Современные проблемы охраны окружающей среды

1. Обновление энергосистем

Принцип работы многих видов энергосистем основан на преобразовании тепла, полученного при сжигании топлива. Смена топлива требует и кардинального обновления всей энергосистемы. В настоящее время основными видами топлива являются нефть, природный газ и их продукты. Чтобы сберечь данные ценнейшие природные ресурсы для более рационального их использов

ания – производства ценной химической продукции в течение более длительного времени, нужно переходить на альтернативные источники топлива. Один из таких источников – каменный уголь, который долгое время служил топливом для паровых машин. Низкий коэффициент полезного действия таких машин привел к их замене, а вместе с ними и топлива. Тем не менее в энергетике ряда стран Центральной и Восточной Европы до сих пор каменный уголь играет важную роль: с его применением производится около 65% электроэнергии. Устаревшие тепловые электростанции, потребляющие угль, вне зависимости оттого, где они эксплуатируются, нуждаются не только в переоснащении и модернизации, но и в новой технологии сжигания угля. Разработке таких технологий уделяется большое внимание. Одна из перспективных технологий основана на сжигании угля в циркулирующем кипящем слое. В результате многократной циркуляции происходит полное эффективное сжигание частиц топлива при температуре 800–900° С и резко снижается образование вредных оксидов азота – в 5–10 раз по сравнению с традиционным пылевидным сжиганием. Уже построено и эксплуатируется несколько десятков угольных электростанций с циркулирующим сжиганием без вредных выбросов в атмосферу в ряде развитых стран: США, Германии, Франции и др.

В настоящее время нефтехимическое производство потребляет сравнительно небольшую долю добываемой нефти – от 3 до 5%. Хотя потребление нефти химической промышленностью не является основной причиной столь быстрого истощения ее природных запасов, но его последствия неизбежно приведут к замене сырья и изменению технологических процессов. В то же время цена конечной продукции нефтехимического производства относительно высока, поэтому истощение нефтяных и газовых ресурсов в меньшей степени повлияет на сырьевое обеспечение химической промышленности, чем на производство энергии и тепла. Разработаны и внедряются технологии эффективной переработки угля для последующего использования продуктов переработки в химической промышленности, а запасов угля хватит на более длительный срок, чем нефти и газа.

Нефть, природный газ и уголь постепенно уступают свои позиции более энергоемкому источнику – ядерному топливу. Запасы ядерного топлива по сравнению с запасами, например угля, не столь уж велики. Но зато энергия единицы массы ядерного топлива в миллионы раз больше, чем угля. Внедрение перспективной технологии преобразования ядерного топлива в реакторе-размножителе на быстрых нейтронах, который не только вырабатывает энергию, но и производит вторичное топливо – плутоний, открывает большие возможности для развития атомной энергетики.

При создании любой современной энергосистемы решается задача не только производства дешевой энергии, но и сохранения окружающей среды. В этой связи возрастает интерес к разработке перспективных технологий преобразования энергии Солнца, ветра, геотермальных источников и Мирового океана.

2. Промышленность, автотранспорт и окружающая среда

Модернизация технической базы промышленности

Промышленные предприятия, выпуская ту или иную продукцию, потребляют большое количество природных ресурсов и энергии. В этой связи к современным предприятиям предъявляются требования не только производить высококачественную продукцию, но и экономно расходовать природные ресурсы, сберегать энергию и тем самым сохранять окружающую среду. Техническое оборудование любого промышленного предприятия устаревает. Новые технологии требуют кардинального обновления устаревшего оборудования, т.е. модернизации технической базы промышленности в целом.

Современная промышленность включает множество отраслей, связанных с производством разнообразных материалов, автомобильной и авиационной техники, технических средств связи, станков, инструментов и многого другого. Промышленных отраслей много, и каждая из них имеет свою специфику. Поэтому практически невозможно охарактеризовать техническое обновление каждой из них, что гораздо проще сделать на примере одной из них – важнейшей отрасли – автомобилестроении.

Автомобильная промышленность в XX в. выросла в гигантскую отрасль. Только за последние 50 лет мировой автопарк увеличился более чем в 12 раз и превысил 630 млн машин. Особенно бурно этот процесс развивался в Европе, где за полвека произошел примерно 30-кратный скачок – с 7 до 230 млн автомобилей. Их производство в 1995г. составило: в США– 12 млн, в Японии – 10,2 млн, в Германии – 4,7 млн, во Франции– 3,5 млн, в Великобритании– 1,8 млн, в Италии– 1,7 млн автомобилей. Всего же в мире с конвейеров автозаводов ежегодно сходит более 40 млн машин. В таких странах, как Канада, Германия, Италия, Франция, Япония, Великобритания на 1000 жителей приходится 500–700 автомобилей, в США – около 800, в России – менее 150. По некоторым прогнозам, рост мирового автомобильного парка будет продолжаться и в первой четверти XXI в.

Примерно до 60-х годов во всем мире производились автомобили без надлежащего учета экономичности. Топливо было недорогим и, следовательно, не было стимулов его экономии. В середине 60-х годов на мировом рынке появилась продукция фирмы «Фольксваген», поставлявшая ежегодно более полумиллиона небольших экономичных автомобилей. В следующее десятилетие началось вторжение на мировой рынок автомобилей, изготовленных в Японии. В результате сбора проектной, технологической и инженерной информации японские фирмы создали высокоавтоматизированную и эффективную автомобильную промышленность, способную выпускать самые экономичные и дешевые автомобили в мире.

Предпринимаемые меры по сохранению окружающей среды включают требования экономного расхода топлива и строгие ограничения на загрязнение воздуха отработанными газами. Экономия топлива и достижение безвредного выхлопа требуют решить целый комплекса задач: повышение эффективности сгорания топлива, модернизация двигателя и других узлов автомобиля, использование очищенного от вредных примесей топлива, уменьшение массы автомобиля, антикоррозийная обработка деталей и узлов автомобиля, совершенствование трансмиссионной системы, каталитическое обезвреживание выхлопных газов и др. Повышение эффективности сгорания топлива обеспечивает, например, электронное управление всех стадий процесса сжигания смеси в рабочей камере. А для такого управления нужны современные микропроцессорные устройства, производство которых основано на микроэлектронной технологии, во многом определяющей уровень развития различных отраслей промышленности.

Все крупные автомобильные компании, особенно в последние годы, занимаются разработкой новых двигателей с наиболее полным сгоранием топлива. Результаты таких разработок налицо: современные автомобили ведущих фирм Европы и США выбрасывают в атмосферу в 10–15 раз меньше вредных веществ, чем автомобили 80-х годов. Этому в значительной степени способствовали такие нововведения, как многоклапанные системы газораспределения, впрыск топлива вместо карбюраторного смесеобразования, электронное зажигание и др. При пуске холодного двигателя в современных карбюраторах используются автоматы пуска и прогрева.

 Скачать реферат