Вибір енергії та вплив на суспільство - Tle - Курс наукової освіти - Kartable
Резюме
Енергії, що експлуатуються сьогодні, не можуть забезпечити виробництво, адаптоване до споживання без вичерпання ресурсів та без впливу на навколишнє середовище. Вибір енергії на завтра повинен гарантувати швидкий та стійкий перехід. Мова йде про протистояння інколи антагоністичних цілей неминучим наслідкам для суспільства.
Енергії, що експлуатуються сьогодні
Сьогодні енергія використовується переважно викопним паливом та ядерною енергією. Незважаючи на високу щільність енергії, вони використовують невичерпні ресурси, і їх експлуатація шкідлива для навколишнього середовища. Поновлювані джерела енергії забруднюють менше, але їх використання обмежується періодичним виробництвом та часто низькою ефективністю.
Викопні енергії
Викопне паливо виробляється спалюванням вугілля, природного газу або нафти. Висока щільність енергії та простота зберігання та транспортування ставлять їх на перше місце місце глобального споживання. Їх експлуатація повинна бути обмежена через вплив на навколишнє середовище та їх вичерпаність.
Викопне паливо легко транспортувати. Їх висока щільність енергії робить їх використання простим та ефективним. Енергії, що виробляються при їх спалюванні, мають багато застосувань: транспорт, опалення будинків, а також виробництво електроенергії на теплових електростанціях.
Потужність, яку виробляє теплова електростанція, може досягати 700 МВт, що відповідає споживанню великого міста (приблизно 340 000 жителів).
Але викопне паливо - це невичерпні ресурси: їх запаси зменшуються.
На сьогодні перевірені запаси нафти складають приблизно 50 років світового видобутку.
Викопне паливо є головним фактором викидів парникових газів, що спричиняє забруднення повітря та глобальне потепління.
Викопні родовища зберігаються лише в декількох країнах. Тому їх експлуатація створює геополітичну напругу.
Атомна енергія
Ядерна енергія виробляється шляхом поділу урану. Це забезпечує подачу електроенергії з високою щільністю енергії. Його експлуатація не забруднює атмосферу, але утворює радіоактивні відходи, які повинні зберігатися мільйони років.
Використання ядерної енергії не виділяє парникових газів і є дуже ефективним.
Атомна електростанція зазвичай включає від 2 до 4 реакторів середньою потужністю 1000 МВт. Таким чином, атомна електростанція виробляє від 2000 до 4000 МВт, що приблизно відповідає споживанню від 1 до 2 мільйонів домогосподарств.
У Франції працює 58 ядерних реакторів, розподілених між 19 електростанціями загальною та максимальною потужністю 63 130 МВт (тобто споживання 30 мільйонів домогосподарств).
Невдачами використання ядерної енергії є виробництво радіоактивних відходів, які повинні безпечно зберігатись мільйони років, і ризик серйозних аварій як для людей, так і для навколишнього середовища. Імовірність таких аварій дуже мала, але не дорівнює нулю.
Крім того, запаси урану на Землі обмежені, ця форма енергії не відновлювана.
Поновлювані джерела енергії
Поновлювані джерела енергії виробляються шляхом використання потоків (сонячна радіація, вітер, морські течії тощо) та запасів (біомаси), які не вичерпуються споживанням людиною. Їх використання обмежене періодичною роботою від природи та часто низьким урожаєм.
За визначенням, відновлювані джерела енергії безмежні. Як правило, їх експлуатація не виділяє парникових газів (крім спалення біомаси), і це безпечно, оскільки не представляє особливих ризиків.
Поновлювані джерела енергії в основному використовуються для періодичного виробництва електроенергії.
Вночі, за відсутності вітру та світла, вітрогенератори та сонячні панелі не можуть нічого виробляти для постачання електричної мережі.
Отже, складне в даний час зберігання великої кількості електричної енергії є проблематичним, особливо у сферах транспорту та промисловості, де вони не можуть замінити невідновлювані джерела енергії.
Деякі транспортні засоби можуть живитися від акумуляторів, які зберігають електричну енергію, можливо, від відновлюваних джерел енергії, але це неможливо для найбільш енергоємних транспортних засобів, таких як літаки.
Вплив відновлюваних джерел енергії на навколишнє середовище не є повністю позитивним. Встановлення діючих майданчиків та необхідних пристроїв може виділяти парникові гази.
Виробництво вітрогенератора виробляє парникові гази. Таким чином, підраховано, що кінцевий вуглецевий слід становить близько 14 г еквіваленту \ ce за 1 кВт-год, виробленого за цією технологією.
Виробництво пристроїв може вимагати обмежених та обмежених ресурсів.
Для виготовлення фотоелектричних панелей потрібні рідкісні метали, відкладення яких мають дуже негативний вплив на навколишнє середовище.
Необхідні споруди можуть погіршити екосистеми та ландшафт територій.
Вітрові турбіни та гідроелектростанції не залишаються непоміченими в ландшафті і порушують життя тварин, які мешкають неподалік.
Енергія, вироблена гідроелектростанціями, є найдешевшою та найефективнішою. Навіть якщо проекти такого типу дорогі, експлуатаційні витрати та витрати на технічне обслуговування є низькими, а французькі дамби часто амортизуються протягом тривалого часу.
На жаль, створення дамби створює проблеми для місцевих екосистем. Крім того, французький гідроелектропарк, встановлений протягом багатьох років, не має багато місця для розвитку.
У 2018 році Франція посіла 2 місце в Європі та 10 місце у світі за виробництвом гідроенергії в 63,1 ТВт-год.
Вибір енергії на завтра
Щоб вирішити кліматичні та екологічні проблеми, енергетичний вибір майбутнього повинен забезпечити швидкий та стійкий перехід. Передбачені шляхи полягають у мінімізації кількості споживаної енергії. Яку б енергію не вибрали, слід передбачити управління ризиками. Суміш енергії є адаптивним рішенням у короткостроковій перспективі. Декілька технологічних інновацій також вивчаються з метою виробництва менше забруднюючих енергій, економії енергії або навіть знезараження.
Кліматичне та екологічне питання
Проблема клімату та довкілля є головним викликом для суспільства на початку 21 століття століття. Вибір енергетичного переходу базується на стійкому режимі перетворення та використання енергії.
Сьогодні доведено, що якщо концентрація парникових газів продовжуватиме зростати з нинішніми темпами, глобальна температура Землі зросте приблизно до 4 ° C до 2100 року.
Починаючи з 1995 року, більше ста країн щорічно збираються під час КС (Конференції сторін) для обговорення клімату та боротьби з глобальним потеплінням. Через складність теми та її викликів це тривалий процес, в якому екологічні, економічні, соціальні та дипломатичні питання змішуються.
З COP 21 та Паризькою угодою, прийнятими 195 країнами (серед найбільших викидів в країні, таких як США, Канада, Китай чи Австралія), з’являється надія зменшити викиди парникових газів та обмежити глобальне потепління до 2 ° C. або навіть 1,5 ° C до 2100 року.
Мінімізуйте кількість споживаної енергії
Скорочення запасів викопної та ядерної енергії, що не відновлюються, та необхідність обмеження їх викидів роблять необхідним мінімізувати кількість споживаної енергії.
Найкращим рішенням для економії невідновлюваних джерел енергії та зменшення різноманітних викидів є споживання менше енергії в цілому. У майбутньому ця економія енергії також дасть можливість адаптувати споживання до нижчого виробництва відновлюваних джерел енергії.
Уряди можуть зменшити споживану енергію, будуючи менш енергоємні будівлі, розробляючи колективні транспортні засоби та заохочуючи галузі та приватних осіб використовувати менш споживані енергію об'єкти та пристрої.
На відміну від того, що можна подумати, експлуатація нової форми енергії не зменшує експлуатацію старих енергій: починаючи з індустріальної ери, гіпер-ріст у багатьох країнах означав, що споживання різних видів енергії постійно накопичується.
Оскільки енергетичні ресурси обмежені, неможливо здійснити масштабну економію енергії.
Управління ризиками
Щоб бути стійким, використання певних видів енергії вимагає відповідного управління ризиками.
Вибір енергії повинен бути зроблений з урахуванням проблем та небезпек, пов'язаних з обраним рішенням. Ризик складається із поєднання небезпеки та викликів.
Як тільки ризик буде виявлений та проаналізований, попередні заходи встановлюються перед будівництвом ділянки, щоб передбачити правила. Здійснено зниження ризику у джерела. Населення інформується про ризики. Підготовлено організацію аварійних служб, інструкції на випадок аварії та системи попередження. Передбачаються кошти, що дозволяють забезпечити компенсацію у випадку аварії.
Запобіжні заходи у випадку ядерного ризику:
- регулювання: закони, що встановлюють правила створення, будівництва, експлуатації, нагляду, демонтажу, захисту працівників, викидів та інспекцій;
- зниження ризиків у джерела: системи охолодження для пом'якшення будь-яких аварій, постійний моніторинг станції під час роботи, кваліфікований та навчений персонал;
- інформація для населення: робота електростанції, вплив на навколишнє середовище;
- тривога: очікування сигналу тривоги для населення;
- організація аварійних служб: у центральній, для населення;
- вказівки на випадок аварії: план утримання та евакуації, вказівки щодо їжі, лікування у разі опромінення (наявність таблеток йоду);
- компенсація: оператор повинен скласти бюджет 100 мільйонів євро. Крім цього, держава бере на себе.
Ці заходи можна застосовувати до інших енергій та у більшій чи меншій мірі.
Тому вибір місця розташування та використана енергія повинні враховувати багато факторів ризику. Співвідношення користь/ризик повинно бути ідеально контрольованим.
Суміш енергії
Суміш енергії - це розподіл різних джерел енергії, споживаних у певному географічному районі. Він повинен бути адаптований до місцевої доступності.
Ісландії вдається використати свою унікальну геологію так, що її енергетична суміш демонструє більшість і значну частку відновлюваних джерел енергії (геотермальної та гідравлічної):
Хоча завдяки своїй енергетичній суміші Ісландії вдається виробляти всю свою електричну енергію з відновлюваних ресурсів, рівень викидів \ ce на душу населення в цій країні дорівнює середньому європейському показнику. Дійсно, його економічний динамізм, заснований на туризмі, призвів до збільшення повітряного руху (літаків, вертольотів) і автомобільного транспорту, споживачів викопного палива, що погіршило баланс \ на душу населення цього малонаселеного острова (360 000 постійних жителів).
Для сталого енергетичного переходу енергетичний комбінат повинен максимально забезпечувати виробництво енергії, яка не виділяє парникових газів, викиди яких не є шкідливими та керованими та адаптовані до місцевих ресурсів.
Французька експлуатація ядерної енергетики не може вважатися стійкою, оскільки використовуваний уран надходить переважно з шахт Нігеру та Казахстану. Видобуток цього мінералу в цих країнах має значний вплив на навколишнє середовище, його транспорт у Франції збільшує вуглецевий слід, а залежність Франції від цих країн породжує змову та геополітичну напруженість.
Адекватність виробництва/споживання, яку також називають "розширенням", полягає у пристосуванні виробництва до потреб шляхом управління різними виробничими ділянками, так що виробничі втрати на одній ділянці компенсуються виробництвом на іншій. Таким чином, цей принцип роботи дасть можливість реагувати на періодичність операцій з відновлюваною енергією.
Проект Desertec планує використати надлишок енергії з пустель Північної Африки та Близького Сходу, щоб забезпечити стійке постачання сусідніх регіонів (зокрема, Європи) відновлюваною енергією від сонячних фотоелектричних установок, термодинаміки та вітрових електростанцій.
Технологічні інновації
Серед досліджуваних технологічних інновацій сектор водню є перспективним як для зберігання енергії, так і для виробництва. Вивчаються інші рішення з метою зменшення забруднюючої енергії, економії енергії або очищення.
У паливних елементах водень використовується для накопичення енергії в хімічній формі. Це сховище є особливо цікавим, коли воно поєднується з експлуатацією часто періодично відновлюваних джерел енергії. Хімічна реакція між дигідродом та діоксидом дає можливість відновити енергію в електричній формі за потребою. Недоліком є те, що ефективність цих найефективніших акумуляторів в даний час становить лише 30%. Тому багато лабораторій планують підвищити свою ефективність, робота двох команд американських хіміків дозволяє нам сподіватися на досягнення врожайності 98%.
Водень також може дозволити виробництво електричної енергії без викидів парникових газів і утворення мало радіоактивних відходів, якщо ядерний синтез цього хімічного елемента буде контролюватися одного дня. Це полягає в підвищенні температури водню настільки, щоб певні атоми плавилися, виділяючи велику кількість енергії, подібно до того, що відбувається в серці Сонця.
- Вища школа
- Термінале
- Наукова освіта
- Курс: Вибір енергії та вплив на суспільство
09 73 28 96 71 (Ціна місцевого дзвінка)
Потрібна інформація ?
Потрібна додаткова інформація про підписку чи вміст? Наші педагогічні консультанти готові допомогти вам і відповісти на ваші запитання електронною поштою або телефоном, з понеділка по п’ятницю з 9:00 до 18:30.
4.52299/5 на основі 14637 відгуків
Альфа слідкує за вами скрізь
Знайдіть Alfa в додатку, на сайті, у вашій поштовій скриньці або в соціальних мережах. Він супроводжує вас протягом вашої шкільної кар’єри, щоб допомогти вам прогресувати, мотивувати вас і відповісти на ваші запитання.