Последствия энергопотребления - раздел Химия, ОСНОВЫ РЕСУРСО-ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИХ ТЕХНОЛОГИЙ УГЛЕВОДОРОДНОГО СЫРЬЯ Так Как Нет Ни Одного Энергоисточника, Который Не Причинял Бы Вреда Окружающе...
Так как нет ни одного энергоисточника, который не причинял бы вреда окружающей среде, очень важно для человечества беречь энергию. Мы должны сберегать энергию, чтобы уменьшить вредное воздействие на Природу. Мы должны использовать те энергоисточники, которые наносят наименьший вред Природе. Только тогда мы можем достичь устойчивого развития цивилизации.
Чтобы понять, почему использование невозобновляемых энергоисточников наносит такой вред окружающей среде, рассмотрим более подробно синтез и разложение органических веществ.
В клетках растений, содержащих хлорофилл, солнечные лучи вызывают процесс фотосинтеза. Фотосинтез — это образование органических веществ из углекислого газа и воды с поглощением энергии света, сопровождающийся выделением кислорода. Схема процесса фотосинтеза выглядит так:
Образовавшиеся при фотосинтезе органические вещества являются исключительно важными строительными «кирпичиками» для «строительства» клеток живых организмов. В «строительстве» клеток также участвуют другие элементы, такие, как азот и сера. В конце концов, возникают целые живые организмы, такие, как растения или животные.
Органические вещества горючие, т.е. способны к самостоятельному горению, поэтому их можно использовать как топливо — источник энергии. При горении в присутствии кислорода органические вещества распадаются на углекислый газ и воду. Так происходит, когда мы сжигаем нефть или древесину.
Таким образом, независимо от того, используем ли мы невозобновляемое топливо или биотопливо, углекислый газ все равно выбрасывается в атмосферу. Тем не менее, есть большая разница между сгоранием биотоплива и сгоранием невозобновляемых видов топлива.
Невозобновляемые энергоисточники, находящиеся в земле (нефть, газ, уголь), содержат большое количество углерода. Когда мы сжигаем невозобновляемое топливо, углерод выбрасывается в атмосферу в виде углекислого газа. Это влечет за собой увеличение концентрации углекислого газа в атмосфере.
Если же рост запасов биотоплива будет равен его потреблению, то увеличения содержания углекислого газа в атмосфере не произойдет, потому что в процессе фотосинтеза растения поглощают углекислый газ.
Таким образом, увеличение концентрации углекислого газа в атмосфере вызвано только сгоранием невозобновляемого топлива.
Возрастание концентрации углекислого газа в атмосфере вызывает так называемый «парниковый эффект», который, как полагают многие ученые, является серьезной угрозой человечеству.
Проблема парникового эффекта бурно обсуждается в последние десятилетия. Сначала давайте выясним разницу между естественным парниковым эффектом и эффектом, возникшим в результате человеческой деятельности.
Вообще парниковый эффект необходим для поддержания жизни на Земле. Без него средняя температура на Земле была бы –18°С. Благодаря естественному парниковому эффекту средняя температура на Земле +14°С.
Парниковый эффект называется так потому, что земная атмосфера действует подобно стенам и крыше парника или теплицы.
На Земле мы балансируем на острие ножа. Что мы имеем в виду, можно пояснить на примере ближайших планет — Марса* и Венеры*. У Венеры, которая ближе нас к Солнцу, есть атмосфера. Атмосферное давление у поверхности Венеры в 100 раз больше, чем у поверхности Земли. Атмосфера Венеры на 97% состоит из углекислого газа. Температура у поверхности планеты достигает плюс 500°С. Именно парниковый эффект создает такую высокую температуру.
Марс дальше от Солнца, чем Земля, поэтому получает от него меньше энергии. Атмосфера Марса очень разрежена, атмосферное давление у поверхности Марса в 200 раз меньше, чем у поверхности Земли, поэтому на Марсе нет парникового эффекта. Атмосфера Марса на 95% состоит из углекислого газа. На Марсе очень холодно: минус 50°С в средних широтах и минус 100°С в полярных широтах.
На Земле сложились уникальные природные условия для зарождения и развития жизни. Но в результате деятельности человека, прежде всего в результате сжигания топлива и сокращения лесов на планете, в атмосфере увеличивается концентрация так называемых «парниковых газов». Это углекислый и угарный* газы, метан, закись азота. Накопление парниковых газов в атмосфере нарушает естественный температурный баланс на планете и ведет к всеобщему потеплению и изменению климата. Этот эффект обычно и называют «парниковым».
Самое большое беспокойство вызывает то, что парниковый эффект окажется причиной всеобщего потепления на Земле. Если это произойдет, поднимется уровень мирового океана. Большие участки земли погрузятся под воду, сотни миллионов людей лишаться всего и им придется переселяться. Миграция больших масс людей также может привести к серьезным последствиям.
Специалисты по климату считают, что к концу 21 века средняя температура на Земле увеличится на 3°С, если мы не снизим выбросы загрязняющих газов в атмосферу. Три градуса в столетие, возможно, звучит не слишком драматично. Но это самое большое повышение температуры за последние 10 000 лет, и в результате этого повышения на Земле установится самая высокая средняя температура за последние 150 000 лет.
Когда сгорают органические вещества, сера и азот также выбрасываются в атмосферу. Невозобновляемые энергоисточники содержат намного больше этих компонентов, чем, например, древесина. При сжигании угля в атмосферу выделяются пыль, сажа, сера, хлор, фтор, микроэлементы – цинк, свинец, никель, медь, хром, кадмий, ртуть, органические соединения, являющиеся источником раковых заболеваний.
В атмосфере эти компоненты вступают в реакцию с кислородом и водой, результатом чего являются так называемые кислотные дожди. В больших городах и промышленных центрах образуется смог. Все эти формы загрязнения окружающей среды, в отличие от парникового эффекта, имеют местный характер.
Большие электростанции, особенно водохранилища гидроэлектростанций, занимают огромные площади земли. Эти земли уже не используются в сельскохозяйственном производстве. В странах с большой плотностью населения нехватка сельскохозяйственных земель представляет серьезную проблему.
Использование радиоактивных материалов на атомных электростанциях тоже представляет большую угрозу окружающей среде.
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования... ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ... А Т Росляк...
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ:
Последствия энергопотребления
Что будем делать с полученным материалом:
Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
Топливно-энергетический комплекс РФ
Роль Российской Федерации на мировом энергетическом рынке достаточно велика, поскольку она обладает 13% мировых запасов нефти (в том числе 4,7% извлекаемые или 6,7 млрд. т) и 36% мировых запасов га
Структура мирового производства энергоресурсов
В табл. 1.2 приведены данные по энергетическим ресурсам, из которых видно, что на долю углеводородов нефти и газа, как источников энергии, приходится более половины (63%) всех добытых и выработанны
Законодательство РФ об энергосбережении
Законодательство РФ об энергосбережении состоит из Федерального закона «Об энергосбережении» № 28 от 03.04.96 г. (в ред. Федерального закона от 05.04.2003 № 42-ФЗ) и принимаемых в
Энергия, мощность
Энергия, как и пространство, время, масса, является фундаментальным понятием современного мировоззрения. В самом общем понимании энергия – это способность тел совершать работу.
Первое начало термодинамики
Физики сформулировали два важных энергетических закона. Эти законы фундаментальные, т.е. их нельзя нарушить: они действуют везде и всегда, независимо от вашего желания и даже независимо от того, зн
Второе начало термодинамики
Почему едет автомобиль? Часть химической энергии бензина преобразуется в двигателе в кинетическую энергию и используется для разгона и движения автомобиля. Мы называем это полезной энергией, или ра
Цикл Карно
В 1824 году француз Сади Карно решил общую задачу об определении КПД любой тепловой машины, использующей произвольный цикл. Конкретный цикл, проанализированный Карно и названный его именем, выгляди
Возобновляемые источники энергии
Огромные количества солнечной энергии постоянно поступают на Землю. Примерно треть этой энергии отражается атмосферой Земли, 0,02% используется растениями для фотосинтеза, а остальное идет на подде
Невозобновляемые источники энергии
Множество различных природных соединений, содержащих большие запасы энергии, находится в недрах Земли. Важнейшие из них — нефть, уголь, природный газ, торф и уран. Первоначально энергия, запасенная
История энергопотребления
Каждое общество в истории человечества использовало те энергоисточники, которые были ему доступны. Кратко историю энергопотребления можно изложить так: человечество начало с бережного использования
Энергопотребление в различных обществах
В начале средних веков в Европе было изобретено водяное колесо, а с ним и машины, которые могли получать энергию из более мощных источников, чем мускульная сила человека или рабочего животного.
Энергетические кризисы
Когда в экономически развитых странах говорят об энергетическом кризисе, подразумевают экстремальные ситуации, которые возникнут, если не будет достаточно дешевой электроэнергии и нефти. Согласно и
Термодинамические расчеты в энергосбережении
Самым простым и распространенным путем получения из топлива тепла является сжигание топлива. Как правило, сжигание топлива проводят в воздухе, в котором содержание кислорода составляет около 21% об
Законы Г.И. Гесса
Количество тепла, которое можно получить из топлива, вычисляют согласно термохимическим законам Г.И. Гесса. На основе экспериментальных данных было установлено, что тепловой эффект химической реакц
Теплоемкость при постоянном давлении
При протекании химической реакции исходные реагенты превращаются в продукты реакции, в результате чего происходит изменение теплоемкости (ΔСР):
Уравнение теплового баланса в общем виде
Уравнение баланса или просто баланс в физике, химии или экономике описывается простой формулой, которую в самом общем виде можно записать
Диаграммы энергетического и материального потоков
Полосовые диаграммы потоков энергии и тепла (диаграммы Сенке) давно и широко применяют в энергетике. На этих диаграммах потоки энергии изображаются полосами, ширина которых пропорциональная соответ
Эксэргия
Для анализа эффективности различных энерготехнологических схем превращения энергии и тепловых процессов часто используют понятие эксергии. Эксергия – это энергия, пригодная для использовани
Газовые горелки
Горелки классифицируют по:
1) способу подачи воздуха на горение;
2) давлению газа и воздуха;
3) теплоте сгорания топлива;
4) величине факела.
Рассмотрим
Инжекционная горелка и принцип ее работы
Раздельную подачу топливного газа и воздуха обеспечивают простейшие лабораторные горелки Бунзена или Теклю. В обеих горелках подача воздуха в зону горения осуществляется путем инжекции (всасывания)
Методы сжигания топлива
Методы сжигания топлива можно классифицировать по:
• наличию или отсутствию факела – факельные (инжекционные горелки) и не факельные (каталитические, беспламенные горелки);
Беспламенное горение
Беспламенное горение – это горение топливно-воздушной смеси на поверхности раскаленных огнеупорных материалов. Существует множество технологий беспламенного горения. В качестве иллюстрации на рис.
Каталитическое горение
Каталитическое горение топливно-воздушной смеси – это беспламенное горение углеводородного топлива, его глубокое окисление до СО2 и Н2О в присутствии катализаторов. Обычно для
Теплоутилизационное оборудование энергетических установок
Основными потребителями углеводородного топлива в виде природного газа и мазута на предприятии являются технологические печи. Работа такой печи характеризуется несколькими показателями. В качестве
Энергосберегающие технологии
Одним из стратегических путей повышения эффективности использования углеводородного топлива в энергетике и промышленности является разработка комплексных энерготехнологических установок.
Ц
Текущее состояние мировых запасов углеводородов
В книге Щелкачева В.Н. «Отечественная и мировая нефтедобыча – история развития, современное состояние и прогнозы» много внимания уделяется анализу прогнозов остаточных запасов нефти. Он приводит не
Методы устранения потерь
Одной из наиболее важных задач успешного развития экономики России является снижение потребления энергии и ресурсов на базе высоких эффективных технологий, которые позволяют решить одновременно и э
Рециркуляция газа
Проекты разработки месторождений довольно часто не предусматривают использование нефтяного газа. Это приводит к потере ценного химического сырья и к загрязнению окружающей среды продуктами сжигания
Установка улавливания легких фракций
Наиболее крупными негерметичными источниками потерь легких углеводородов являются резервуары. Наиболее простые методы борьбы с потерями (сепарация нефти при атмосферном давлении и вакууме, снижение
Исключение потерь конденсата
Для исключения потерь конденсата было найдено радикальное решение: транспортирование конденсата, выпадающего в дрипах, вместе с газом (и за счет энергии самого газа) по газопроводу на перерабатываю
Технологии водогазового воздействия на пласт
Из протокола заседаний центральной комиссии по разработке месторождений углеводородного сырья (ЦКР Роснедра) от 21.04.2005. № 3364 (г. Москва):
ЦКР Роснедра (нефтяная секция) ПОСТАНОВЛЯЕТ:
Технологии последовательной закачки газа и воды
Технологии последовательной закачки газа (компрессорными станциями под давлением 23 – 29 МПа) и воды (из системы ППД) проявили себя как высокоэффективные способы повышения нефтеизвлечения примените
Энерготехнологии в трубопроводном транспорте газа
Развитие энергосберегающих технологий транспорта газа в настоящее время является одной из важных задач в нефтегазовом секторе экономики РФ.
Основные направления развития энергосберегающих
КПД газоперекачивающих агрегатов
Средний годовой расход природного газа для работы КС составляет примерно 26 млрд. м3. Среднее арифметическое значение КПД газоперекачивающих агрегатов (ГТУ), примерно равно 28% (см. табл. 12.2). Эт
Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Новости и инфо для студентов