Геаграфія. 11 клас

Геаэкалагічныя праблемы выкарыстання альтэрнатыўных крыніц энергіі. Лічыцца, што выкарыстанне аднаўляльных крыніц энергіі з’яўляецца рэальным спосабам спыніць змяненне клімату без стварэння новых пагроз для цяперашняга і будучых пакаленняў. Аднак вопыт іх выкарыстання на працягу больш за 50 гадоў паказвае і адваротную карціну — праяўленне негатыўных наступстваў. Разгледзім гэтыя пытанні больш падрабязна.

Ветравая энергетыка. З ростам кошту выкапнёвага паліва і ўсведамлення экалагічных наступстваў яго выкарыстання надзеі многіх даследчыкаў сталі звязвацца з ветравой энергетыкай.

Клуб знаўцаў-географаў. Чалавецтва доўгі час выкарыстоўвае энергію ветру. Парусныя судны — асноўны від транспарту, які на працягу стагоддзяў забяспечваў сувязь людзей розных кантынентаў, — з’яўляюцца найбольш яскравым прыкладам выкарыстання ветравой энергіі. Іншы шырока вядомы прыклад эфектыўнага выкарыстання ветравой энергіі — ветраныя млыны. Ветракі, якія выпрацоўваюць электрычнасць, былі вынайдзеныя ў XIX ст. у Даніі. Там у 1890 г. была пабудаваная першая ветраэлектрастанцыя, а да 1908 г. налічвалася ўжо 72 станцыі магутнасцю ад 5 да 25 кВт. Найбуйнейшыя з іх мелі вышыню вежы 24 м і чатырохлопасцевыя ротары дыяметрам 23 м.

Ветравыя электрагенератары маюць шырокі спектр адмоўных экалагічных наступстваў, якія выявілі толькі пасля таго, як у 1970 г. пачаўся перыяд актыўнага адраджэння ветравой энергетыкі.

Галоўныя недахопы ветравой энергетыкі — нізкая энергетычная шчыльнасць, моцная зменлівасць у залежнасці ад надвор’я, неабходнасць утылізацыі адпрацаваных ветрагенератараў, значная геаграфічная нераўнамернасць размеркавання ветравой энергіі.

Яшчэ адной важнай праблемай выкарыстання ветравых генератараў з’яўляюцца моцныя вібрацыі апорных частак, якія перадаюцца ў грунт.

Паколькі хуткасць кручэння лопасцей ветравых генератараў блізкая да частаты сінхранізацыі тэлебачання шэрагу краін, то праца ветравых генератараў парушае прыём тэлеперадач у радыусе 1–2 км ад генератараў. Ветравыя генератары з’яўляюцца таксама крыніцамі радыёперашкод.

Кручэнне лопасцей ветравых генератараў губіць птушак. Паколькі звычайна ветравыя ўстаноўкі ў вялікіх колькасцях размяшчаюцца ў раёнах моцных вятроў (хрыбты, марское ўзбярэжжа), то яны могуць перашкаджаць міграцыі пералётных птушак. У Бельгіі выявілі, што гэта прыводзіць да парушэння ўстойлівасці экасістэм палёў, размешчаных у зоне ветравых установак, у прыватнасці назіраецца зніжэнне ўраджайнасці.

Нарэшце, ветравая энергетыка патрабуе вялікіх плошчаў для размяшчэння ўстановак. Таму сістэмы ветравых установак імкнуцца размяшчаць у бязлюднай мясцовасці, што, у сваю чаргу, павялічвае кошт перадачы энергіі.

Свет і Беларусь. Дзе ў Рэспубліцы Беларусь размешчаны самыя буйныя ветрапаркі?

У цяперашні час у свеце пачаўся пераход ад даследчых работ у галіне ветравой энергетыкі да іх шырокага ўкаранення. Тэмпы развіцця ветравой энергетыкі ў такіх краінах, як Кітай, Данія, ЗША, Бельгія, Вялікабрытанія, Нарвегія, якія маюць значны ветраэнергетычны патэнцыял, застаюцца вельмі высокімі. Найбуйнейшай у свеце ветравой электрастанцыяй з’яўляецца Ганьсу (Кітай) (мал.164-1).

Прамое выкарыстанне сонечнай энергіі. Магутнасць сонечнай радыяцыі, якую паглынаюць атмасфера і зямная паверхня, складае 10⁵ ТВт (10¹⁷ Вт). Гэтая велічыня здаецца велізарнай у параўнанні з сучасным сусветным энергаспажываннем, роўным 10 ТВт. Таму яе лічаць найбольш перспектыўным відам нетрадыцыйнай (альтэрнатыўнай) энергетыкі. Найбуйнейшым у свеце сонечным паркам з’яўляецца Тэнгэр (Кітай) (мал.164-2).

Выкарыстанне энергіі сонца прадугледжвае абавязковую наяўнасць назапашвальнікаў электраэнергіі дастатковай ёмістасці. Як правіла, гэта звычайныя акумулятары. Таму калі разглядаць сонечную энергетыку поўнага цыкла, то сумарны ўплыў такой энергетыкі на забруджванне навакольнага асяроддзя аказваецца не такім ужо і нязначным.

Свет і Беларусь. Дзе ў Рэспубліцы Беларусь размешчаны сонечныя электрастанцыі?

Хвалевая энергія. У апошні час пільную ўвагу вучоных і канструктараў прыцягвае выкарыстанне розных відаў энергіі Сусветнага акіяна.

Клуб знаўцаў-географаў. Першая заяўка на патэнт хвалевай электрастанцыі была пададзена ў Парыжы ў 1799 г. Ужо ў 1890 г. была здзейснена першая спроба практычнага выкарыстання энергіі хваль, хаця першая хвалевая электрастанцыя Pelamis P-750 магутнасцю 2,25 МВт увайшла ў камерцыйную эксплуатацыю толькі ў 2008 г. у раёне Агусадора (Партугалія) на адлегласці 5 км ад берага (мал. 164-3).

У шэрагу хвалевых установак для павышэння эфектыўнасці шчыльнасць хвалевай энергіі штучна павышаецца. Змяняючы рэльеф дна ў прыбярэжнай зоне, можна сканцэнтраваць марскія хвалі падобна лінзе, якая факусіруе светлавыя хвалі. Калі сфакусіраваць хвалі з узбярэжжа даўжынёй у некалькі кіламетраў на фронце ў 500 м, то іх вышыня можа дасягнуць 30 м. Трапляючы ў спецыяльныя збудаванні, вада паднімаецца на вышыню ў 100 м.

Перад хвалевай энергетыкай не стаіць у вострай форме праблема ўздзеяння на навакольнае асяроддзе. Аднак калі значная частка акваторыі будзе пакрыта хвалевымі ператваральнікамі, гэта можа прывесці да негатыўных экалагічных наступстваў. Гэта звязана з тым, што хвалі іграюць важную ролю ў ачыстцы паверхні мора і прыводнага слоя паветранага патоку ад забруджвання. Таму хвалевую энергетыку варта разглядаць толькі як дадатковую да традыцыйных крыніцу энергіі, якая можа мець значэнне толькі ў некаторых раёнах свету.

У свеце ўсё ўзаемазвязана. Рэгіёны, якія маюць найбольшы патэнцыял для запуску хвалевых электрастанцый, — гэта тэрыторыі з узбярэжжам вялікай працягласці і наяўнасцю стабільных моцных вятроў. У такія зоны ўваходзяць еўрапейскае заходняе ўзбярэжжа, брытанская поўнач, берагі Ціхага акіяна ў Паўночнай і Паўднёвай Амерыцы, Новай Зеландыі і Аўстраліі, а таксама Паўднёвай Афрыцы.

Прыліўныя электрастанцыі. На ўзбярэжжы прыліўныя хвалі праяўляюцца ў перыядычным пад’ёме і апусканні ўзроўню вады. У некаторых месцах вышыня прыліву дасягае значнай велічыні — 12–20 м. Энергія прыліўных хваль велізарная.

Клуб знаўцаў-географаў. Чалавек ужо даўно пачаў прымяняць энергію прыліваў. Так, прыліўныя млыны выкарыстоўваліся ў XV ст. у Англіі, былі шырока распаўсюджаны на паўночна-ўсходнім узбярэжжы Канады ў XVII ст.
Першая ў свеце прыліўная гідраэлектрастанцыя магутнасцю 320 МВт была запущана ў 1966 г. у вусці ракі Ранс (Францыя). Некалькі прыліўных станцый пабудаваны ў заліве Фандзі, які характарызуецца самымі высокімі прылівамі ў свеце. Найбольш развітым у свеце рынкам электраэнергіі, якая выпрацоўваецца хвалямі і прылівамі, з’яўляецца Шатландыя, дзе ўсталяваныя самыя вялікія прыліўныя турбіны ў праліве Пентленд-Ферт (мал. 164-4).

Вопыт будаўніцтва і эксплуатацыі падобных станцый паказаў, што яны эканамічна апраўданы. Выдаткі на іх эксплуатацыю значна ніжэйшыя, чым на эксплуатацыю звычайных ГЭС.

Выкарыстанне энергіі прыліваў абмяжоўваецца ў асноўным высокім коштам збудаванняў. Аднак прыліўныя станцыі таксама характарызуюцца адмоўным уплывам на навакольнае асяроддзе. Пабудова плаціны прывядзе да павелічэння амплітуды прыліву. Нават невялікае павышэнне амплітуды прыліву выкліча значнае змяненне размеркавання грунтавых вод у берагавой зоне, павялічыць зону затаплення, парушыць цыркуляцыю водных мас, зменіць лядовы рэжым у частцы басейна за плацінай і г. д.

Геатэрмальная энергетыка. Цікавасць да выкарыстання геатэрмальнай энергіі моцна ўзрасла ў свеце ў 1960–1970-х гг.

Клуб знаўцаў-географаў. Першая ў свеце геатэрмальная электрастанцыя была пабудавана ў 1904 г. у Італіі. Геатэрмальная энергія ў Ісландыі пачала выкарыстоўвацца ў 1944 г. Геатэрмальныя станцыі паспяхова функцыянуюць у шэрагу краін — Італіі, Ісландыі, ЗША. Самай буйной у свеце ГеаТЭС з’яўляецца Хэдлісхэйдзі (Ісландыя) (мал. 164-5).

Найбольш даступная геатэрмальная энергетыка ў зонах павышанай вулканічнай дзейнасці і землетрасенняў. Такая прывязка да пэўных раёнаў з’яўляецца адным з яе недахопаў.

Выкарыстанне геатэрмальнай энергіі мае адмоўныя экалагічныя наступствы. Для кандэнсацыі пары на геатэрмальных станцыях выкарыстоўваецца вялікая колькасць ахаладжальнай вады, таму геатэрмальныя станцыі з’яўляюцца крыніцамі цеплавога забруджвання. Пры аднолькавай магутнасці з ЦЭС або АЭС геатэрмальная электрастанцыя спажывае для ахалоджвання значна большую колькасць вады, паколькі яе ККД ніжэйшы.

Скіданне моцна мінералізаванай геатэрмальнай вады ў паверхневыя вадаёмы можа прывесці да парушэння іх экасістэм. У геатэрмальных водах у вялікіх колькасцях змяшчаецца серавадарод і радон, які выклікае радыеактыўнае забруджванне навакольнага асяроддзя.