Воздействие производства электроэнергии на Земле

редактировать

Электроэнергетические системы состоят из генерирующих станций различных источников энергии, сетей передачи и распределительных линий. Каждый из этих компонентов может вызвать воздействие на Землю на нескольких этапах своего развития и использования, в том числе при их строительстве, в производстве электроэнергии, а также при их выводе из эксплуатации и утилизации. Мы можем обеспечить эти производственные воздействия (источники топлива, глобальное атмосферное воздействие и локальное загрязнение) и воздействия (производство, установка, вывод из эксплуатации и утилизация). Эта страница посвящена исключительно операционному влиянию производства электроэнергии на всеобщее обозрение . Страница организована по источникам энергии и включает такие воздействия, как использование воды, выбросы, местное загрязнение и перемещение диких животных.

Более подробная информация о воздействии на среду для конкретных технологий и других воздействий на всю среду энергетических систем в целом Категория: Воздействие на всю среду.

Содержание
  • 1 Использование воды
  • 2 Ископаемое топливо
  • 3 Переход с топлива на электричество
  • 4 Атомная энергия
  • 5 Возобновляемая энергия
    • 5.1 Гидроэлектроэнергия
      • 5.1.1 Приливные
        • 5.1.1.1 Приливные турбины
        • 5.1.1.2 Приливная плотина
    • 5.2 Биомасса
    • 5.3 Ветровая энергия
      • 5.3.1 Береговый ветер
      • 5.3.2 Морской ветер
        • 5.3.2.1 Монопольный фундамент
        • 5.3.2.2 Тренога фиксированное дно
        • 5.3.2.3 Гравитационный фундамент
        • 5.3.2.4 Гравитационный штатив
        • 5.3.2.5 Плавающая конструкция
    • 5.4 Геотермальная энергия
    • 5.5 Солнечная энергия
    • 5.6 Концентрированная солнечная энергия
  • 6 Негаватт мощность
  • 7 См. также
  • 8 Ссылки
  • 9 Внешние ссылки
Использование воды

Использование воды одним из наиболее очевидных воздействий производства на Земле. Во всех тепловых циклах (уголь, природный газ, ядерная энергия, геотермальная энергия и биомасса) вода используется в качестве охлаждающей жидкости для управления термодинамическими циклами, которые позволяют извлекать электричество из тепловой энергии. Другие источники энергии, такие как ветер и солнце, используют воду для очистки оборудования, в то время как гидроэлектроэнергия использует воду за счет испарения из резервуаров. Потребление энергии, увеличивающее потребление энергии, увеличивается. Кроме того, изменения в водных ресурсах могут повлиять на надежность производства электроэнергии. Энергетический сектор в США забирает больше воды, чем любой другой сектор, и сильно зависит от водных ресурсов. Согласно США Геологическая служба, в 2005 году водозабор для выработки тепловой электроэнергии составлял 41 процент (201 бгалр / день) от всех заборов пресной воды. Почти вся вода, забираемая для производства термоэлектрическая энергия, используемая для прямоточного охлаждения на электростанциях. Отбор воды для орошения и коммунального водоснабжения в 2005 г. составил 37% и 13% от всего забора пресной воды соответственно. Здесь прогнозные тенденции в водопотреблении.

При обсуждении использования воды при производстве электроэнергии проводится различие между водозабором и водопотреблением. Согласно USGS, «изъятие» означает воду, удаленную с земли или отведенную из источника воды для использования, в то время как «потребление» относится к количеству воды, которая испаряется, выделяется продукты или сельскохозяйственные культуры или иным образом. удалены из непосредственной водной среды. Как забор, так и потребление воды являются важными факторами воздействия на окружающую среду, которые необходимо оценить.

Общие показатели использования пресной воды для различных источников энергии показаны ниже.

Потребление воды (галлон / МВт-ч)
Источник энергииНизкий уровеньСредний / средний случайВысокий случай
Атомная энергия 100 (прямоточное охлаждение)270 прямоточное, 650 (градирня и пруд)845 (градирня)
уголь 585001100 (градирня, типовое сжигание)
Природный газ 100 (прямоточный цикл)800 (паровой цикл, градирни)1,170 (паровой цикл с градирнями)
Гидроэнергетика 1,4304,49118,000
Солнечная тепловая энергия 53 (сухое охлаждение)8001,060 (желоб)
Геотермальная энергия 1,8004,000
Биомасса 300480
Солнечная фотоэлектрическая 02633
Ветровая энергия 001

Паровые установки (атомные, угольные, газовые, солнечные) требуют большого количества воды для охлаждения, отвода тепла в конденсаторах пара. Количество воды, необходимое по отношению к производительности установки, будет уменьшаться с изменением температуры котла. Котлы, работающие на угле и газе, поэтому они меньше пар с высокой температурой, поэтому они более эффективны и требуют охлаждающей воды по сравнению с выходной мощностью. Ядерные котлы ограничены по температуре из-за материальных ограничений, а солнечные - из-за пара источника энергии.

Установки с тепловым циклом возле океана могут использовать морскую воду. На таком участке не будет градирен, и он намного меньше ограничен экологическими проблемами, связанными с температурным нагнетанием, поскольку сброс тепла будет очень очень влияние на температуру воды. Это также не приведет к истощению воды, доступной для других целей. Атомная энергетика в Японии, например, вообще не использует градирен, потому что все станции расположены на побережье. Если используются системы сухого охлаждения, значительное количество воды из грунтовых вод не используется. Существуют и другие, более новые решения для охлаждения, такие как охлаждение сточных вод на АЭС Пало-Верде.

Основная причина использования воды гидроэлектростанциями - испарение, так и просачивание в грунтовые воды.

Ссылка: Институт ядерной энергии информационный бюллетень с использованием данных EPRI и других источников.

Цепочка добавленной стоимости в электроэнергетике (включая газ и жидкое топливо) - потребление воды, LCA интенсивность выбросов коэффициент мощности
Сырье / топливо / ресурсыПроизводство сырья. Л / МВт · ч. [Л / ГДж]Ферментация / обработка /рафинирование. л / МВт · ч. [л / ГДж]Производство электроэнергии с охлаждением по замкнутому циклу Общее потребление воды. л / МВт · чCO2 -экв. кг / МВт · ч e.SO2. кг / МВт · ч.NOx. кг / МВт · ч.H2S. кг / МВт · ч.Частицы. кг / МВт · ч.Cd. мг / МВт · ч.Hg. мг / МВт · ч.ДТП. смертей / ТВт · год.Средний коэффициент мощности. %
Традиционное масло 10,8–25,2. [3 –7]90–234. [25–65]1,200 ~1300,8–1,459,289381443,3960 ~
Увеличение нефтеотдачи 180-32 400. [50-9 000]90–234. [25–65 ]1,200 ~1,470–33,8 3489381443,3960 ~
Нефтяные пески 252-6 480 *. [70–1800 *]90–234. [25–65]1,200 ~1,542–7,91489381443,3960 ~
Биотопливо :. кукуруза 32 400–360 000. [9000–100 000]169,2–180. Этанол : [47 -50]1,200 ~33,769,2–361,380893 ~814 ~9~52 ~
Биотопливо :. соя 180 000–972 000. [50 000–270 000]50,4. Биодизель : [14]1,200 ~181250, 4–973 250,4893 ~814 ~9~52 ~
Уголь 20–270. [5–70]504–792. -жидкости: [140-220] 200-2000Преобразование угля в жидкости: NC. 220-2 270B: 863–941. Br: 11754,711,9501,01H: 3,1-. L: 6,214-. 6134270–90
Обычный газ Минимум25,2. [7]700725,2577: cc. (491–655)5 5 00,20,1-. 0,68560 ~
натуральный газ :. сланцевый газ 129,6–194,4. [36–54]25,2. [7]700854,8–919,6751: ок. (627–891)5500,20,1-. 0,68560 ~
U ядерная 170–570См.: Сырье2,7002,870–327060–65 (10–130)0,5886, 8-92
Гидроэлектростанция 17000 : Evap.Avg 17000150,0388342
Геотермальная энергия Свежие: 0– 20. 5,300Свежие: 0–20. 5,300TL0–1. TH91–1220,1600,08073-90 +
Конц. солнечная 2,800–3,5002,800–3,50040 ± 15 #56,2–72,9
Фотогальваника МинимальнаяМинимальная1060,3–0,914-19
Ветровая энергия МинимальнаяМинимальная2127121-40
Приливная энергия Минимум55,917,6826,30,06220,1590,03246
Сырье / топливо / ресурсПроизводство сырья. л / МВт · ч. [л / ГДж]Ферментация / переработка / рафинирование. л / МВт · ч. [л / ГДж]Производство электроэнергии с замкнутым контуром охлаждения л / МВт · чОбщее потребление воды. л / МВт · чCO2-экв. кг / МВт · ч eSO2. кг / МВт · ЧNOx. кг / МВт · чH2S. кг / МВт · чТвердые частицы. кг / МВт · чCd. мг / МВт · чHg. мг / МВт · чНесчастные случаи со смертельным исходом на месте. смертей / ТВт · годКоэффициент средней мощности. %

Источник (и): На основе данных Министерства эне ргетики США, Потребность в энергии на водные ресурсы. Отчет Конгрессу о взаимозависимости энергетики и воды, декабрь 2006 г. (за исключением случаев, когда это указано).. * Оценка Cambridge Energy Research Associates (CERA). # Предварительная оценка.. Требования к воде для использования и новых технологий термоэлектрических станций. Министерство энергетики США, Национальная лаборатория энергетических технологий, август 2008 г.. Примечание (и): 3,6 ГДж = гигаджоуль (-ы) == 1 МВт · ч = мегаватт-час (-ы), таким образом, 1 л / ГДж = 3,6 л / МВт · ч. B = черный уголь (сверхкритический) - (новый подкритический), Br = бурый уголь (новый подкритический), H = каменный уголь, L = лигнит, cc = комбинированный цикл, oc = открытый цикл, T L = низкотемпературный / замкнутый контур (геотермальный дублет), T H = высокотемпературный / открытый контур.

Ископаемое топливо

Большая часть электроэнергии сегодня вырабатывается путем сжигания ископаемого топлива и производства пара, который используется для привода паровой турбины, которая в свою очередь, приводит в действие действие электрический генератор.

. Такие системы позволяют вырабатывать электричество там, где это необходимо, поскольку ископаемое топливо может быть легко транспортировано. Они также пользуются преимуществами крупной инфраструктуры, предназначенной для поддержки потребительских автомобилей. Мировые запасы ископаемого топлива велики, но ограничены. Исчерпание дешевых ископаемых видов топлива будет иметь серьезные последствия для источников энергии, а также для производства пластмасс и многих других вещей. Были рассчитаны оценки того, когда именно он будет исчерпан (см. Пиковая нефть ). Новые источники ископаемого топлива продолжают открываться, хотя скорость открытия замедляется, а сложность одновременно возрастает.

Более серьезные опасения вызывают выбросы в результате сжигания ископаемого топлива. Ископаемые виды топлива глубокое глубокое хранилище углерода, погребенное глубоко под землей. Их сжигание приводит к превращению этого углерода в диоксид углерода, который затем выбрасывается в атмосферу. По выбросам CO2 в мировой оценетике составляет 10 миллиардов тонн в год. Это приводит к увеличению количества углекислого газа в атмосфере Земли, что усиливает парниковый эффект и достижение глобальному потеплению. Связь между повышением содержания углекислого газа и глобальным потеплением хорошо известна, производители ископаемого топлива решают оспаривают эти выводы.

В зависимости от конкретного ископаемого топлива и метода сжигания возникли выбросы. Озон, диоксид серы, NO2 и другие газы часто выделяются, а также твердые частицы. Оксиды серы и азота способствуют возникновению смога и кислотных дождей. В прошлом владельцы заводов решали эту проблему, сооружение очень высокие дымовые трубы, чтобы загрязняющие вещества растворялись в атмосфере. Хотя это помогает уменьшить локальное загрязнение, это совсем не помогает в решении глобальных проблем.

Ископаемое топливо, в частности уголь, также содержит разбавленный радиоактивный материал, и при его сжигании в очень больших количествах этот материал попадает в среду, что приводит к низкому Уровень местного и глобального радиоактивное загрязнение, уровни которого, по иронии судьбы, выше, чем атомная электростанция, поскольку их радиоактивные загрязнители контролируются и хранятся.

Уголь также содержит следы токсичных тяжелых элементов, таких как ртуть, мышьяк и другие. Ртуть, испарившаяся в котле электростанции, может оставаться взвешенной в атмосфере и циркулировать по всему миру. Несмотря на то, что в окружающей среде имеется значительный объем выбросов, как антропогенные выбросы стали контролируемым. Выбросы ртути на электростанциях в США оцениваются примерно в 50 тонн в год в 2003 году и в несколько сотен тонн в год в Китае. Установить оборудование на электростанции для выбросов парниковых газов.

По данным Environment Canada:

«Сектор электроэнергии уникален почти среди промышленных секторов, который вносит очень большой вклад, связанный со всеми связанными с атмосферными атмосферными факторами. Производство электроэнергии производит большую долю канадских оксидов азота и диоксида серы. выбросы, которые способствуют образованию смога и кислотных дождей, а также мелкие твердые частицы. Это самый крупный неконтролируемый источник выбросов в Канаде. Электростанции, работающие на ископаемом топливе, также выделяют углекислый газ, который может изменению климата. кроме того, эта среда оказывает значительное влияние на воду, среду обитания и биологические виды. В частности, плотины гидроэлектростанций и линии электропередач оказывают значительное влияние на воду и разнообразие ».

Практика добычи угля в США также включает вскрышную добычу и удаление горных вершин. Хвосты заводов остаются оголенными и выщелачивающимися в местных реках, в результате чего другие реки в угледобывающих регионах круглые годовые кислоты убивают все живые в реках.

Эффективность некоторых из этих систем можно повысить с помощью когенерационных и геотермальных (комбинированных выработки тепла и электроэнергии ) методов. Технологический пар можно получать из паровых турбин. Отработанное тепло, производимое тепловыми генерирующими станциями, может месторасположение для обогрева помещений близлежащих зданий. Комбинируя производство электроэнергии и обогрев, расходуется меньше топлива, тем самым уменьшая воздействие на среду по с раздельными системами тепла и электроэнергии.

Переход с топлива на электричество

Электромобили не сжигают нефть, тем самым перекладывая любое воздействие на окружающую среду с пользователя автомобиля на электрическую сеть. В Южной Африки электрический автомобиль будет приводить в действие электричеством, вырабатываемым углем и наносить вред окружающей среде. В Норвегии электрический автомобиль будет работать от гидроэлектроэнергии и будет безвредным. Электромобили сами по себе не являются ни полезными, ни вредными, это зависит от того, как в вашем регионе вырабатывается электричество.

Домовладельцы могут получить 90% эффективности, используя природный газ для обогрева своего дома. Тепловые насосы очень эффективны и не сжигают природный газ, перекладывая воздействие на среду с домовцев на электроэнергетические компании. При переходе с природного газа на электричество в провинции Альберта, Канада, природный газ и уголь сжигаются с КПД около 40% для снабжения теплового насоса. В Квебеке, Канада, где электрическое сопротивление является обычным явлением, тепловой насос потребляет на 70% меньше электроэнергии. Тепловые насосы могут быть полезны для окружающей среды или нет, это зависит от того, как в вашем регионе вырабатывается электричество.

Атомная энергетика
Атомная электростанция Онагава - установка, охлаждает счет прямого использования океанской воды и не требует градирни

Атомные электростанции не сжигают ископаемое топливо и поэтому напрямую не выделяют диоксид углерода; из-за высокой энергии ядерного топлива количество углекислого газа, выделяемого при добыче топлива, аналогичного обогащения, производства и транспортировки, мало по сравнению с углекислым газом, выделяемым ископаемым топливом с выделяемым выходом энергии.

Большая атомная электростанция может сбрасывать отходящее тепло в естественный водоем; это может привести к нежелательному уровню воды, что отрицательно скажется на водных организмах.

Эмиссия радиоактивности с атомной станции регулируется нормативными актами. Ненормальная работа может привести к выбросу радиоактивного материала в масштабах от незначительного до тяжелого, хотя такие сценарии очень редки.

Добыча урановой руды может нарушить среду вокруг среды шахты. Утилизация отработавшего топлива запускает споры и многие предлагаемые схемы долгосрочного хранения подвергаются интенсивному анализу и критике. Использование свежего или отработанного топлива для производства представляет собой риск распространения оружия. Наконец, сама конструкция реактора становится радиоактивной, и ей потребуются десятилетия хранения, прежде чем ее можно будет экономично демонтировать и, в свою очередь, утилизировать как отходы.

Возобновляемая энергия

Технологии возобновляемой энергетики могут иметь энергетические преимущества. В отличие от угля и природного газа, они могут вырабатывать электроэнергию и топливо без значительных количеств CO2 и других парниковых газов, которые способствуют изменению климата, однако экономия парниковых газов за счет биотоплива оказалось намного меньше, чем предполагалось изначально, как обсуждалось в статье Косвенное воздействие биотоплива на изменение землепользования.

И солнце, и ветер подвергались критике с эстетической точки зрения. Существуют и возможности для эффективного и незаметного развертывания возобновляемых технологий: стационарные солнечные коллекторы 1 в качестве шумозащитных барьеров вдоль автомагистралей, и в настоящее время доступны большие проезжие части, парковка и территория на крыше; аморфные фотоэлектрические элементы также можно использовать для тонирования окон и выработки энергии. Сторонники возобновляемых источников энергии утверждают, что существующая инфраструктура менее эстетична, чем альтернативы, но применяет дальше от зрения точки критиков.

Гидроэлектроэнергия

Главное преимущество иметь гидроэлектрические плотины с водохранилищами - это их способность накапливать потенциальную энергию для последующего производства энергии. Сочетание естественного снабжения энергией и производства по запросу сделало гидроэнергетику новым возобновляемой энергии. Другие преимущества включают более длительный срок службы, чем генерация, работающая на топливе, низкие эксплуатационные расходы и предоставление оборудования для водных видов спорта. Некоторые плотины также работают как гидроаккумуляторы, уравновешивая спрос и предложение в системе генерации. В целом, гидроэлектроэнергия может быть дешевле, чем электроэнергия, произведенная из ископаемого топлива или ядерной энергии, а районы с изобилием гидроэлектроэнергии привлекают промышленность.

Однако, в дополнение к указанным выше преимуществам, у плотин, создающих большие водохранилища, есть несколько недостатков. Могут быть перенесены: перемещение людей, живущих там, где планируется создание водохранилищ, выброс значительного количества углекислого газа при строительстве и затоплении водохранилища, нарушение экосистем и жизни птиц, неблагоприятное воздействие на окружающую среду, потенциальные риски саботажа и транспорта, а в редких случаях - катастрофическое разрушение стен плотины.

Некоторые плотины только вырабатывают электроэнергию и используют для других целей, но во многих местах большие водохранилища необходимы для борьбы с наводнениями и / или ирригациями, добавление гидроэлектростанции является обычным способом оплаты нового водохранилища. Борьба с наводнениями жизнь / имущество, а орошение поддерживает сельское хозяйство. Без силовых турбин окружающая среда в нижнем течении реки улучшится по нескольким направлениям, однако проблемы с плотинами и водохранилищами останутся неизменными.

Малая гидроэлектростанция и русло реки - две альтернативы гидроэлектростанции с низким уровнем воздействия, хотя они могут выполнять прерывистую энергию из-за нехватки хранимой воды..

Приливные

Приливные турбины

Сужения суши, такие как проливы или заливы, представленные с высокой скоростью на определенных участках, которые могут быть заблокированы с помощью турбин. Эти турбины могут быть горизонтальными, вертикальными, открытыми или канальными и обычно размещаются около дна водяного столба.

Основная экологическая проблема, связанная с приливной энергией, связывает с ударами лезвия и запутыванием морских организмов, поскольку вода с высокой скоростью увеличивает риск проталкивания организмов рядом или через эти устройства. Как и возобновляемыми источниками энергии в открытом море, существует озабоченность по поводу того, как создание ЭМП и акустических выходов может повлиять на морские организмы. Эти устройства находятся в воде, их акустическая мощность может быть больше, чем создаваемая с помощью энергии ветра в море. В диапазоне частот и амплитуды звука, генерируемого приборами приливной энергии, этот акустический выход может иметь различное воздействие на морских млекопитающих (особенно тех, которые используют эхолокацию для общения и навигации в морской среде, таких как дельфины и киты). Удаление приливной энергии также может вызвать экологические проблемы, такие как ухудшение качества воды в дальней зоне и нарушение отложений. В зависимости от размера проекта эти эффекты могут действовать от отложений около приливного устройства до серьезного воздействия на прибрежные экосистемы и процессы.

Приливная плотина

Приливная плотина построена плотинами напротив входа в залив или устье, который улавливает потенциальную приливную энергию с помощью турбин, аналогичной обычной гидрокинетической плотине. Энергия собирается, когда разница высот по обе стороны плотины наибольшая, во время отлива или отлива. Для обоснования строительства требуется минимальное отклонение высоты в 5 метров, поэтому только 40 мест по всему миру были возможны.

Установка плотины может изменить береговую линию в заливе или устье, что повлияет на большую экосистему, зависящую от приливных отмелей. Ограничение потока воды в заливе, также может быть меньше смыва залив или устья, вызывая дополнительное помутнение (взвешенные твердые частицы) и меньшее количество соленой воды, что может привести к гибели, которые представляют собой жизненно важный источник пищи. птицам и млекопитающим. Мигрирующая рыба также может быть не в состоянии получить доступ к размножающимся потокам и может пытаться пройти через турбины. Те же акустические проблемы применимы к приливным заграждениям. Уменьшение доступности судоходства может стать социально-экономической проблемой, хотя могут быть добавлены замки, чтобы обеспечить медленный проход. Однако заграждение может улучшить местную экономику за счет увеличения доступа к земле в качестве моста. Более спокойные воды также могут улучшить отдых в заливе или устье.

Биомасса

Электроэнергия может быть произведена путем сжигания всего, что воспламенится. Некоторая электрическая энергия вырабатывается при сжигании культур, выращенных специально для этой цели. Обычно это делается путем ферментации растительного материала с получением этанола, который сжигается. Это также можно сделать, допустив разложение веществ с образованием биогаза, который затем сжигают. Кроме того, при сжигании древесины является топливом из биомассы.

Сжигание биомассы производит многие из тех же металлов, что и сжигание ископаемого топлива. Однако растущая биомасса улавливает углекислый газ из воздуха, поэтому чистый в глобальные уровни двуокиси углерода в атмосфере невелик.

Процесс выращивания биомассы подвержен тем же экологическим проблемам, что и любой вид сельского хозяйства. Он использует большой участок земли, и для рентабельного роста потребрения удобрения и пестициды. Биомасса, производимая в качестве побочного продукта сельского хозяйства, использует некоторые надежды, но большая часть такого биомасса используется для вспашки в почву в качестве удобрения, если другого.

Ветровая энергия

Наземный ветер

Ветровая энергия использует механическую энергию постоянного потока воздуха над поверхностью земли. Ветряные электростанции обычно состоят из ветряных электростанций, полей ветряных турбин в местах с относительно сильными ветрами. Основная проблема для рекламы ветряных турбин - это их более старые предшественники, такие как ветряная электростанция Altamont Pass в Калифорнии. Эти старые, меньшие по размеру ветряные турбины довольно шумны и безопасны, что делает их очень непривлекательными для местного населения. Сторона турбины с подветренной стороны действительно препятствует возникновению слабых ветров. Современные большие ветряные турбины мягчили эти проблемы и стали коммерческие источники энергии. Многие домовладельцы счета с сильными ветрами и дорогостоящим электричеством устанавливают небольшие ветряные турбины, чтобы сократить свои за электричество.

Современная ветряная электростанция, установленная на сельскохозяйственных угодьях, оказывает одно из самых низких воздействий на все среди всех источников энергии:

  • Она занимает меньшую площадь земли на киловатт-час (кВтч) произведенной электроэнергии, чем любая другая преобразованной энергии, совместима с выпасом и выращиванием сельскохозяйственных культур.
  • Она вырабатывает энергию, используемую при строительстве, всего за несколько месяцев эксплуатации.
  • Выбросы парниковых газов и загрязнение воздуха в результате ее строительства являются маленький и убывающий. Его работа не приводит к выбросам или загрязнению.
  • Современные ветряные турбины вращаются медленно (с точки зрения количества оборотов в минуту), зрение редко уменьшает опасность для птиц.

Проблемы ландшафта и наследия проблемой. существенная проблема для некоторых ветряных электростанций. Однако при соблюдении процедуры процедуры для процедуры и ландшафта должны быть минимальными. Некоторые люди могут по-возражать против ветряных электростанций, возможно, из соображений эстетики, но все еще существует мнение более широкого сообщества и угроз, вызываемых климатом.

Морской ветер

Морской ветер подобен наземным ветровым технологиям, поскольку большая ветряная мельница похожа на турбину, расположенную в пресной или морской среде. Ветер заставляет лопасти вращаться, что затем превращается в электричество и подключается к сети с помощью кабелей. Преимущества ветра заключаются в том, что позволяет устанавливать на судах турбины намного большего размера. Недостатками трудности размещения в динамической океанской среде.

Турбины являются увеличенными версиями наземных технологий. Тем не менее, уникальны для морских ветров и ниже:

Фундамент с моноблоком

Фундаменты с моноблоком используются на малых глубинах (0–30 м) и состоят из сваи, забиваемой на разную глубину морского дна (10–40 м) в зависимости от почвенных условий. Процесс забивки свай представляет собой проблему для окружающей среды, поскольку производимый шум невероятно громкий и распространяется в воде, даже после мер по смягчению, как защита от пузырей, медленный запуск и акустическое покрытие. След относительно невелик, но все же может стать причиной размыва или создания искусственных рифов. Линии изображения также электромагнитное поле, которое может быть вредным для некоторых морских организмов.

Фиксированное дно штатива

Фиксированное дно штатива используется при переходных глубинах (20–80 м) и состоит из три ножки, соединяющиеся с центральным валом, который поддерживает основание турбины. Каждая опора имеет сваю, забитую на морское дно, хотя требуется меньшая глубина из-за широкого основания. Воздействие на среду является комбинацией воздействия на моноблок и гравитационного фундамента.

Гравитационный фундамент

Гравитационный фундамент используется на малых глубинах (0–30 м) и из большого и тяжелого основания построенные из или бетона для опоры на морское дно. След относительно велик и может вызвать размыв, создание искусственных рифов или физическое разрушение среды обитания при интродукции. Линии изображения также электромагнитное поле, которое может быть вредным для некоторых морских организмов.

Гравитационная тренога

Фундамент гравитационной треноги используется при переходных глубинах (10–40 м) и состоит из двух тяжелых бетонных конструкций, соединенных тремя опорами, одна из которых находится на морском дне, а другая - над водой. По состоянию на 2013 год ни один морской ветропарк не использует этот фундамент. Экологические проблемы идентичности гравитационного фундамента, хотя эффект размыва может быть менее значительным в зависимости от конструкции.

Плавающая конструкция

Плавающая конструкция фундамента используется на больших глубинах (40–900 м) и представляет собой сбалансированную плавучую конструкцию, пришвартованную к морскому дну с помощью фиксированных тросов. Плавучее сооружение может быть стабилизировано с помощью плавучести, швартовных тросов или балласта. Тросы для швартовки могут вызвать незначительное размытие или вероятность столкновения. Линии электропередачи также электромагнитное поле, которое может быть вредным для некоторых морских организмов.

Экологическое воздействие энергии ветра

Одной из серьезных экологических проблем ветряных турбин является их воздействие на дикую природу. Ветряные турбины и связанная с ними инфраструктура - особенно линии электропередач и башен - наиболее быстрорастущих птиц в американских Штатах и ​​Канаде. Гибель птиц и летучих мышей часто происходит, когда животные сталкиваются с лопастями турбины. Они также страдают от столкновений и поражений электрическим током с линиями электропередачи. Несмотря на то, что размещение ветряных электростанций тщательно проверяется перед строительством, они могут стать причиной потери среды обитания.

Существует также озабоченность по поводу того, как энергия ветра влияет на погоду и изменение климата. Хотя энергия ветра могла бы иметь наименьший вклад в изменение климата по сравнению с другими генераторами электроэнергии, ей все же есть место для улучшения. Ветровые турбины могут влиять на погоду в непосредственной близости, влияя на температуру и количество осадков. Есть также исследования, предполагающие, что крупные ветряные электростанции могут повышать температуру. Повышение температуры на один градус может вызвать повышение температуры на одном градусе, включая меньшее увеличение в регионах за пределами этих регионов.

Геотермальная энергия

Геотермальная энергия - это тепло Земли, которое можно использовать для производства электроэнергии на электростанциях. Теплая вода, полученная из геотермальных источников, местная работа, сельского хозяйства, купания и очистки. Там, где можно использовать подземные источники пара, используется для запуска паровой турбины. Источники геотермального пара ограниченного срока службы, поскольку подземные воды истощены. Устройства, которые обеспечивают циркуляцию поверхностных вод через горные породы для производства горячей воды или пара, являются возобновляемыми с точки зрения человека.

Хотя геотермальная электростанция не сжигает никакого топлива, она все равно будет иметь выбросы из-за веществ, кроме пара, которые поступают из геотермальных скважин. Они могут включать сероводород и диоксид углерода. Некоторые источники геотермального пара уносят нерастворимые минералы, которые необходимо удалить из пара перед его использованием для генерации; этот материал должен быть должным образом удален. Любая паросиловая установка (замкнутого цикла) требует охлаждающей воды для конденсаторов ; отвод охлаждающей воды из естественных источников.

Удаление грунтовых вод и ускоренное охлаждение горных пород может вызвать подземные толчки. Усовершенствованные геотермальные системы (EGS) разрушают подземную породу для производства большего количества пара; такие проекты могут вызвать землетрясения. Некоторые геотермальные проекты (например, проект около Базеля, Швейцария, в 2006 году) были приостановлены или отменены из-за нежелательной сейсмичности, вызванной восстановленным геотермальной энергией. Однако риски, связанные с «сейсмичностью, вызванной гидроразрывом пласта, невелики по сравнению с сейсмичностью природных землетрясений, могут быть снижены путем тщательного управления и мониторинга» и «не должны рассматриваться как препятствия для дальнейшего использования геотермальных источников энергии Hot Rock».

Солнечная энергия

В настоящее время солнечная фотоэлектрическая энергия используется в основном в Германии и Испании, где осуществляется финансовые стимулы. В США штат Вашингтон также предоставляет финансовые стимулы. Фотоэлектрическая энергия также более распространена, как и следовало ожидать, в областях, где много солнечного света.

Он работает путем преобразования солнечного излучения в мощность постоянного тока (DC) с помощью фотоэлектрических элементов. Эта энергия затем может быть преобразована в более обычную мощность переменного тока и подана в электросеть.

Солнечная фотоэлектрическая энергия предлагает жизнеспособную альтернативу ископаемому топливу благодаря своей чистоте и энергоснабжению, хотя и при высокой стоимости производства. Ожидается, что будущие технологические усовершенствования снизят эту стоимость до более конкурентоспособного диапазона.

Его негативное воздействие на окружающую среду заключается в создании солнечных элементов, которые в основном состоят из кремнезема (из песка), а для извлечения кремния из кремнезема может потребоваться использование ископаемого топлива., хотя более новые производственные процессы устранили производство CO 2. Солнечная энергия несет в себе первоначальные затраты на окружающую среду за счет производства, но обеспечивает экологически чистую энергию на протяжении всего срока службы солнечных элементов.

Для крупномасштабного производства электроэнергии с использованием фотоэлектрической энергии требуется большой участок земли из-за низкой плотности фотоэлектрической энергии. Использование земли может быть сокращено путем установки на зданиях и других застроенных территориях, хотя это снижает эффективность.

Концентрированная солнечная энергия

Также известная как солнечная тепловая, эта технология использует различные типы зеркал для концентрации солнечного света и выработки тепла. Это тепло используется для выработки электроэнергии в стандартной турбине цикла Ренкина. Как и в большинстве случаев производства термоэлектрической энергии, он потребляет воду. Это может быть проблемой, поскольку солнечные электростанции чаще всего располагаются в пустынной среде из-за необходимости солнечного света и большого количества земли. Многие концентрированные солнечные системы также используют экзотические жидкости для поглощения и сбора тепла при низком давлении. Эти жидкости могут быть опасны в случае разлива.

Негаваттная мощность

Негаваттная мощность относится к инвестициям, направленным на снижение потребления электроэнергии, а не к инвестициям в увеличение пропускной способности. Таким образом, инвестиции в Негаватт можно рассматривать как альтернативу новой электростанции, и можно сравнивать затраты и экологические проблемы.

Негаваттные инвестиционные альтернативы для снижения потребления за счет повышения эффективности включают:

  • Обеспечение потребителей энергоэффективными лампами - низкое воздействие на окружающую среду
  • Улучшенная теплоизоляция и воздухонепроницаемость зданий - низкое воздействие на окружающую среду
  • Замена старого промышленного предприятия - низкое воздействие на окружающую среду. Может иметь положительное влияние за счет снижения выбросов.

Инвестиции в негаватт Альтернативы для снижения пиковой нагрузки путем сдвига во времени спроса включают:

Обратите внимание, что сдвиг во времени снижает потребление энергии или эффективности системы; однако его можно использовать, чтобы избежать необходимости строить новую электростанцию, чтобы справиться с пиковой нагрузкой.

См. Также
  • значок Энергетический портал
Источники
Внешние ссылки
Последняя правка сделана 2021-05-19 11:44:50
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте