Воздействие энергетики на окружающую среду - Environmental impact of the energy industry

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

В воздействие энергетики на окружающую среду разнообразен. Энергия используется людьми тысячелетиями. Изначально это было с использованием Огонь для света, тепла, 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 коммерциализация 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 системная экология и промышленная экология.[4][5]

вопросы

Изменение климата

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

В научный консенсус по вопросам глобального потепления и изменения климата в том, что это вызвано антропогенные выбросы парниковых газов, большинство из которых происходит от горения ископаемое топливо с вырубка леса и некоторые методы ведения сельского хозяйства также вносят большой вклад.[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 есть широко разрекламированный отрицание изменения климата, подавляющее большинство ученых, работающих в климатология принять, что это связано с деятельностью человека. В МГЭИК отчет Изменение климата 2007: последствия изменения климата, адаптация и уязвимость предсказывает, что изменение климата вызовет нехватку продуктов питания и воды и повысит риск наводнений, которые затронут миллиарды людей, особенно тех, кто живет в бедности.[9]

Одно измерение, связанное с парниковыми газами, и другое Внешность сравнения источников энергии можно найти в проекте ExternE Институт Пауля Шеррера и Штутгартский университет который финансировался Европейская комиссия.[10] Согласно этому исследованию,[11] гидроэлектростанция электричество производит самые низкие выбросы CO2, ветер производит второй по низу, ядерная энергия производит третий по низу и солнечный фотоэлектрический производит четвертый самый низкий.[11]

Аналогичным образом, 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 внешние затраты, такие как ущерб окружающей среде и здоровью человека, от взвешенные в воздухе твердые частицы, оксиды азота, хром VI и мышьяк Выбросы, произведенные этими источниками, были учтены. В исследовании было подсчитано, что эти внешние затраты на ископаемое топливо ниже по течению составляют до 1-2% от Весь валовой внутренний продукт (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 составляют 0,0019 евро / кВтч, что ниже, чем у многих возобновляемый источники, в том числе вызванные биомасса и фотоэлектрические солнечные панели, и был в тридцать раз ниже, чем уголь, на уровне 0,06 евро / кВтч, или 6 центов / кВтч, с самыми низкими внешними затратами на окружающую среду и здоровье, связанными с источниками энергии. ветровая энергия по цене 0,0009 евро / кВтч.[13]

Использование биотоплива

Дальнейшая информация: Воздействие биотоплива на окружающую среду

Биотопливо определяется как твердое, жидкое или газообразное топливо получен из относительно недавно безжизненного или живого биологического материала и отличается от ископаемое топливо, которые получены из давно умершего биологического материала. Разные растения и материалы растительного происхождения используются для производства биотоплива.

Биодизель

Основная статья: Воздействие биодизеля на окружающую среду
Смотрите также: Косвенное воздействие биотоплива на изменение землепользования и Экологичное биотопливо

Широкое использование биодизеля приводит к изменениям в землепользовании, включая: вырубка леса.[14]

Дрова

Неустойчивый дрова сбор урожая может привести к потеря биоразнообразия и эрозия из-за потери лесного покрова. Примером этого является 40-летнее исследование, проведенное Университет Лидса африканских лесов, на которые приходится треть всех мировых тропический лес что демонстрирует, что Африка значительный поглотитель углерода. А изменение климата эксперт Ли Уайт заявляет: «Чтобы получить представление о стоимости мойки, удаление почти 5 миллиардов тонн углекислый газ от атмосферы нетронутыми тропическими лесами.

Согласно ООН. Африканский континент теряет леса в два раза быстрее, чем остальной мир. "Когда-то в Африке было семь миллионов квадратных километров лесов, но треть их была потеряна, большая часть уголь."[15]

Использование ископаемого топлива

Глобальное ископаемое углерод выбросы по видам топлива, 1800–2007 гг.

Три ископаемое топливо типы каменный уголь, нефть и натуральный газ. По оценке Управление энергетической информации что 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 от сжигания ископаемого топлива было произведено около 32 миллиардов тонны (32 гигатонны ) из углекислый газ и дополнительные загрязнение воздуха. Это вызвало негативные внешние эффекты 4,9 триллиона долларов из-за глобального потепления и проблем со здоровьем (> 150 долларов за тонну углекислого газа).[17] Углекислый газ - один из парниковые газы что усиливает радиационное воздействие и способствует глобальное потепление, вызывая средняя температура поверхности Земли подняться в ответ, что климатологи согласен вызовет серьезные неблагоприятные последствия.

Каменный уголь

Основная статья: Воздействие угольной промышленности на окружающую среду

Воздействие на окружающую среду добыча угля и горение разнообразно.[18] Законодательство, принятое Конгрессом США в 1990 г., требует Агентство по охране окружающей среды США (EPA), чтобы выпустить план по уменьшению токсичного 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 - для публикации своего отчета.

Нефть

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

Воздействие на окружающую среду нефть часто бывает отрицательным, потому что это токсичный почти ко всем формам жизни. Возможность изменение климата существуют. Нефть, обычно называемая нефтью, тесно связана практически со всеми аспектами современного общества, особенно с транспортом и отоплением домов и коммерческой деятельностью.

Газ

Натуральный газ часто описывается как самое чистое ископаемое топливо, производящее меньше углекислого газа на один доставленный джоуль, 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. Согласно Четвертый оценочный доклад МГЭИК,[20] в 2004 году в природном газе было произведено около 5300 млн т CO в год.2 выбросы, в то время как уголь и нефть произвели 10 600 и 10 200 соответственно (рисунок 4.4); но к 2030 году, согласно обновленной версии СДСВ B2 Согласно сценарию выбросов, природный газ будет источником 11 000 Мт / год, а уголь и нефть - 8 400 и 17 200 соответственно. (Общие глобальные выбросы на 2004 г. оценивались в более 27 200 млн т.)

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

Основная статья: Воздействие производства электроэнергии на окружающую среду

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

[21]

Водохранилища

Основная статья: Воздействие водоемов 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 резервуары может использоваться для поставки питьевая вода, генерировать гидроэлектростанция мощность, увеличивая подачу воды на орошение, 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, приносят ли проекты водохранилища в конечном итоге пользу или вред как окружающей среде, так и окружающему населению, обсуждался с 1960-х годов и, вероятно, задолго до этого. В 1960 году строительство Ллин Селин и наводнение Капел Селин спровоцировал политический шум, который продолжается и по сей день. Совсем недавно строительство Плотина Три ущелья и другие подобные проекты в Азия, Африка и Латинская Америка вызвали серьезные экологические и политические дебаты.

Атомная энергия

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

Воздействие на окружающую среду атомная энергия результаты из ядерный топливный цикл, операции и последствиях ядерные аварии.

Обычные риски для здоровья и Выбросы парниковых газов от ядерного деления мощности значительно меньше, чем от угля, нефти и газа. Однако существует потенциал «катастрофического риска», если сдерживание не сработает.[22] что в ядерных реакторах может быть вызвано 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 общественное противодействие ядерной энергии. Несмотря на этот потенциал катастрофы, обычное загрязнение, связанное с ископаемым топливом, по-прежнему значительно опаснее, чем любая предыдущая ядерная катастрофа.

1979 год Авария на Три-Майл-Айленд и 1986 Чернобыльская катастрофа наряду с высокими затратами на строительство положили конец быстрому росту мировых мощностей ядерной энергетики.[22] Дальнейший катастрофический выброс радиоактивных материалов последовал за цунами в Японии в 2011 году, которое повредило Атомная электростанция Фукусима I, в результате чего взрывы и частичные расплавления водородного газа классифицируется как 7 уровень мероприятие. Масштабный выброс радиоактивности привел к эвакуации людей из 20-километровой зоны отчуждения вокруг электростанции, аналогичной радиусу 30 км. Чернобыльская зона отчуждения все еще в силе.

Ветровая энергия

Основная статья: Воздействие энергии ветра на окружающую среду
Домашний скот пасется возле ветряной турбины.

В воздействие ветроэнергетики на окружающую среду по сравнению с воздействием ископаемого топлива на окружающую среду, относительно незначительно. Согласно МГЭИК, в оценках жизненный цикл потенциала глобального потепления источников энергии, ветряки имеют медиана значение от 12 до 11 (граммCO
2экв /кВтч ) в зависимости, соответственно, от того, оцениваются морские или береговые турбины.[23][24] По сравнению с другими низкоуглеродная энергия источников, ветряные турбины имеют одни из самых низких потенциал глобального потепления на единицу выработанной 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 торфяные болота, 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

Основная статья: Воздействие солнечной энергии на окружающую среду

Геотермальная энергия

Основная статья: Воздействие геотермальной энергии на окружающую среду

Смягчение

Энергосбережение

Основная статья: Энергосбережение

Энергосбережение относится к усилиям, направленным на снижение потребления энергии. Экономия энергии может быть достигнута за счет увеличения эффективное использование энергии, в сочетании с уменьшенным потребление энергии и / или снижение потребления из обычных источников энергии.

Экономия энергии может привести к увеличению финансовый капитал, относящийся к окружающей среде качественный, Национальная безопасность, личная безопасность, и человеческий комфорт.[31] Частные лица и организации, которые потребители энергии выберите экономию энергии, чтобы снизить затраты на электроэнергию и продвигать экономическая безопасность. Промышленные и коммерческие пользователи могут повысить эффективность использования энергии, чтобы максимизировать выгода.

Рост потребления энергии в мире также можно замедлить, если рост населения, используя ненасильственные меры, такие как улучшение условий планирование семьи услуг и путем расширения прав и возможностей (образования) женщин в развивающихся странах.

Энергетическая политика

Основная статья: Энергетическая политика

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

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ АД: Книга исторических данных (xlsx), Лондон, 2012
  2. ^ «Энергопотребление: общее потребление энергии на душу населения». База данных трендов Земли. Институт мировых ресурсов. Архивировано из оригинал 12 декабря 2004 г.. Получено 2011-04-21.
  3. ^ Bowman, D. M. J. 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:2009Научный ... 324..481B. Дои:10.1126 / science.1163886. PMID  19390038. S2CID  22389421.
  4. ^ Кей, Дж. (2002). Кей, Дж. Дж. «О теории сложности, эксергии и промышленной экологии: некоторые последствия для экологии строительства». В архиве 6 января 2006 г. Wayback Machine В: Киберт К., Сендзимир Дж., Гай Б. (ред.) Строительная экология: природа как основа экологичного строительства, С. 72–107. Лондон: Spon Press. Проверено: 1 апреля 2009.
  5. ^ Бакш Б., Фиксель Дж. (2003). «В поисках устойчивости: вызовы инженерии технологических систем» (PDF). Журнал Американского института инженеров-химиков. 49 (6): 1355. Архивировано с оригинал (PDF) 20 июля 2011 г.. Получено 24 августа 2009.
  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»., Наука, том 353, выпуск 6302, 26 августа 2016 г., страницы 858–861.
  8. ^ Ричард Хиде, «Отслеживание антропогенного углекислого газа и выбросы метана производителям ископаемого топлива и цемента, 1854–2010 гг. », Изменение климата, Январь 2014 г., том 122, выпуск 1, страницы 229–241 Дои:10.1007 / s10584-013-0986-у.
  9. ^ «Миллиарды людей сталкиваются с риском изменения климата». BBC NEWS Наука / Природа. 6 апреля 2007 г.. Получено 22 апреля 2011.
  10. ^ Rabl A .; и другие. (Август 2005 г.). «Окончательный технический отчет, версия 2» (PDF). Внешние эффекты энергетики: расширение системы бухгалтерского учета и применения политики. Европейская комиссия. Архивировано из оригинал (PDF) 7 марта 2012 г.
  11. ^ а б «Внешние затраты электроэнергетических систем (формат графика)». Экстерн. Оценка технологий / GaBE (Институт Пауля Шеррера ). 2005. Архивировано с оригинал 1 ноября 2013 г.
  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 в результате разработки биотоплива» (PDF). Центр международных исследований в области лесоводства (CIFOR). Получено 23 января 2020.
  15. ^ Роуэн, Антея (25 сентября 2009 г.). «Проблема горящего угля в Африке». BBC NEWS в Африке. Получено 22 апреля 2011.
  16. ^ «Международный энергетический год 2006». Архивировано из оригинал 5 февраля 2009 г.. Получено 8 февраля 2009.
  17. ^ Оттмар Эденхофер, King Coal и королева субсидий. В: Наука 349, Выпуск 6254, (2015), 1286, Дои:10.1126 / science.aad0674.
  18. ^ «Воздействие угольной энергетики на окружающую среду: загрязнение воздуха». Союз неравнодушных ученых. 2009 г.. Получено 22 апреля 2011.
  19. ^ Природный газ и окружающая среда В архиве 3 мая 2009 г. Wayback Machine
  20. ^ Четвертый оценочный доклад МГЭИК (Отчет Рабочей группы III, Глава 4)
  21. ^ Пулакис, Эвангелос; Филиппопулос, Константин (2017). «Фотокаталитическая обработка выхлопных газов автомобилей». Журнал химической инженерии. 309: 178–186. Дои:10.1016 / j.cej.2016.10.030.
  22. ^ а б 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: Затраты на конкретные технологии и параметры производительности» (PDF). МГЭИК. 2014. с. 10. Архивировано из оригинал (PDF) 16 июня 2014 г.. Получено 1 августа 2014.
  24. ^ "Рабочая группа III МГЭИК - Смягчение последствий изменения климата, показатели и методология Приложения II. Стр. 37-40,41" (PDF). Архивировано из оригинал (PDF) 29 сентября 2014 г.
  25. ^ Бегонья Гезурага, Рудольф Заунер, Вернер Пёльц, Оценка жизненного цикла двух разных ветряных турбин класса 2 МВт, Возобновляемая энергия 37 (2012) 37–44, стр. 37. Дои:10.1016 / j.renene.2011.05.008
  26. ^ Зачем Австралии ветроэнергетика В архиве 1 января 2007 г. Wayback Machine
  27. ^ «Часто задаваемые вопросы по ветроэнергетике». Британская ассоциация ветроэнергетики. Архивировано из оригинал 19 апреля 2006 г.. Получено 21 апреля 2006.
  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. Дои:10.1289 / ehp.11602. ЧВК  2430245. PMID  18560493.
  29. ^ Гамильтон, Тайлер (15 декабря 2009 г.). "Ветер получает чистый Билль о здоровье". Торонто Стар. Торонто. стр. B1 – B2. Получено 16 декабря 2009.
  30. ^ Томас Кирхгоф (2014): Energiewende und Landschaftsästhetik. Versachlichung ästhetischer Bewertungen von Energieanlagen durch Bezugnahme auf drei intersubjektive Landschaftsideale, в: Naturschutz und Landschaftsplanung 46 (1), 10–16.
  31. ^ «Важность энергосбережения. Преимущества энергосбережения». TRVST. Получено 27 ноября 2020.

внешняя ссылка