Кіріспе

Электр энергиясы жүйелері әртүрлі энергия көздерінің электр станцияларынан, беру желілерінен және тарату желілерінен тұрады. Осы компоненттердің әрқайсысы дамуы мен пайдаланылуының әртүрлі кезеңдерінде, оның ішінде құрылысы, электр энергиясын өндіру және пайдаланудан шығару, жою кезінде қоршаған ортаға әсер ете алады. Бұл әсерлерді операциялық әсерлерге (отын алу, жаһандық атмосфералық және жергілікті ластану) және құрылыс әсерлеріне (өндіріс, орнату, пайдаланудан шығару және жою) бөлуге болады. Электр энергиясын өндірудің барлық түрлері қоршаған ортаға белгілі бір дәрежеде әсер етеді, бірақ көмірмен жұмыс істейтін электр станциялары ең зияндысы болып табылады. Бұл бет энергия көзі бойынша ұйымдастырылған және су пайдалану, эмиссиялар, жергілікті ластану және жануарлар дүниесінің орнын ауыстыру сияқты әсерлерді қамтиды.

Қазба отын

Бүгінде электр энергиясының көп бөлігі табиғи жанар-жағармайларды жағу арқылы және бу өндіру арқылы жасалады, ол бу турбинасын іске қосу үшін қолданылады, ал турбина өз кезегінде электр генераторын қозғайды. Бірақ одан да маңыздысы – жанар-жағармайды жағудан туындайтын шығарындылар туралы алаңдаушылық. Табиғи жанар-жағармайлар – жердің тереңінен шыққан көміртегінің үлкен қоры. Оларды жағу нәтижесінде бұл көміртегі көмірқышқыл газына айналып, атмосфераға бөлінеді. Әлемдік электр энергетикасының жылдық шығарындысы шамамен 10 миллиард тоннаға жетеді. Бұл атмосферадағы көмірқышқыл газының мөлшерін арттырады, парниктік эффектіні күшейтеді және жаһандық жылынуға себеп болады.

Көмірмен жұмыс істейтін электр энергиясы

Белгілі бір табиғи отын түріне және жану әдісіне байланысты, басқа да зиянды шығарындылар пайда болуы мүмкін. Озон, күкірт диоксиді, NO2 және басқа газдар, сондай-ақ ұсақ бөлшектер бөлінеді. Күкірт және азот оксидтері тұман мен қышқыл жаңбырдың пайда болуына себеп болады. Бұрын, зауыт иелері бұл мәселені шешу үшін өте биік мұржалар салған, осылайша ластаушы заттар атмосферада тарап кетсін деп ойлаған. Бұл жергілікті ластануды азайтуға көмектессе де, жаһандық мәселелерге ешқандай әсер етпейді. Қазба отындар, әсіресе көмір, аз мөлшерде радиоактивті материалдарды да қамтиды. Оларды көп мөлшерде жағу осы материалды қоршаған ортаға шығарып, жергілікті және жаһандық радиоактивті ластанудың төмен деңгейіне алып келеді. Ылғи да, радиоактивті заттарды бақылап, сақтайтын ядролық электр стансаларына қарағанда, бұл деңгей жоғары болады. Көмірде сынап, мырыш және басқа да улы ауыр металдардың іздері де бар. Электр станциясының қазандығында буланған сынап атмосферада ұзақ уақыт қалып, бүкіл әлемге таралуы мүмкін. Қоршаған ортада сынаптың көп қоры бар болғанымен, адамның басқа да сынап шығарындыларын бақылау жақсарған сайын, электр станцияларының шығарындылары қалған шығарындылардың маңызды бөлігін құрайды. 2003 жылы АҚШ-тағы электр станцияларынан шығарылған сынаптың мөлшері жылына шамамен 50 тоннаны, ал Қытайда – бірнеше жүз тоннаны құрады. Электр станцияларын жобалайтын инженерлер шығарындыларды азайту үшін арнайы жабдықтарды орнатуы мүмкін. АҚШ-тағы көмір өндіру тәсілдеріне ашық карьерлік кендерді игеру және тау шыңдарын жою да кіреді. Кендік қалдықтарды қоршаған ортаға ашық қалдырып, жергілікті өзендерге ағызу нәтижесінде, көмір өндірілетін аймақтардағы өзендердің көпшілігі немесе барлығы жыл бойы күкірт қышқылының әсерінен қызыл түске енеді, бұл өзендердегі тіршіліктің жойылуына әкеледі.

Қазба газбен электр энергиясы

2022 жылы IEA газбен жұмыс істейтін электр станцияларынан шығарылатын парниктік газдардың көлемі өткен жылы шамамен 3%-ға өскенін және оларды азайту үшін қосымша шаралар қажет екенін мәлімдеді. Парниктік газдармен қатар, бұл электр станциялары азот оксидтерін (NOx) бөліп шығарады, бірақ тұрғын үйлердегі газ жабдықтарынан шығарылатын NOx-қа қарағанда бұл аз қауіпті. Газбен жұмыс істейтін электр станцияларының тиімділігін когенерация және геотермальдық (біріктірілген жылу және электр энергиясын өндіру) әдістері арқылы арттыруға болады. Бу турбиналарынан процестік буды алуға болады. Жылу энергиясын өндіретін станциялардан шығатын қалдық жылуды жақын жердегі ғимараттарды жылытуға пайдалануға болады. Электр энергиясын өндіруді және жылу беруді біріктіру арқасында отынның тұтынуы азаяды, соның салдарынан жеке жылу және электр энергиясы жүйелерімен салыстырғанда қоршаған ортаға тигізетін зиян азамайтпақ.

Отын және дизель

Мұнай өндіретін Иран сияқты бірнеше елде электр стансаларында кір мұнай жағылады. Дизель көбінесе қосалқы генераторларда пайдаланылады, бұл ауаның ластануына себеп болуы мүмкін.

Жаңартылатын энергия

Жаңартылатын энергия технологиялары айтарлықтай экологиялық пайдаларға ие болуы мүмкін. Көмір мен табиғи газдың керісінше, олар климат өзгеруіне себеп болатын және басқа да парниктік газдарды көп мөлшерде шығармай, электр энергиясын және отынды өндіре алады. Дегенмен, бірқатар биоотыннан парниктік газды үнемдеу күтілгеннен әлдеқайда аз екені анықталды, бұл туралы «Биоотынның жерді пайдалануды жанама өзгерту әсерлері» мақаласында талқыланды. Күн және жел энергиясы эстетикалық тұрғыдан сынға ұшырады. Алайда, осы жаңартылатын технологияларды тиімді және көзге түсінбес түрде қолдануға болатын әдістер мен мүмкіндіктер бар: бекітілген күн коллекторларын автомобиль жолдарындағы шудан қорғайтын тосқаулар ретінде пайдалануға болады, сондай-ақ қазіргі уақытта кең көлік жолдары, тұрақтар және шатырлар қолдануда; аморфты фотоэлектрлік жасушаларды терезелерді тоналдыру және энергия өндіру үшін де қолдануға болады.

Су электр қуаты

Су қоймалары бар дәстүрлі гидроэлектр станцияларының басты артықшылығы – олардың кейін электр энергиясын өндіру үшін потенциалдық энергияны сақтау қабілеті. Табиғи энергиямен қамтамасыз ету және сұранысқа қарай өндірудің үйлесімі гидроэнергияны жаңартылатын энергияның ең ірі көзіне айналдырды. Басқа артықшылықтарына жанармаймен жұмыс істейтін электр станцияларына қарағанда ұзақ қызмет ету мерзімі, төмен операциялық шығындар және су спортымен айналысуға мүмкіндік беру жатады. Кейбір станциялар генерациялық жүйеде сұраныс пен ұсынысты теңестіретін аккумуляторлық станциялар ретінде де жұмыс істейді. Жалпы алғанда, гидроэлектр энергиясы қатты отын немесе ядролық энергиядан өндірілетін электр энергиясына қарағанда арзан болуы мүмкін, ал гидроэнергияға бай аймақтар өнеркәсіпті тартады. Дегенмен, жоғарыда аталған артықшылықтардан өзге, үлкен су қоймаларын құратын станциялардың бірнеше кемшіліктері бар. Оларға мыналар жатады: су қоймасы жоспарланған жерде тұратын адамдардың көшірілуі, құрылыс және су басу кезінде көмірқышқыл газының көп мөлшерде шығарылуы, су экожүйелері мен құстардың тіршілігіне зиян келтіру, өзен ортасына кері әсер ету және сирек жағдайларда станция тоғанының күйреуі. Гидроэлектр станциясын салудың тағы бір кемшілігі – станцияға баратын жолдарды салу қажеттігі, бұл су экожүйесін ғана емес, жер экожүйесін де бұзады. Көмірқышқыл газының артуымен метан да артады. Бұл станциялар салыну кезінде су басудан болады, суға батқан өсімдіктер шіріп, метан газын бөліп шығарады. Тағы бір кемшілік – станцияны салуға кеткен бастапқы шығын және оның құрылысына жұмсалатын уақыт. Биомассаны жағу нәтижесінде қатты отынды жағу сияқты көптеген зиянды газдар шығарылады. Алайда, биомассаның өсуі ауадан көмірқышқыл газын сіңіреді, сондықтан атмосферадағы көмірқышқыл газы деңгейіне тигізетін жалпы үлесі шағын. Биомасса өсіру процесі кез келген ауыл шаруашылығы сияқты экологиялық мәселелерге ұшырайды. Ол көп жерді қажет етеді және шығындарды азайту үшін тыңайтқыштар мен пестицидтер қажет болуы мүмкін. Ауыл шаруашылығының қосалқы өнімі ретінде өндірілетін биомасса перспективалы көрінеді, бірақ мұндай биомассаның көп бөлігі қазіргі уақытта жерді тыңайтқыш ретінде жақсарту үшін қолданылады.

Геотермиялық энергия

Геотермальдық энергия – Жердің жылуы, оны электр станцияларында электр энергиясын өндіру үшін қолдануға болады. Геотермальдық көздерден алынған жылы су өнеркәсіп, ауыл шаруашылығы, гигиеналық процедуралар мен тазалау үшін пайдаланылуы мүмкін. Жер астындағы бу көздерін пайдалану мүмкін болса, бу бу турбинасын іске қосу үшін қолданылады. Геотермальдық бу көздерінің қызмет ету мерзімі шектеулі, себебі жер асты суларының қоры таусылады. Жер бетіндегі суды тау жыныстары арқылы айналдырып, ыстық су немесе бу өндіретін жүйелер адам өмірі үшін маңызды уақыт өлшемдері бойынша жаңаруға жатады. Геотермальдық электр станциясы отынды жағуды қажет етпесе де, геотермальдық ұңғымалардан шығатын будан басқа заттардың нәтижесінде шығарындылар пайда болады. Оларға күкірттегіш сутек және көмірқышқыл газы кіруі мүмкін. Кейбір геотермальдық бу көздері ерімейтін минералдарды бірге алып келеді, оларды электр энергиясын өндіру үшін пайдаланғанға дейін будан бөліп алу қажет; бұл материалды тиісінше кәдеге келтіру керек. Кез келген (жабық циклды) бу электр станциясы конденсаторларды салқындату үшін салқындату суын қажет етеді; табиғи көздерден салқындату суын аудару және оның температурасының өзендерге немесе көлдерге қайтарылған кезде жоғарылауы жергілікті экожүйелерге елеулі әсер етуі мүмкін. Жер асты суларын алу және тау жыныстарының үдемелі түрде салқындауы жер сілкіністерін тудыруы мүмкін. Күшейтілген геотермальдық жүйелер (КГЖ) көбірек бу өндіру үшін жер астындағы тау жыныстарын жарып, бұзады; мұндай жобалар жер сілкіністерін тудыруы мүмкін. Кейбір геотермальдық жобалар (мысалы, 2006 жылы Швейцарияның Базель қаласының жанындағы) геотермальдық өндіріспен шақырылған сейсмикалық белсенділікке байланысты тоқтатылды немесе жойылды. Дегенмен, "гидроразрывтан туындаған сейсмикалық белсенділік табиғи жер сілкіністерімен салыстырғанда төмен, оны мұқият басқару және бақылау арқылы азайтуға болады" және "осыны ыстық тас геотермальдық энергия ресурсын одан әрі дамытуға кедергі ретінде қарастырмау керек".