Для захоронения предлагается также использовать скопления гравия в горных районах аридных зон. В этом случае стальные остеклованные канистры помещаются в пакеты из гравия на глубину не более 30 м. Фильтрующаяся вода в условиях аридного климата проникает за зиму не глубже 7—8 м, а летом она полностью испаряется. Водозные воды обходят гравийный пакет, так как в нем разорваны капиллярные связи. Выделяемое радиоактивными отходами тепло дополнительно подсушивает зону захоронения. Этот способ проще и дешевле предыдущих. Но он достаточно надежен только в том случае, если в течение сотен лет в этом районе не произойдет смены климата на более влажный.
С работой АЭС связана также проблема теплового загрязнения водоемов. Большое количество воды, используемой при работе АЭС, сбрасывается в водоемы в нагретом состоянии. Водоемы, служащие для охлаждения отработанной воды, занимают значительные площади. При большом числе АЭС трудно найти свободные или малоценные земли для создания подобных водоемов. Поэтому в большинстве случаев нагретые воды сбрасываются непосредственно в реки. В ряде районов мира тепловое загрязнение рек — большая проблема. Например, в США в XXI в. тепловые и атомные станции будут использовать для охлаждения треть стока рек. В засушливые годы для охлаждения потребуется весь сток, что может привести к резкому изменению природных свойств всей гидросети страны. Поэтому в США предполагается нагретые воды АЭС сбрасывать в моря. Для нашей страны в связи с особенностями климата (продолжительная холодная зима) проблемы теплового загрязнения вод практически не существует. Сбросное тепло АЭС может широко применяться для интенсификации сельскохозяйственного производства и для других практических целей.
В числе побочных продуктов работы АЭС образуется плутоний, который может быть использован для изготовления атомных бомб. Ежегодное производство плутония в мире в ближайшие годы составит 1,5 млн кг, а для изготовления бомбы с зарядом мощностью 20 кт требуется лишь 8 кг плутония. С каждым годом растет число стран, имеющих атомные станции и, следовательно, ядерные материалы. Соответственно, возрастает и опасность распространения ядерного оружия.
Таким образом, развитие ядерной энергетики ставит перед человечеством новые острые политические проблемы. Предотвратить распространение ядерного оружия призвано Международное агентство по атомной энергетике (МАГАТЭ). Важнейшая задача агентства — содействовать мирному использованию атомной энергии и препятствовать распространению ядерного оружия. МАГАТЭ осуществляет контроль за ядерными материалами, стремясь не допустить их применения в военных целях.
В ряде стран мира (Франция, Великобритания, Россия) осуществляется промышленная переработка отходов АЭС. Для этого построены автоматизированные заводы. Предполагается создать очень крупное предприятие по хранению и переработке радиоактивных отходов в Красноярском крае. На нем планируется также перерабатывать радиоактивные отходы, привозимые из-за рубежа. Но этот проект вызывает опасенйя у многих ученых и инженеров. В случае аварии на таком заводе может возникнуть угроза радиоактивного загрязнения обширных регионов. Кроме того, серьезные опасения связаны также с техническими трудностями обеспечения полной безопасности транспортировки радиоактивных отходов на большие
Экологическая характеристика альтернативных источников энергии.
Солнечные батареи или СЭС.
Солнечная энергия обладает неоспоримыми преимуществами перед традиционными органическим и ядерным горючим. Это исключительно чистый вид энергии, который не загрязняет окружающую среду, а само ее использование не связано ни с какой биологической опасностью. Использование солнечной энергии в больших масштабах не нарушает сложившегося в эволюции энергетического баланса нашей планеты
Это практически неисчерпаемый источник энергии. Ее можно использовать прямо (посредством улавливания техническими устройствами) или опосредованно через продукты фотосинтеза, круговорот воды, движение воздушных масс и другие процессы, которые обусловливаются солнечными явлениями.
Использование солнечного тепла — наиболее простой и дешевый путь решения отдельных энергетических проблем. Подсчитано, что в США для обогрева помещений и горячего водоснабжения расходуется около 25% производимой в стране энергии. В северных странах, в том числе и в России, эта доля заметно выше. Между тем, значительная доля тепла, необходимого для этих целей, может быть получена посредством улавливания энергии солнечных лучей. Эти возможности тем значительнее, чем больше прямой солнечной радиации поступает на поверхность Земли.
Отопление и горячее водоснабжение как низкотемпературные процессы преобразования солнечной энергии в теплоту могут быть осуществлены сравнительно простыми техническими средствами. Солнечные водонагреватели начинают использоваться для целей тепло- и горячего водоснабжения индивидуальных потребителей в южных климатических зонах.
Наиболее распространено улавливание солнечной энергии посредством различного вида коллекторов. В простейшем виде это темного цвета поверхности для улавливания тепла и приспособления для его накопления и удержания. Оба блока могут представлять единое целое. Коллекторы помещаются в прозрачную камеру, которая действует по принципу парника. Имеются также устройства для уменьшения рассеивания энергии (хорошая изоляция) и ее отведения, например, потоками воздуха или воды.
Еще более просты нагревательные системы пассивного типа. Циркуляция теплоносителей здесь осуществляется в результате конвекционных токов: нагретый воздух или вода поднимается вверх, а их место занимают более охлажденные теплоносители. Примером такой системы может служить помещение с обширными окнами, обращенными к солнцу, и хорошими изоляционными свойствами материалов, способными длительно удерживать тепло. Для уменьшения перегрева днем и теплоотдачи ночью используются шторы, жалюзи, козырьки и другие защитные приспособления. В данном случае проблема наиболее рационального использования солнечной энергии решается через правильное проектирование зданий. Некоторое удорожание строительства перекрывается эффектом использования дешевой и идеально чистой энергии.
Ветровые электростанции (ВЭС).
Ветровые электростанции традиционно самые древние. Их мощности могут варьироваться от совсем маленьких до очень мощных 5МВт. Но несмотря на всю их экологичностьу них есть свои отрицательные стороны.
Ветряки распугивают птиц и зверей, нарушая их естественный образ жизни, а при большом их скоплении на одной площадке могут существенно исказить естественное движение воздушных потоков с непредсказуемыми последствиями. Во многих странах, в том числив Ирландии, Англии и других, жители неоднократно выражали протесты против размещения ВЭС вблизи населенных пунктов и сельскохозяйственных угодий, а в условиях густо населенной Европы это означает — везде.
Было выдвинуто предложение о размещении систем ветряков в открытом море. Так, в Швеции разработан проект, согласно которому предполагается в Балтийском море недалеко от берега установить 300 ветряков. На их башнях высотой 90 м будут вращаться двухлопастные пропеллеры с размахом лопастей 80 м. Стоимость строительства только первой сотни таких гигантов потребуется более 1 млрд долл, а вся система, на строительство которой уйдет минимум 20 лет, обеспечит производство всего 2% электроэнергии от уровня потребления в Швеции в настоящее время. Это пока проектируется, но в настоящее время в Швеции начато строительство одной ВЭС мощностью 200 кВт на расстоянии 250 м от берега, которая будет передавать энергию на землю по подводному кабелю. Аналогичные проекты были и у нас: предлагали устанавливать ветряки и на акватории Финского залива, и на Арабатской стрелке в Крыму. Помимо сложности и дороговизны подобных проектов, их реализация создала бы серьезные помехи судоходству, рыболовству, а также оказала бы все те же вредные экологические воздействия, о которых говорилось ранее. Поэтому и эти планы вызывают движения протеста. Например, шведские рыбаки потребовали пересмотра проекта строящейся в море ВЭС, так как, по их мнению, подводный кабель, да и сама станция будут плохо влиять на рыб, в частности, на угрей, мигрирующих в тех местах вдоль берега.
Неприятным побочным эффектом использования ветряков для сторонников экологически чистого хозяйства оказались биологические последствия. Союзы охраны природы отмечают, что многие перелетные птицы вынуждены менять свои маршруты, избегая ветряных парков — мельницы отпугивают птиц. В ряде случаев положение сложилось настолько серьезное, что местные экологи вынуждены были поставить вопрос о временном закрытии установок или о переводе их на более гибкий режим работы с учетом сезонных перемещений птиц
Геотермальные электростанции(ГеоГЭС).
В данном случае источником тепла являются разогретые воды, содержащиеся в недрах земли. В отдельных районах такие воды изливаются на поверхность в виде гейзеров (например, на Камчатке)! Геотермальная энергия может использоваться как в виде тепловой, так и для получения электричества.
Ведутся также опыты по использованию тепла, содержащегося в твердых структурах земной коры. Такое тепло из недр извлекается посредством закачки воды, которую затем используют так же, как и другие термальные воды.