Energia a środowisko

WPŁYW PROCESÓW WYTWARZANIA ENERGII NA ŚRODOWISKO PRZYRODNICZE.

Aby współczesny świat mógł funkcjonować, by mogły pracować wszystkie maszyny, fabryki i ludzie mogli wygodnie i spokojnie żyć, potrzebna jest ogromna ilość energii. Większości tej energii dostarczają surowce energetyczne: ropa naftowa, gaz ziemny, wegiel.
Aby wykorzystać ich energię należy je najpierw spalić. Uzyskana energia może służyć do ogrzewania mieszkań lub napędzania maszyn. Paliwa kopalne dostarczają ludziom ? potrzebnej energii, a tworzyły się przecież przez wiele milionów lat. Ich zasoby mogą się niedługo wyczerpać. Węgiel wydobywany jest z głębi Ziemi od kilkuset lat. Mówi się, ze może go wystarczyć jeszcze na 1000 lat. Ropę naftową wydobywa się dopiero od ok. 100 lat, lecz w ostatnich dziesięcioleciach zużycie jej znacznie wzrosło, głownie przez rozwój motoryzacji. Obliczono, iż za kilkadziesiąt lat ropy może zabraknąć.
Spalanie paliw kopalnych powoduje zanieczyszczenia powietrza, ponieważ wydzielaja się wtedy szkodliwe dla środowiska i człowieka dymy, gazy i pyły. Spalany wegiel zanieczyszcza powietrze drobinkami sadzy. Ponieważ węgiel zanieczyszczony jest siarką, w wyniku spalania oprócz dwutlenku węgla powstaje dwutlenek siarki, który dodatkowo zatruwa środowisko. Pewną ilość dwutlenku węgla pochłaniają rośliny w procesie fotosyntezy, lecz nadmiar gromadzi się nad ziemią i staje się przyczyną efektu cieplarnianego.
Oprócz hut i kotłowni duże ilości węgla zużywają elektrownie. To właśnie w nich energia cieplna uzyskana ze spalenia węgla zamieniana jest na energię wewnetrzną gazu, czyli pary wodnej. Ta z kolei porusza turbiny i przekształca się w energię kinetyczną, która w generatorach zamienia się w energię elektryczną.
Eksploatacja ropy naftowej jest zbyt kosztowna, by ją trwonić, a niestety tak się dzieje. Nawet najnowocześniejsza elektrownie spalające ropę nie może przetworzyć połowy energii zmagazynowanej w ropie na energię elektryczną. Więcej niż połowa bezpowrotnie ucieka do atmosfery jako ciepło. Jeszcze gorzej jest w eksploatacji samochodów: około 70% energii uzyskanej w procesie spalania benzyny w silnikach samochodowych uchodzi do otoczenia w postaci ciepła, a tylko 20 ? 30 % jest rzeczywiście wykorzystane.
Eksploatacja ropy naftowej jest nie tylko kosztowna, ale też niesie ze sobą wiele niebezpieczeństw dla środowiska. Z miejsc jej wydobycia transportowana jest rurociągami lub olbrzymimi statkami ? supertankowcami. Istnieje zawsze niebezpieczeństwo awarii lub rozbicia się statku.
Przyszłością energetyki jest tzw. Energia jądrowa, pochodząca z rozszczepienia jąder atomów uranu. Niestety, po wytworzeniu energii jądrowej pozostają radioaktywne odpady, które są niebezpieczne dla zdrowia istot żywych.
Podczas pracy elektrowni atomowej dzieki osłonom nie następuje napromieniowanie otoczenia. Największe promieniowanie występuje wewnątrz reaktora, dlatego ważne jest, aby osłony ze specjalnych materiałów były stale sprawdzane. Innym problemem jest system chłodzenia reaktorów, w których temperatura podczas pracy stale wzrasta. Awaria systemu chłodzenia może spowodować uszkodzenie reaktora, skażenie gleby i zagrożenie życia tysięcy ludzi, tak jak się zdarzyło w Czarnobylu.
Dane statystyczne wskazują, że aż około 90 % produkowanej na świecie energii elektrycznej wytwarza się przy użyciu paliw kopalnych i przemian jądrowych.
Istnieją również przyjazne dla środowiska sposoby pozyskania energii. Wykorzystuje się do tego celu: wodę, wiatr, słońce, niektóre rośliny.
Woda ma olbrzymie zasoby energii. Od zarania dziejów drążyła doliny, przecinała góry i formowała całe obszary lądowe. Tę siłe można wykorzystywać.
Już ok. 2000 lat temu wykorzystywano siłę przepływającej wody, np. w młynach, do obracania kół młyńskich. W niektórych średniowiecznych klasztorach za pomocą koła napędzano nie tylko młyny, lecz także, dzieki systemowi osi i kół zębatych, duże maszyny kuchenne służące do wyciskania, mieszania i zagniatania.
Energia wody musiała być wykorzystana w miejscu jej wytwarzania ? to było wadą. Dziś w elektrowniach wodnych przetwarza się energię mechaniczną wody na energię elektryczną, którą przesyła się przez sieć energetyczną. Ponad 6 % energii potrzebnej ludziom jest wytwarzana w taki sposób. Wodzie nie grozi wyczerpanie się tak jak paliwom kopalnym.
Od tysięcy lat energia wiatru w wiatrakach była wykorzystywana do pompowania wody lub mielenia ziarna. Za pomocą wiatru napełniano kanały nawadniające pola. Energia wiatru służyła też jako napęd dla żaglowców.
Współczesne elektrownie wiatrowe nie służą już do wytwarzania energii mechanicznej, lecz do produkcji energii elektrycznej. Podstawową rolę w tych elektrowniach pełnią najrozmaitszych kształtów gigantyczne wiatraki z łopatkami o szerokości dochodzącej do kilkudziesięciu metrów. Wiatraki te napędzają generatory prądu, kierując w ten sposób powstały prąd bezpośrednio do sieci lub akumulują go w akumulatorach na okres, gdy siła wiatru bardzo osłabnie.
Energia słoneczna, tzw. solarna, także może być bezpośrednim źródłem energii dzieki zastosowaniu ogniw solarnych. Ogniwo solarne to płaska płytka, składająca się z dwóch bardzo cienkich warstw. Padające na nią promienie słoneczne powodują powstanie prądu elektrycznego przesyłanego do obwodów elektrycznych lub akumulatorów. Ogniwa solarne są stale udoskonalane.
Energia słoneczna może być wykorzystana nie tylko do wytwarzania energii elektrycznej, ale również do ogrzewania domów i mieszkań dzięki zastosowaniu kolektorów słonecznych. Nie wytwarzają one energii elektrycznej, lecz podgrzewają wodę. Najprostszym przykładem kolektora są rury wypełnione wodą, umieszczone na dachach domow w płaskich skrzynkach z czarnym tłem i szklaną górną płytą. Szklana lub lustrzana płyta w dachu przeciwdziała odpływowi ciepła promieni słonecznych. Rurami doprowadzana jest zimna woda, zaś ogrzana opływa wszystkie pomieszczenia dając ciepło i gorąca wodę do mycia.
W niektórych miejscach na ziemi, zwłaszcza w pobliżu uskoków geologicznych, wrząca woda lub para wytryskuje na powierzchnię jako gejzery. Są to źródła geotermiczne. Krainą gejzerów jest Islandia, Reykjaviku, są ogrzewane energią gorących źródeł tryskających z głębi ziemi. Regularnie pracujące elektrownie geotermiczne wybudowano w niektórych miejscowościach we Włoszech, Nowej Zelandii, Japonii i USA. Elektrownie te działają w prosty sposób. Wykonuje się dwa odwierty w głąb Ziemi, w gorącą warstwę skalną. W jeden odwiert wpompowuje się pod ciśnieniem zimną wodę, która się rozgrzewa, zamienia w gorącą parę i drugim odwiertem dociera na powierzchnię, gdzie, jak w każdej innej elektrowni, napędza turbiny wytwarzające prąd.
Bardzo korzystna jest dla środowiska energia pozyskiwana z odnawialnych surowców pochodzenia roślinnego, tzw. bioenergia. Pochodzi ona głownie z roślin i odchodów zwierzęcych, przez wytwarzanie tzw. biogazu., głównie metanu. Gaz ten powstaje podczas rozkładu substancji organicznych gdy ów proces przebiega bez dostępu powietrza.