Нас с детства учили выключать свет, когда выходишь из комнаты, и отключать приборы из розетки, когда их не используешь, только не объясняют, почему. Электричество, горячая вода, отопление — незаменимые атрибуты современной жизни. Мы ежедневно пользуемся электроприборами, освещение делает наши дома и квартиры удобными и уютными, а улицы — безопасными, батареи согревают жилые пространства зимой, а без горячей воды сложно обойтись даже летом — вспомните, сколько дискомфорта приносит отключение горячей воды. Мы привыкли к этому, но мало кто задумывается, что свет и тепло — результат сложного процесса, который сильно нагружает природу и требует ресурсов в больших объемах.
Ресурсы — энергия — свет и тепло
Ничто в мире не исчезает в никуда и не появляется из ниоткуда. Так и у электричества, горячей воды и тепла есть источники. Это полезные ископаемые: уголь, газ, нефть и нефтепродукты, урановая руда, а также возобновляемые источники — ветер, вода, солнечный свет, приливы и отливы, биомасса и термальные источники. Прежде, чем свет и тепло достигнут наших домов, ресурсы проходят долгий путь. Сначала они добываются и доставляются на электростанцию. На электростанции из них вырабатывается энергия, которая передается и распределяется по территории и в конце концов доходит до нас.
Мы видим провода, по которым передается электричество, а откуда они тянутся, знают далеко не все. Все, что происходит на электростанции, остается за границами нашего восприятия. Аналогично можно видеть часть труб, по которым течет горячая вода, но где же они берут начало? В централизованных котельных или на тех же электростанциях. Большинство электростанций, кроме электроэнергии, производят тепло — оно является побочным продуктом выработки энергии.
Тепловые электростанции
В России 57,7% электроэнергии производится на тепловых электростанциях (ТЭС). В процессе сгорания ископаемого топлива образуется тепловая энергия пара — она используется для отопления. Далее пар с высоким давлением приводит во вращение турбину. Турбина вращает магнит внутри генератора, который вырабатывает электроэнергию.
Фундамент этого процесса — источники первичной энергии. Это ископаемые виды органического топлива: нефть, уголь и природный газ. Чаще всего на ТЭС используются последние два.
Доля угля в топливно-энергетическом балансе России составляет 15%. Уголь — недорогой вид топлива и широко представлен в разных регионах. Кроме того, разведанные запасы угля больше, чем разведанные запасы природного газа. Но угольные ТЭС обладают более низким КПД по отпуску электроэнергии и быстрее изнашиваются.
В России природный газ составляет 40% первичной энергии. Газ доступен практически во всех промышленных зонах России и более эффективен экономически: электрический КПД современной газовой электростанции может достичь 60%, в то время как угольной — максимум 34%. Кроме того, газ — более чистое топливо: при его сгорании выделяется почти в два раза меньше углекислого газа, чем при сгорании угля.
В малой энергетике (например, в отдаленных регионах, которые не могут быть подключены к общей сети, или на отдельных объектах) чаще всего в виде топлива используются нефтепродукты — мазут и дизель. Дизельное топливо (солярка) — нефтепродукт, который образуется в результате перегонки нефти, но это дорогой и вредный для окружающей среды вид топлива. В середине двадцатого века на некоторых ТЭС активно использовали мазут — смесь тяжелых углеводородов, остаточный продукт перегонки нефти. Но сейчас в качестве основного топлива он не используется из-за высокой цены. Что к лучшему — при сжигании мазута выделяется много оксида серы.
Какой бы из видов топлива не использовался, при его сжигании на ТЭС выделяется углекислый газ и водяной пар. Серый дым, который поднимается из тонких труб ТЭС, — это продукты сгорания, включающие СО2 и массу других вредных элементов. Водяной пар можно увидеть над большими трубами — он так же, как и СО2, является парниковым газом, а значит, его выбросы способствуют изменению климата.
Каждый раз, включая свет или электроприборы, представьте себе картинку: у вас в доме горит свет, работает стиральная машина, заряжается телефон — а на другом конце электросети производится энергия, и парниковые газы поступают в атмосферу. Нас с детства учат выключать свет, когда выходишь из комнаты, и отключать приборы из розетки, когда их не используешь, только не объясняют, почему. Парниковые газы — одна из весомых причин приобрести такую привычку. А еще нефть, уголь, газ — исчерпаемые ресурсы, их запасы не смогут обеспечить энергией будущие поколения. Кроме того, с каждым расходуемым киловаттом энергии ресурсы исчезают из недр земли, а значит, разрушаются экосистемы.
Присоединяйтесь ко Всероссийскому флешмобу «Позитивная энергия»!
Давайте вместе беречь энергию, устраивать цифровой детокс и использовать электротехнику с умом!