De las energías renovables y los efectos ecológicos

Este artículo es una continuación de los temas de desarrollo de la energía a partir de fuentes renovables de energía (energías renovables). Se trata de la contribución de la energía renovable en la emisión de gases de efecto invernadero y, en general, efectos ambientales efectos de desarrollo de la energía basada en energías renovables. En algunos casos, los efectos negativos de la energía renovable para el entorno y la sociedad pueden ser grandes, a pesar de la reivindicación de los objetivos de mejora de indicadores ambientales, y cada proyecto requiere un análisis cuidadoso. En general, positivos y negativos efectos ecológicos de la energía de las energías renovables — pregunta, aún requiere de más investigaciones complejas.

 





Dimensión climática de desarrollo de la energía renovable está relacionado con "cero emisiones de CO2" cuando se trabaja solares, eólicas, hidráulicas y otras plantas de generación de energía de las energías renovables. Realmente, en estos casos, la producción de energía va sin la quema de hidrocarburos y, como consecuencia de la asignación de gases de efecto invernadero y otros contaminantes en la atmósfera.

Sin embargo, la situación es más difícil, si se considera todo el ciclo de vida de producción, desde las etapas preparatorias y la inclusión de efectos secundarios en el proceso de producción de la energía.

Para obtener la energía que necesita la fabricación y la instalación de equipos de generación de energía, construcción de infraestructura y la garantía de las condiciones de trabajo, la preparación de la materia prima, el reciclaje de los residuos de material y equipo al final de su vida útil. Esto requiere el trabajo de fundición, la ingeniería, la agricultura y otras industrias, el uso de energía de fuentes fósiles, y significa ya ненулевую emisión.

La contabilidad de los impactos ambientales en todas las fases de la muestra que la transición a la energía renovable no siempre conduce a la disminución de la contaminación ambiental, en particular a la reducción de las emisiones de CO2 y otros gases de efecto invernadero.

La investigación de los efectos secundarios (incluidos los ambientales) de la energía renovable en el complejo son relativamente reciente de la historia, en el último tiempo han comenzado a hablar más activo. Una de las recientes obras notables, es el trabajo del noruego investigador, investigador y director de proyectos occidental de noruega y el instituto (Western Norway Research Institute, WNRI) otto andersen (Otto Andersen) "consecuencias Imprevistas de las energías renovables. Un problema a resolver". El trabajo de andersen utiliza previamente recopilada por los diferentes investigadores información sobre las especies de energía y las regiones, a partir de los cuales se construye la síntesis de la imagen de los riesgos ambientales de las energías renovables.

Conceptos y enfoques relacionados con el análisis de ciclo de vida (Life Cycle Analysis, LCA) y la evaluación de los llamados "los efectos", a los "efectos rebote" o "devoluciones de efectos" — rebound effects, que en la literatura nacional se traduce como "rehabilitación" o "efectos" o, sin traducción, "ребаунд efectos".

La principal atención desde la perspectiva de análisis de ciclo de vida y los efectos centró en producir bioenergía (cultivo de cultivos energéticos para la producción de biocombustibles), solar фотовольтаической energía, algunos aspectos de la energía del hidrógeno y el uso de los vehículos eléctricos.

Una serie de preguntas sigue abierta la investigación de los efectos secundarios en energía renovable todavía no son lo suficientemente bien estudiado el tema, a pesar de que en años anteriores sobre el tema, se realizó una serie de locales de investigación y experimentación.

Fuentes renovables de energía y las emisiones de gases de efecto invernadero

Si hablamos de las emisiones de gases de efecto invernadero, los diferentes tipos de energía renovable, por la expresión de andersen, no son en absoluto "равнозелеными" (equally green), si se considera que, desde una posición de ciclo de vida. El principal indicador, desde el punto de vista de las emisiones de gases de efecto invernadero relacionadas con la energía, utilizado en particular anderson, es el número de gramos de equivalente de CO2 por unidad de energía producida, en particular, de la generación eléctrica se toma 1 kw·h, es decir, гСО2экв/kw·h.

En este caso, es importante el método de cálculo y los supuestos — en primer lugar, para un intervalo de tiempo que va de cálculo, así como la utilización de la capacidad (factor de utilización de la capacidad instalada, es decir, КИУМ) y, en consecuencia, la esperanza de la producción de energía en un período determinado de tiempo. El panorama es el mismo que con el cálculo alineadas coste (Levelized Costs, LC) en la producción de una unidad de energía. A menudo se utiliza de 20 años de intervalo.

El análisis de ciclo de vida, da las siguientes cifras de emisiones para los diferentes tipos de producción de energía eléctrica [гСО2экв/kw·h]: molino — 12; mareas — 15; hidráulica — 20; oceánica de onda — 22; geotérmica — 35; energía (фотовольтаические) de la batería — 40; solares concentradores — 10; bioenergía — 230.

Esto, sin embargo, en cualquier caso, el orden de magnitud de los valores indicados para la energía, la combustión de fósiles de materias primas: carbón — 820; cocina de gas — 490. Al mismo tiempo, el más "ecológica", en este sentido, es el de la energía nuclear, donde la tasa de emisiones de гСО2экв/kw·h es de sólo 12, es decir, este valor es el más bajo de los indicadores de energía renovable. Es evidente que la distribución de las emisiones de gases de efecto invernadero por las fases del ciclo de vida de producción para los diferentes tipos de energía varía radicalmente (fig. 1, tabla. 1).

En el caso de eólica, solar, geotérmica y гидроэнергетикой principal de las presiones del medio ambiente corresponde a la fase de producción de materiales, equipo y la construcción de las estaciones. Similar estructura y el de la energía nuclear. El de la energía, la combustión de combustibles fósiles, la mayor parte de las emisiones cae en el período de funcionamiento de la estación, para la cual se quema el combustible. Lo mismo es cierto para la bioenergía. Por lo tanto, aquí también podemos hacer una analogía con la estructura de costes — en el primer caso, "los costes ambientales se refieren, más bien, a la categoría de permanentes, en la segunda — a la categoría de las variables. En el primer caso, las ventajas más evidentes en intervalos más largos de tiempo. En el segundo caso, reducir la brecha en la "carbono-positrones capacidad de producción" por medio de tecnologías que permitan reducir el consumo de combustible y de los sistemas de captación de gases de efecto invernadero. En este caso, al comparar "correspondiente de la capacidad de" parques eólicos y las centrales eléctricas de carbón se permite el intervalo de tiempo de 20 años y КИУМ ветростанций es de 30-40 %.





La principal atención desde la perspectiva de análisis de ciclo de vida y los efectos centró en producir bioenergía (cultivo de энергокультур para la producción de biocombustibles), solar фотовольтаической energía, algunos aspectos de la energía del hidrógeno y el uso de vehículos eléctricos

Debe tenerse en cuenta que los ejemplos anteriores son graves promedio (mediana) de los valores no pueden ser aquí de gran precisión. Mucho depende de la tecnología y de las condiciones específicas de la producción. Los datos de varios estudios y de fuentes diferentes pueden radicalmente divergentes. En particular, para la energía eólica y la dispersión puede ser de 2 hasta 80 гСО2экв/kw·h (onlinelibrary.wiley.com).

Para la central hidroeléctrica la tasa de гСО2экв/kw·h puede llegar a 180. Y "inferiores" valores para las centrales eléctricas de combustibles fósiles — 200-300 гСО2экв/kw·h.

Razones por las que las emisiones de gases de efecto invernadero puede alcanzar valores muy altos para los ciclos de vida de las centrales hidroeléctricas, solar, bioenergía y geotérmica, de las estaciones, son diferentes. En el caso de la central hidroeléctrica es, ante todo, la formación de un embalse de la presa, en la que puede formarse haberse detenido a modo de micro bio lógica de la descomposición de la materia orgánica en приплотинной la zona, lo que provoca el aumento de las emisiones de CO2 y el CH4 (metano). Procesos similares son posibles en las zonas de la energía de las mareas. En el solar фотовольтаической el de la energía, los principales problemas están relacionados con el proceso de producción de células solares, ya que, entre otros, los riesgos para el ambiente y la salud, que conduce a las emisiones de varios de los compuestos de flúor гексафторэтана C2F6, trifluoruro de nitrógeno NF3, hexafluoruro de azufre SF6, son potentes gases de efecto invernadero. En el caso de la energía geotérmica depende mucho de la composición de portador de energía — agua termal, caracterizado por la alta temperatura y la mineralización con una compleja composición química. En el proceso de su uso y el reciclaje de hacerse de forma directa térmica la contaminación, y la selección en el suelo, el agua y la atmósfera de una serie de compuestos químicos, incluyendo los gases de efecto invernadero.

Las emisiones de gases de efecto invernadero por el uso de la bioenergía se produce en todas las etapas. En primer lugar, que se produce en la fase de cultivo de los cultivos energéticos, en particular, de colza y de palma de aceite. Intensivo de cultivo de colza requiere de grandes cantidades de fertilizantes nitrogenados, lo que conduce a un aumento de las emisiones de un potente gas de efecto invernadero — dióxido de nitrógeno N20, que es, además, un destructor de la capa de ozono.





En promedio, como se puede observar, a pesar de ребаунд efecto, la emisión de gases de efecto invernadero en el ciclo de vida de las energías renovables sigue siendo significativamente menor en comparación con las no renovables, los recursos energéticos (excepto para la energía atómica)

Las grandes plantaciones de palma aceitera se han creado en el Sudeste asiático (indonesia, malasia, tailandia) en торфяно de los terrenos que son naturales "trampas" y "кладовыми" de carbono, y en su lugar tropicales y ecuatoriales de bosques tropicales, cumplen el papel de "pulmón del planeta". Esto provocó la rápida destrucción de la superficie del suelo, la violación natural modo de absorción de carbono y, en consecuencia, el crecimiento de los ingresos de gases de efecto invernadero (CO2 y CH4) en la atmósfera. Cuando el peor de los escenarios de la escala de la transición de combustibles fósiles a los biocombustibles no puede disminuir, sino incluso aumentar la emisión de gases de efecto invernadero en la cantidad de hasta el 15 %.

De otro, hasta que prácticamente ms inexplorado aspecto de una posible reducción del albedo (reflectancia) de la Tierra si hay una distribución de los cultivos energéticos, lo que en teoría podría llegar a ser un factor del calentamiento climático.

En la fase de funcionamiento — la quema de biocombustibles en el transporte, la energía y las estaciones), que normalmente se produce en la mezcla con combustibles fósiles, también se forman, como se aclara, los nuevos compuestos químicos que llevan como / tóxica, y парниковую peligro. El crecimiento de las emisiones de gases de efecto invernadero como consecuencia de la acción para su reducción es un ejemplo de ребаунд-efecto.

En promedio, como se puede observar, a pesar de este efecto, la emisión de gases de efecto invernadero en el ciclo de vida de las energías renovables sigue siendo significativamente menor en comparación con las no renovables, los recursos energéticos (excepto para la energía atómica).

Al mismo tiempo, esto no es en todos los casos es así, y cada proyecto o programa de desarrollo de la energía renovable requiere de un cuidadoso análisis, incluyendo ambientales de las posiciones siempre a sabiendas de que es "más verdes" en comparación con otras opciones de contar no se puede.





Otros efectos secundarios

Además de las emisiones de gases de efecto invernadero como contrarrestar el efecto de la energía en el de las energías renovables tiene otros efectos secundarios los efectos ambientales. Centrales hidroeléctricas y las centrales eléctricas cambian los modos de corrientes y la temperatura de los ríos y bahías marinas, se convierten en barreras en los caminos de la migración de peces y de otros flujos de materia y energía. Además, uno de los principales efectos secundarios de la central hidroeléctrica — la inundación de territorios aptos para el asentamiento, la agricultura y otras actividades.

En las orillas de los embalses, cuando hes pueden desarrollarse оползневые los procesos que son posibles los cambios de las condiciones climáticas locales y el desarrollo de los fenómenos sísmicos. Haberse detenido el requerimiento de agua en los embalses es capaz de provocar no sólo el crecimiento de las emisiones de gases de efecto invernadero, sino también la acumulación de sustancias nocivas que ponen en peligro incluso para la salud humana.

Un peligro pueden presentar los avances y el derrumbe de las represas hidroeléctricas — especialmente en las zonas sísmicas. Una de las mayores catástrofes de este tipo se produjo en 1963 en el río Вайонт (Vajont) en los alpes italianos, donde en el embalse de la presa hidroeléctrica descendió un gigantesco deslizamiento de tierra que provocó el derrame de onda a través de la presa y la formación de un "tsunami" hasta una altura de 90 metros Enorme ola fue demolido en varios de los asentamientos humanos, murieron más de 2000 personas.

La energía geotérmica es los riesgos de la contaminación química del agua y del suelo de los baños termales de los fluidos, además de dióxido de carbono, contienen sulfuro de azufre H2S, amoníaco NH3, el metano CH4, поваренную la sal NaCl, el boro (B, arsénico As, el mercurio Hg. Se produce el problema de la eliminación de los desechos peligrosos. Además, se pueden producir hidrógeno en un derrumbamiento de los propios termales de las estaciones, y la extracción de agua termal puede causar la deformación de las capas de las rocas y los locales de fenómenos sísmicos, similares a los que surgen en cualquier minero de producción o de extracción de межпластовых de las aguas subterráneas.

La bioenergía está relacionado con la expropiación de las tierras agrícolas (y de otros recursos) para el cultivo de los cultivos energéticos, que si hay una transición hacia el uso de la bioenergía puede exacerbar el problema de la seguridad alimentaria, en el mundo.

El más duro el cálculo de la muestra, que el cultivo de colza o de girasol como materia prima para biocombustibles puede dar en resumen cerca de toneladas de biocombustibles a partir del 1 de hectáreas de tierra cultivable. El consumo total de energía en el mundo es de 20 millones de toneladas al año en el equivalente petróleo. La sustitución de este volumen de biocombustibles, sólo en un 10 %, o en 2 millones de toneladas, implicaría la exclusión del orden de los 2 mil millones de hectáreas de tierra, es decir, cerca del 40 % de las tierras agrícolas del mundo, o el 15% de toda la superficie terrestre del planeta, excepto la antártida. La masiva distribución de energía monocultivos reduce la diversidad biológica, tanto directa como indirectamente, a través del deterioro de las condiciones de hábitat de muchas especies de flora y fauna.

En la etapa de la quema de combustibles biológicos, en particular, en el transporte, en su mezcla con combustibles fósiles (normal diesel o gasolina) y el uso de aditivos que permiten trabajar mejor en condiciones de invierno, va a la formación de nuevos compuestos químicos, tóxicos y cancerígenos, por sus propiedades. Esto se ha mostrado, en particular, de la observación y la experimentación en el marco de la investigación "el Impacto de la биокомпонентного de la composición del combustible a las emisiones de los motores diesel y el deterioro de diesel y aceite" (Influence of biocomponents content in fuel on emissions from diesel engines and engine oil deterioration).

En este sentido, relativamente preferido parece водорослевая energía — obtención de materias primas energéticas y de algas. Entre los cultivos, como Botryococcus bran-nil y Arthrospira (Spirulina) platensis. Las algas, en comparación con los "terrestres" энергокультурами, tienen más alta (en ciertas condiciones — en el orden de arriba) de la productividad por unidad de área por unidad de tiempo y un alto contenido de grasas (lípidos) — materia prima para la producción de biocombustibles. Además, el cultivo de algas no se debe a la exclusión productiva de las tierras agrícolas, la creación de estructuras complejas y de equipo, el uso de una gran cantidad de fertilizantes. Cuando este algas — una de las grandes sumideros de dióxido de carbono y продуцентов de oxígeno. En este sentido, es de la dirección de energía renovable, todavía no desarrollada, se puede considerar muy prometedor y con la producción y ambientales de las posiciones.

Energía eólica — el menos peligroso desde el punto de vista de las emisiones de gases de efecto invernadero y de contaminantes, provoca al mismo tiempo una serie de reclamos ecologistas en otros elementos. Estos incluyen la contaminación acústica de la zona, "estética de la contaminación", el riesgo de exposición a aspas en la psique. Otro grupo de reclamo relacionado con la exposición de la fauna — en particular, emplazamientos terrestres pueden ahuyentar a las aves y causar su muerte en caso de colisión con las aspas.





El problema, también creciente con el tiempo, especialmente a medida que la construcción offshore (mar) ветростанций — el problema con la disponibilidad para el servicio y los servicios de emergencia, las dificultades en el mantenimiento, la solución de averías y emergencias, en particular, al fuego enercon

De la experiencia en el funcionamiento de enercon, que contaba en europa occidental ya alrededor de 20 años, muestra que estas afirmaciones son más умозрительный la naturaleza — en todo caso, al este de la densidad de enercon y el cumplimiento de determinadas medidas de seguridad, en particular, la colocación de enercon a una distancia de no menos de unos pocos cientos de metros de las zonas residenciales. Más reales que parecen de otros problemas. Uno de ellos es obvio — ветроэлектростанции requieren de grandes superficies, y hay algunos de los límites de su instalación en zonas con alta densidad de población y la infraestructura. Otro problema, становящаяся con el tiempo cada vez más urgente la eliminación de su recurso de las palas de las turbinas de viento, construidos con materiales compuestos y de alto potencial de contaminación.

El siguiente problema, también creciente con el tiempo, especialmente a medida que la construcción offshore (mar) ветростанций — el problema con la disponibilidad para el servicio y los servicios de emergencia, las dificultades en el mantenimiento, la solución de averías y emergencias, en particular, al fuego enercon.

Todos los problemas anteriores pueden reforzarse, creando un efecto multiplicador, con la más amplia difusión de la energía eólica. En la actualidad representa aproximadamente el 9 % de la producción total de electricidad en alemania, alrededor de un 5% en italia, el 18% en españa. En otros grandes países productores de energía es considerablemente menor proporción, en promedio en el mundo es de alrededor de 2,5 %. Qué efectos puede producir fortalecimiento de la capacidad de energía eólica en dos-tres veces más — una de las preguntas para el estudio.

En el caso de la energía solar los principales riesgos ambientales asociados con el uso de la gran cantidad de tóxicos y explosivos de los componentes en la fabricación de paneles solares. En particular, los paneles solares contienen теллурид cadmio CdTe, el sulfuro de cadmio de los CdS, el arseniuro de galio GaAs, y en el proceso de producción se utiliza el flúor, que crea una serie de compuestos tóxicos. Esto crea un problema, primero en la fase de producción y, a continuación, en la fase de reciclaje de baterías gastadas de su recurso. Este problema también, inevitablemente, va a crecer con el tiempo. Otro problema de la producción de células solares de grandes cantidades de consumo de agua. De americano de los datos, el consumo de agua de alta pureza para la producción de 1 Mw de capacidad es de aproximadamente 10 l/min

El indicador utilizado para evaluar los daños de la actividad para la sociedad y el entorno, es externo, o экстернальные costos (external costs), no incluidos en el precio del producto con el costo que asume la sociedad en su conjunto, es decir, causados por el desarrollo socio-económico y socio-natural de los daños. Los costos externos se incluyen los daños para la salud de las personas, la corrosión y otros daños que sufren los materiales y diseños, disminución de la cosecha y otras

En la evaluación de los costos externos depende mucho de los supuestos, que pueden variar mucho según los países. En particular, para los países de la ue del rango de los costos de producción de electricidad (en céntimos de euro por kw·h) para las distintas fuentes de energía son (según ec.europa.eu): el carbón — 2-15; petróleo — 3-11; gas — 1-4; el de la energía nuclear — 0,2-0,7; biomasa 0-5; hidroeléctrica 0-1; solar (фотовольтаическая) de la energía — 0,6; viento — 0-0,25.

Para alemania (el mayor productor de electricidad en europa, con un amplio desarrollo del sector energético a partir de fuentes renovables de energía externos de margen (variables) de los costos de producción de energía de diferentes fuentes que se estiman en los siguientes valores (céntimos de euro por kw·h): el carbón — 0,75; gas — 0,35; el de la energía nuclear — 0,17; solar — 0,46; molino — 0,08; hidroeléctrica 0,05.

Aquí también vemos que la energía en el de las energías renovables es, en promedio, considerablemente menores costos para la sociedad, que la obtención de energía a partir de combustibles fósiles.

Al mismo tiempo, la energía nuclear detecta no menor de alto ambiental de la competitividad, a pesar de que en relación con las conocidas por el hombre de la central nuclear de chernóbil y Fukushima su reputación a los ojos de la sociedad visiblemente debilitado.





El desarrollo de la energía de las energías renovables requiere un mayor uso de recursos no renovables: las materias primas para fertilizantes en el caso de la bioenergía, el metal de la maquinaria y la construcción de estructuras, fósiles gas natural para la producción de hidrógeno como combustible, la energía de fuentes fósiles para el funcionamiento de los datos de las producciones

Para obtener más dificultades y los problemas se relacionan con el hecho de que la etapa del ciclo de vida pueden ser distribuidos por diferentes países. En particular, las etapas iniciales, que representaban la mayor parte de los costos externos, tales como el cultivo de los cultivos energéticos o la producción de paneles solares, a menudo pasan fuera de europa y américa del norte. Así, en la actualidad casi el 60 % de los paneles solares en el mundo se fabrican en china.

Tamaño de pantalla de la etapa en la que, en el caso de las energías renovables representan mínima parte de los gastos, se relaciona con los países occidentales consumidores de energía "verde", y el costo final de la fase de reciclaje, también pueden ser emitidas en otras regiones.

En otras palabras, en el caso de la energía basados en energías renovables también puede haber situaciones, cuando los principales beneficios reciben algunos grupos, y los costos a cargo de las otras. La distribución de los beneficios y de los costos, también, una cuestión importante, que tiene ya una dimensión social.

Fundamental de la misma, el problema es que el desarrollo de la energía de las energías renovables requiere un mayor uso de recursos no renovables: las materias primas para fertilizantes en el caso de la bioenergía, el metal de la maquinaria y la construcción de estructuras, fósiles gas natural para la producción de hidrógeno como combustible, la energía de fuentes fósiles para el funcionamiento de los datos de las producciones. En consecuencia, el fomento de la producción de energía mediante energías renovables va a exigir y el crecimiento del consumo de recursos no renovables. El estado de las cosas, en la cual se hablará sobre incondicional del éxito y la riqueza de las energías renovables — la creación de completos de los ciclos de producción, donde la producción de energías renovables procedentes de renovables mismas fuentes. publicado

 

Fuente: www.c-o-k.ru/articles/vie-i-pobochnye-ekologicheskie-effekty