирающуюся от 80—90 до 200—300 км с непрерывным повышением температуры до сотен градусов.

Каждая зона атмосферы завершается областью постоянной температуры: тропопаузой, стратопаузой и мезопаузой. Газы, накапливаясь в верхних слоях тропосферы и стратосферы, препятствуют выходу теплового инфракрас­ного излучения с поверхности Земли, нагретой Солнцем. Атмосфера и поверхность Земли нагреваются, пока уходя­щие потоки энергии не уравняются с приходящими.

Это явление представляет собой парниковый эффект (рис.26), который сопровождается нагревом тропосферы и охлаждением стратосферы.

Рис. 26. Происхождение парникового эффекта

В средней атмосфере присутствует озоновый слой. Мо­лекулы озона поглощают солнечное излучение с длиной волн короче 290 нм и инфракрасное излучение с поверх­ности Земли с длиной волн 9-10 мкм, усиливая парнико­вый эффект.

Таким образом, озоновый слой участвует в обеспече­нии безопасного уровня ультрафиолетовой радиации и поддерживает устойчивый климат на Земле. В тропосфере и стратосфере озон также оказывает воздействие на антро­погенные примеси, поступающие в атмосферу в результа­те деятельности человека, разрушая их. В совокупности процессы с участием озона обеспечивают оптимальные ус­ловия существования флоры и фауны. Неконтролируе­мые выбросы в атмосферу хлорсодержащих газов и окис­лов азота истощают и разрушают озоновый слой, что ве­дет к увеличению поступающего на Землю биологически вредного солнечного ультрафиолетового излучения.

Ниже приведен перечень рекомендованных Междуна­родным бюро по защите окружающей среды приоритет­ных мероприятий в области энергетики, направленных на снижение парникового эффекта.

*Более эффективное производство, передача и распределение энергии.

* Уменьшение энергоемкости обработки основных материалов.

*Внедрение энергоэффективных моторов и приводов.

*Повышение эффективности освещения и водяного отопления и, как следствие, снижение потребления первичного топлива.

*Использование возобновляемых видов энергии, и в частности фотоэлектрической, солнечно-тепловой, ветровой.

*Производство биомассы для замены ископаемого твердого топлива, газификация биомассы.

*Внедрение совершенных, энергоэффективных газотурбинных циклов.

*Развитие малой гидроэнергетики.

*Переход на природный газ.

*Переработка городских и сельских отходов.

Одним из направлений экологизации энергосбереже­ния может быть проведение совместного эколого-энергетического аудита и экспертизы и соблюдение экологиче­ского законодательства в области энергосбережения.

Как видим, взаимосвязь экологии и энергосбережения выражается простой формулой: экономишь энергию - уменьшается отрицательное воздействие на окружающую среду.