Masalah lingkungan yang terkait dengan pembakaran bahan bakar. Masalah lingkungan rekayasa tenaga termal

Dampak pembangkit listrik termal terhadap lingkungan sangat tergantung pada jenis bahan bakar yang dibakar (padat dan cair).

Saat terbakar bahan bakar padat fly ash dengan partikel bahan bakar yang tidak terbakar, anhidrida belerang dan sulfat, nitrogen oksida, sejumlah senyawa fluor, serta produk gas dari pembakaran bahan bakar yang tidak sempurna memasuki atmosfer. Fly ash dalam beberapa kasus mengandung, selain komponen tidak beracun, kotoran yang lebih berbahaya. Jadi, dalam abu antrasit Donetsk, arsenik terkandung dalam jumlah kecil, dan dalam abu Ekibastuz dan beberapa endapan lainnya - silikon dioksida bebas, dalam abu serpih dan batu bara dari cekungan Kansk-Achinsk - kalsium oksida bebas.

Batu bara - bahan bakar fosil yang paling melimpah di planet kita. Para ahli percaya bahwa cadangannya akan bertahan selama 500 tahun. Selain itu, batubara lebih merata di seluruh dunia dan lebih ekonomis daripada minyak. Bahan bakar cair sintetis dapat diperoleh dari batubara. Cara memperoleh bahan bakar dengan mengolah batubara telah lama dikenal. Namun, biaya produk semacam itu terlalu tinggi. Proses berlangsung pada tekanan tinggi. Bahan bakar ini memiliki satu keunggulan yang tak terbantahkan - ia memiliki nilai oktan yang lebih tinggi. Artinya akan lebih ramah lingkungan.

gambut. Ada sejumlah dampak lingkungan negatif yang terkait dengan penggunaan energi gambut sebagai akibat dari penambangan gambut dalam skala besar. Ini termasuk, khususnya, pelanggaran rezim sistem air, perubahan lanskap dan penutup tanah di tempat-tempat ekstraksi gambut, penurunan kualitas sumber air tawar lokal dan polusi cekungan udara, penurunan tajam dalam kondisi kehidupan hewan. Kesulitan lingkungan yang signifikan juga muncul sehubungan dengan kebutuhan untuk mengangkut dan menyimpan gambut.

Saat terbakar bahan bakar cair(bahan bakar minyak) dengan gas buang ke udara atmosfer masuk: anhidrida belerang dan belerang, nitrogen oksida, senyawa vanadium, garam natrium, serta zat yang dikeluarkan dari permukaan boiler selama pembersihan. Dari sudut pandang lingkungan, bahan bakar cair lebih “higienis”. Pada saat yang sama, masalah pembuangan abu benar-benar hilang, yang menempati area yang luas, mengecualikan penggunaannya yang bermanfaat dan merupakan sumber polusi atmosfer yang konstan di area stasiun karena penghilangan sebagian abu dengan angin. Tidak ada fly ash dalam produk pembakaran bahan bakar cair.

Gas alam. Ketika gas alam dibakar, nitrogen oksida merupakan polutan udara yang signifikan. Namun, emisi oksida nitrogen ketika gas alam dibakar di pembangkit listrik termal rata-rata 20% lebih rendah daripada ketika batu bara dibakar. Ini bukan karena sifat bahan bakar itu sendiri, tetapi karena kekhasan proses pembakaran. Rasio udara berlebih untuk pembakaran batubara lebih rendah daripada untuk pembakaran gas alam. Dengan demikian, gas alam adalah jenis bahan bakar energi yang paling ramah lingkungan dalam hal pelepasan nitrogen oksida selama pembakaran.

Dampak kompleks pembangkit listrik termal pada biosfer secara keseluruhan diilustrasikan pada Tabel. satu.

Dengan demikian, batu bara, minyak dan produk minyak, gas alam dan, lebih jarang, kayu dan gambut digunakan sebagai bahan bakar di pembangkit listrik tenaga panas. Komponen utama bahan yang mudah terbakar adalah karbon, hidrogen dan oksigen, sulfur dan nitrogen terkandung dalam jumlah yang lebih kecil, jejak logam dan senyawanya (paling sering oksida dan sulfida) juga ada.

Dalam industri tenaga panas, sumber emisi atmosfer besar dan limbah padat bertonase besar adalah pembangkit listrik termal, perusahaan dan instalasi fasilitas tenaga uap, yaitu setiap perusahaan yang pekerjaannya terkait dengan pembakaran bahan bakar.

Seiring dengan emisi gas, rekayasa tenaga panas menghasilkan banyak limbah padat. Ini termasuk abu dan terak.

Pabrik persiapan batubara limbah mengandung 55-60% SiO 2 , 22-26% Al 2 O 3 , 5-12% Fe 2 O 3 , 0,5-1% CaO, 4-4,5% K 2 O dan Na 2 O dan hingga 5% C. Mereka memasuki tempat pembuangan, yang menghasilkan debu, asap dan secara drastis memperburuk keadaan atmosfer dan wilayah yang berdekatan.

Kehidupan di Bumi muncul dalam atmosfer yang tereduksi, dan hanya lama kemudian, setelah sekitar 2 miliar tahun, biosfer secara bertahap mengubah atmosfer yang tereduksi menjadi atmosfer yang mengoksidasi. Pada saat yang sama, materi hidup sebelumnya telah dikeluarkan dari atmosfer berbagai zat, khususnya, karbon dioksida, membentuk deposit besar batu kapur dan senyawa karbon lainnya. Sekarang kami peradaban teknogenik menghasilkan aliran gas pereduksi yang kuat, terutama karena pembakaran bahan bakar fosil untuk energi. Selama 30 tahun, dari 1970 hingga 2000, sekitar 450 miliar barel minyak, 90 miliar ton batu bara, 11 triliun. m 3 gas (Tabel 2).

Emisi udara dari pembangkit listrik 1.000 MW/tahun (ton)

Bagian utama dari emisi ditempati oleh karbon dioksida - sekitar 1 juta ton dalam hal karbon 1 Mt. Dengan air limbah dari pembangkit listrik termal, 66 ton bahan organik, 82 ton asam sulfat, 26 ton klorida, 41 ton fosfat, dan hampir 500 ton partikel tersuspensi dikeluarkan setiap tahun. Abu dari pembangkit listrik sering kali mengandung konsentrasi tinggi zat-zat berat, tanah jarang, dan radioaktif.

Pembangkit listrik tenaga batu bara membutuhkan 3,6 juta ton batu bara, 150 m 3 air dan sekitar 30 miliar m 3 udara per tahun. Angka-angka ini tidak memperhitungkan gangguan lingkungan yang terkait dengan ekstraksi dan pengangkutan batubara.

Mengingat pembangkit listrik tersebut telah aktif beroperasi selama beberapa dekade, maka dampaknya dapat dibandingkan dengan gunung berapi. Tetapi jika yang terakhir biasanya membuang produk vulkanisme dalam jumlah besar sekaligus, maka pembangkit listrik melakukan ini sepanjang waktu. Selama puluhan ribu tahun, aktivitas gunung berapi belum dapat secara nyata mempengaruhi komposisi atmosfer, dan aktivitas ekonomi manusia telah menyebabkan perubahan seperti itu selama sekitar 100-200 tahun, terutama karena pembakaran bahan bakar fosil dan emisi gas rumah kaca oleh penghancuran. dan ekosistem yang rusak.

Efisiensi pembangkit listrik masih rendah yaitu sebesar 30-40%, sebagian besar bahan bakar yang dibakar sia-sia. Energi yang diterima digunakan dalam satu atau lain cara dan akhirnya berubah menjadi panas, yaitu, selain polusi kimia, polusi termal memasuki biosfer.

Pencemaran dan limbah dari fasilitas energi dalam bentuk fase gas, cair dan padat didistribusikan ke dalam dua aliran: satu menyebabkan perubahan global, dan yang lainnya menyebabkan perubahan regional dan lokal. Hal yang sama berlaku di sektor ekonomi lainnya, tetapi energi dan pembakaran bahan bakar fosil tetap menjadi sumber polutan global utama. Mereka memasuki atmosfer, dan karena akumulasinya, konsentrasi komponen gas kecil di atmosfer, termasuk gas rumah kaca, berubah. Di atmosfer, muncul gas yang praktis tidak ada di dalamnya sebelumnya - klorofluorokarbon. Ini adalah polutan global dengan tingkat Efek rumah kaca dan pada saat yang sama berpartisipasi dalam penghancuran lapisan ozon di stratosfer.

Dengan demikian, perlu dicatat bahwa pada tahap saat ini, pembangkit listrik termal mengeluarkan sekitar 20% dari jumlah total semua limbah industri berbahaya ke atmosfer. Mereka secara signifikan mempengaruhi lingkungan area lokasi mereka dan keadaan biosfer secara keseluruhan. Yang paling berbahaya adalah pembangkit listrik kondensasi yang beroperasi dengan bahan bakar kelas rendah. Jadi, ketika membakar di stasiun selama 1 jam 1060 ton batubara Donetsk, 34,5 ton terak dikeluarkan dari tungku boiler, 193,5 ton abu dikeluarkan dari bunker presipitator elektrostatik yang membersihkan gas sebesar 99%, dan 10 juta m 3 dipancarkan ke atmosfer melalui pipa gas buang. Gas-gas ini, selain residu nitrogen dan oksigen, mengandung 2.350 ton karbon dioksida, 251 ton uap air, 34 ton sulfur dioksida, 9,34 ton nitrogen oksida (dalam hal dioksida) dan 2 ton abu terbang tidak "tertangkap". ” oleh presipitator elektrostatik.

Air limbah dari pembangkit listrik termal dan air hujan dari wilayahnya, terkontaminasi dengan limbah dari siklus teknologi pembangkit listrik dan mengandung vanadium, nikel, fluor, fenol dan produk minyak, ketika dibuang ke badan air, dapat mempengaruhi kualitas air dan organisme air. Perubahan komposisi kimia zat-zat tertentu menyebabkan pelanggaran terhadap kondisi habitat yang ditetapkan di reservoir dan mempengaruhi komposisi spesies dan kelimpahan organisme air dan bakteri, dan pada akhirnya dapat menyebabkan pelanggaran proses pemurnian diri badan air. dari polusi dan penurunan kondisi sanitasi mereka.

Apa yang disebut polusi termal badan air dengan beragam pelanggaran kondisinya juga berbahaya. Pembangkit listrik termal menghasilkan energi menggunakan turbin yang digerakkan oleh uap panas. Selama pengoperasian turbin, perlu untuk mendinginkan uap buangan dengan air, oleh karena itu, aliran air terus menerus keluar dari pembangkit listrik, biasanya dipanaskan pada 8-12 ° C dan dibuang ke reservoir. Pembangkit listrik termal yang besar membutuhkan volume air yang besar. Mereka melepaskan 80-90 m 3 /s air dalam keadaan panas. Ini berarti bahwa aliran air hangat yang kuat terus mengalir ke reservoir, kira-kira pada skala Sungai Moskow.

Zona pemanasan, yang terbentuk pada pertemuan "sungai" yang hangat, adalah semacam bagian reservoir, di mana suhu maksimum pada titik pelimpah dan menurun dengan jarak darinya. Zona pemanasan pembangkit listrik termal besar menempati area beberapa puluh kilometer persegi. Di musim dingin, polinya terbentuk di zona panas (di garis lintang utara dan tengah). Selama bulan-bulan musim panas, suhu di zona yang dipanaskan tergantung pada suhu alami air masuk. Jika suhu air di reservoir 20 °C, maka di zona pemanasan bisa mencapai 28-32 °C.

Sebagai hasil dari peningkatan suhu di reservoir dan pelanggaran rezim hidrotermal alami mereka, proses "mekarnya" air meningkat, kemampuan gas untuk larut dalam air berkurang, dan properti fisik air, semua proses kimia dan biologis yang terjadi di dalamnya dipercepat, dll. Di zona pemanasan, transparansi air berkurang, pH meningkat, dan laju dekomposisi zat yang mudah teroksidasi meningkat. Laju fotosintesis dalam air seperti itu sangat berkurang.

Kirim karya bagus Anda di basis pengetahuan sederhana. Gunakan formulir di bawah ini

Mahasiswa, mahasiswa pascasarjana, ilmuwan muda yang menggunakan basis pengetahuan dalam studi dan pekerjaan mereka akan sangat berterima kasih kepada Anda.

SEROV METALURGICAL COLLEGE

abstrak

pada Dasar-dasar ekologi pengelolaan alam

pada topik:Masalah lingkungan yang terkait dengan pengembangan energi

Terpenuhisebuah: murid

departemen korespondensi

IVkursus grup TiTO

Sochneva Natalia

Diperiksa oleh: guru

Chernysheva N.G.

pengantar

1. Masalah lingkungan rekayasa tenaga termal

2. Masalah lingkungan pembangkit listrik tenaga air

3. Masalah tenaga nuklir

4. Beberapa cara untuk memecahkan masalah energi modern

Kesimpulan

Daftar literatur yang digunakan

pengantar

Ada ungkapan kiasan bahwa kita hidup di era tiga "E": ekonomi, energi, ekologi. Pada saat yang sama, ekologi sebagai ilmu dan cara berpikir semakin menarik perhatian umat manusia.

Ekologi dianggap sebagai ilmu dan disiplin akademik, yang dirancang untuk mempelajari hubungan antara organisme dan lingkungan dalam semua keanekaragamannya. Pada saat yang sama, lingkungan tidak hanya dipahami sebagai dunia alam mati, tetapi juga dampak beberapa organisme atau komunitasnya terhadap organisme dan komunitas lain. Ekologi kadang-kadang hanya dikaitkan dengan studi tentang habitat atau lingkungan. Yang terakhir ini pada dasarnya benar, dengan koreksi penting, bagaimanapun, bahwa lingkungan tidak dapat dianggap terpisah dari organisme, seperti halnya organisme di luar habitatnya tidak dapat dipertimbangkan. Ini adalah bagian penyusun dari keseluruhan fungsional tunggal, yang ditekankan oleh definisi ekologi di atas sebagai ilmu tentang hubungan antara organisme dan lingkungan.

Ekologi energi adalah cabang produksi yang berkembang dengan kecepatan yang belum pernah terjadi sebelumnya. Jika penduduk dalam kondisi modern ledakan populasi dua kali lipat dalam 40-50 tahun, maka dalam produksi dan konsumsi energi ini terjadi setiap 12-15 tahun. Dengan rasio pertumbuhan penduduk dan energi seperti itu, pasokan energi meningkat seperti longsoran salju tidak hanya secara total, tetapi juga per kapita.

Saat ini, kebutuhan energi dipenuhi terutama oleh tiga jenis sumber energi: bahan bakar organik, air, dan inti atom. Energi air dan energi atom digunakan oleh manusia setelah diubah menjadi energi listrik. Pada saat yang sama, sejumlah besar energi yang terkandung dalam bahan bakar organik digunakan dalam bentuk energi panas, dan hanya sebagian yang diubah menjadi energi listrik. Namun, dalam kedua kasus, pelepasan energi dari bahan bakar organik dikaitkan dengan pembakarannya, dan, akibatnya, dengan pelepasan produk pembakaran ke lingkungan.

Tujuan dari pekerjaan ini adalah untuk mempelajari dampak terhadap lingkungan dari berbagai jenis energi (tenaga panas, tenaga air, tenaga nuklir) dan mempertimbangkan cara untuk mengurangi emisi dan polusi dari fasilitas energi. Saat menulis esai ini, saya menetapkan tugas untuk mengidentifikasi cara untuk memecahkan masalah dari masing-masing jenis energi yang dipertimbangkan.

1. Ahli ekologimasalah kal teknik tenaga termal

Dampak pembangkit listrik termal terhadap lingkungan sangat tergantung pada jenis bahan bakar yang dibakar (padat dan cair).

gambut. Ada sejumlah dampak lingkungan negatif yang terkait dengan penggunaan energi gambut sebagai akibat dari penambangan gambut dalam skala besar. Ini termasuk, khususnya, pelanggaran rezim sistem air, perubahan lanskap dan tutupan tanah di lokasi ekstraksi gambut, penurunan kualitas sumber air tawar lokal dan polusi cekungan udara, dan penurunan tajam dalam kondisi kehidupan. hewan. Kesulitan lingkungan yang signifikan juga muncul sehubungan dengan kebutuhan untuk mengangkut dan menyimpan gambut.

Dampak kompleks pembangkit listrik termal pada biosfer secara keseluruhan diilustrasikan pada Tabel. satu.

Seiring dengan emisi gas, rekayasa tenaga panas menghasilkan banyak limbah padat. Ini termasuk abu dan terak.

Kehidupan di Bumi muncul dalam atmosfer yang tereduksi, dan hanya lama kemudian, setelah sekitar 2 miliar tahun, biosfer secara bertahap mengubah atmosfer yang tereduksi menjadi atmosfer yang mengoksidasi. Pada saat yang sama, makhluk hidup sebelumnya menghilangkan berbagai zat dari atmosfer, khususnya karbon dioksida, membentuk endapan besar batu kapur dan senyawa yang mengandung karbon lainnya. Sekarang peradaban teknogenik kita telah menghasilkan aliran kuat pengurangan gas, terutama karena pembakaran bahan bakar fosil untuk mendapatkan energi. Selama 30 tahun, dari 1970 hingga 2000, sekitar 450 miliar barel minyak, 90 miliar ton batu bara, 11 triliun. m 3 gas (Tabel 2).

Emisi udara dari pembangkit listrik 1.000 MW/tahun (ton)

Pencemaran dan limbah dari fasilitas energi dalam bentuk fase gas, cair dan padat didistribusikan ke dalam dua aliran: satu menyebabkan perubahan global, dan yang lainnya menyebabkan perubahan regional dan lokal. Hal yang sama berlaku di sektor ekonomi lainnya, tetapi energi dan pembakaran bahan bakar fosil tetap menjadi sumber polutan global utama. Mereka memasuki atmosfer, dan karena akumulasinya, konsentrasi komponen gas kecil di atmosfer, termasuk gas rumah kaca, berubah. Di atmosfer, muncul gas yang praktis tidak ada di dalamnya sebelumnya - klorofluorokarbon. Ini adalah polutan global yang memiliki efek rumah kaca yang tinggi dan pada saat yang sama berpartisipasi dalam perusakan lapisan ozon stratosfer.

Sebagai hasil dari peningkatan suhu di reservoir dan pelanggaran rezim hidrotermal alami mereka, proses "mekarnya" air meningkat, kemampuan gas untuk larut dalam air berkurang, sifat fisik air berubah, semua bahan kimia dan proses biologis yang terjadi di dalamnya dipercepat, dll. Di zona pemanasan, transparansi air berkurang, pH meningkat, laju dekomposisi zat yang mudah teroksidasi meningkat. Laju fotosintesis dalam air seperti itu sangat berkurang.

2. Masalah lingkungan pembangkit listrik tenaga air

Fitur yang paling penting dari sumber daya tenaga air dibandingkan dengan bahan bakar dan sumber daya energi adalah pembaruan terus-menerus mereka. Minimnya kebutuhan bahan bakar untuk HPP menentukan rendahnya biaya listrik yang dihasilkan di HPP. Oleh karena itu, pembangunan HPP, meskipun investasi modal spesifik yang signifikan per 1 kW kapasitas terpasang dan periode konstruksi yang lama, telah dan sedang diberikan sangat penting, terutama jika dikaitkan dengan lokasi industri padat listrik.

Pembangkit listrik tenaga air adalah kompleks struktur dan peralatan yang dengannya energi aliran air diubah menjadi energi listrik. Pembangkit listrik tenaga air terdiri dari serangkaian struktur hidrolik yang menyediakan konsentrasi aliran air yang diperlukan dan menciptakan tekanan, dan peralatan listrik yang mengubah energi air yang bergerak di bawah tekanan menjadi energi rotasi mekanis, yang, pada gilirannya, diubah menjadi energi listrik. .

Meskipun relatif murahnya energi yang diperoleh dari sumber daya air, bagian mereka dalam keseimbangan energi secara bertahap menurun. Hal ini disebabkan oleh menipisnya sumber daya termurah dan kapasitas teritorial yang besar dari waduk dataran rendah. Diyakini bahwa di masa depan, produksi energi hidroelektrik dunia tidak akan melebihi 5% dari total.

Satu dari alasan yang paling penting pengurangan bagian energi yang diterima di HPP merupakan dampak kuat dari semua tahap konstruksi dan pengoperasian fasilitas hidro terhadap lingkungan (Tabel 3).

Menurut berbagai penelitian, salah satu dampak terpenting pembangkit listrik tenaga air terhadap lingkungan adalah pengasingan lahan subur (dataran banjir) yang luas untuk waduk. Di Rusia, di mana tidak lebih dari 20% dari energi listrik, sedikitnya 6 juta hektar lahan tergenang selama pembangunan pembangkit listrik tenaga air. Ekosistem alam telah hancur di tempatnya.

Sebagian besar lahan di dekat waduk mengalami banjir sebagai akibat dari naiknya permukaan air tanah. Lahan-lahan ini, sebagai suatu peraturan, masuk ke dalam kategori lahan basah. Dalam kondisi datar, lahan yang tergenang bisa 10% atau lebih dari yang tergenang. Perusakan daratan dan ekosistemnya juga terjadi sebagai akibat dari kehancurannya oleh air (abrasi) selama pembentukan garis pantai. Proses abrasi biasanya berlangsung selama beberapa dekade, menghasilkan pengolahan massa tanah yang besar, pencemaran air, dan pendangkalan waduk. Dengan demikian, pembangunan waduk dikaitkan dengan pelanggaran tajam terhadap rezim hidrologi sungai, ekosistemnya, dan komposisi spesies hidrobion.

Di reservoir, pemanasan air meningkat tajam, yang mengintensifkan hilangnya oksigen dan proses lain yang disebabkan oleh polusi termal. Yang terakhir, bersama dengan akumulasi zat biogenik, menciptakan kondisi untuk pertumbuhan berlebih dari badan air dan pengembangan ganggang yang intensif, termasuk yang biru-hijau beracun. Karena alasan ini, serta karena pembaruan air yang lambat, kemampuan mereka untuk memurnikan diri berkurang tajam.

Penurunan kualitas air menyebabkan kematian banyak penduduknya. Insiden stok ikan meningkat, terutama kerentanan terhadap cacing. Kualitas rasa penghuni lingkungan perairan berkurang.

Rute migrasi ikan terganggu, tempat mencari makan, tempat pemijahan, dll dihancurkan. Volga sebagian besar telah kehilangan signifikansinya sebagai tempat pemijahan ikan sturgeon Kaspia setelah pembangunan pembangkit listrik tenaga air di atasnya.

Pada akhirnya, sistem sungai yang terhalang oleh waduk berubah dari sistem transit menjadi sistem akumulasi transit. Selain zat biogenik, logam berat, unsur radioaktif, dan banyak pestisida dengan umur panjang terakumulasi di sini. Produk akumulasi membuatnya bermasalah untuk menggunakan wilayah yang ditempati oleh reservoir setelah likuidasi mereka.

Reservoir memiliki dampak signifikan pada proses atmosfer. Misalnya, di daerah gersang (kering), penguapan dari permukaan reservoir melebihi penguapan dari permukaan tanah yang sama hingga puluhan kali lipat.

Penurunan suhu udara dan peningkatan fenomena berkabut dikaitkan dengan peningkatan penguapan. Perbedaan antara keseimbangan termal reservoir dan tanah yang berdekatan menentukan pembentukan angin lokal seperti angin sepoi-sepoi. Ini, serta fenomena lainnya, menghasilkan perubahan ekosistem (tidak selalu positif), perubahan cuaca. Dalam beberapa kasus, di area waduk, perlu untuk mengubah arah pertanian. Misalnya, di wilayah selatan Di negara kita, beberapa tanaman yang menyukai panas (melon) tidak punya waktu untuk matang, jumlah tanaman meningkat, dan kualitas produk memburuk.

Biaya konstruksi hidrolik untuk lingkungan terasa lebih rendah di daerah pegunungan, di mana waduk biasanya berukuran kecil. Namun, di daerah pegunungan seismik, waduk dapat memicu gempa bumi. Kemungkinan terjadinya tanah longsor dan kemungkinan terjadinya bencana sebagai akibat dari kemungkinan kehancuran bendungan Jadi, pada tahun 1960, di India (negara bagian Gunjarat), akibat jebolnya bendungan, air merenggut 15.000 nyawa.

Karena kekhasan teknologi penggunaan energi air, fasilitas pembangkit listrik tenaga air mengubah proses alami untuk waktu yang sangat lama. Misalnya, reservoir pembangkit listrik tenaga air (atau sistem reservoir dalam kasus kaskade pembangkit listrik tenaga air) dapat ada selama puluhan dan ratusan tahun, sementara di tempat aliran air alami, objek buatan muncul dengan pengaturan buatan. proses alami - sistem teknis alami (NTS). Dalam hal ini, tugas direduksi menjadi pembentukan PTS semacam itu yang akan memastikan pembentukan kompleks yang andal dan aman bagi lingkungan. Pada saat yang sama, rasio antara subsistem utama PTS (objek teknologi dan lingkungan alam) dapat sangat berbeda tergantung pada prioritas yang dipilih - teknis, lingkungan, sosial-ekonomi, dll., dan prinsip keamanan lingkungan dapat dirumuskan, misalnya, sebagai mempertahankan keadaan stabil tertentu dari PTS yang dihasilkan.

Cara efektif untuk mengurangi banjir wilayah adalah dengan meningkatkan jumlah HPP dalam kaskade dengan penurunan tekanan pada setiap tahap dan, akibatnya, permukaan reservoir.

Masalah lingkungan lain dari pembangkit listrik tenaga air terkait dengan penilaian kualitas lingkungan perairan. Pencemaran air saat ini bukan disebabkan oleh proses teknologi pembangkit listrik di pembangkit listrik tenaga air (volume polusi yang datang dengan air limbah dari pembangkit listrik tenaga air adalah bagian yang dapat diabaikan dalam massa total polusi kompleks ekonomi), sebuah kualitas rendah pekerjaan sanitasi dan teknis selama pembuatan waduk dan pembuangan air limbah yang tidak diolah ke badan air.

Sebagian besar nutrisi yang dibawa oleh sungai disimpan di reservoir. Dalam cuaca hangat, ganggang dapat berkembang biak dalam massa di lapisan permukaan reservoir yang kaya nutrisi, atau eutrofik. Selama fotosintesis, alga mengkonsumsi nutrisi dari reservoir dan menghasilkan oksigen dalam jumlah besar. Ganggang mati memberi air bau dan rasa yang tidak enak, menutupi bagian bawah dengan lapisan tebal dan mencegah orang beristirahat di tepi waduk.

Pada tahun-tahun pertama setelah reservoir diisi, banyak vegetasi yang membusuk muncul di dalamnya, dan tanah "baru" dapat secara drastis mengurangi tingkat oksigen di dalam air. Pembusukan bahan organik dapat menyebabkan pelepasan sejumlah besar gas rumah kaca - metana dan karbon dioksida.

Mengingat dampak HPP terhadap lingkungan, fungsi HPP yang menyelamatkan jiwa harus tetap diperhatikan. Dengan demikian, pembangkitan setiap miliar kWh listrik di pembangkit listrik tenaga air alih-alih pembangkit listrik termal menyebabkan penurunan angka kematian sebesar 100-226 orang per tahun.

3. Masalah tenaga nuklir

Tenaga nuklir saat ini dapat dianggap sebagai yang paling menjanjikan. Hal ini terkait baik dengan cadangan besar bahan bakar nuklir, dan dengan dampak yang lembut terhadap lingkungan. Keuntungannya juga termasuk kemungkinan membangun pembangkit listrik tenaga nuklir tanpa terikat pada cadangan sumber daya, karena transportasinya tidak memerlukan biaya yang signifikan karena volumenya yang kecil. Cukuplah untuk mengatakan bahwa 0,5 kg bahan bakar nuklir memungkinkan Anda mendapatkan energi sebanyak membakar 1000 ton batu bara.

Diketahui bahwa proses yang mendasari produksi energi di pembangkit listrik tenaga nuklir - reaksi fisi inti atom - jauh lebih berbahaya daripada, misalnya, proses pembakaran. Itulah sebabnya, untuk pertama kalinya dalam sejarah perkembangan industri, energi nuklir menerapkan prinsip keselamatan maksimum pada produktivitas setinggi mungkin saat menghasilkan energi.

Pengalaman bertahun-tahun dalam pengoperasian pembangkit listrik tenaga nuklir di semua negara menunjukkan bahwa mereka tidak memiliki dampak yang signifikan terhadap lingkungan. Pada tahun 2000, waktu operasi PLTN rata-rata adalah 20 tahun. Keandalan, keselamatan, dan efisiensi ekonomi pembangkit listrik tenaga nuklir tidak hanya didasarkan pada pengaturan ketat proses pengoperasian pembangkit listrik tenaga nuklir, tetapi juga pada pengurangan dampak pembangkit listrik tenaga nuklir terhadap lingkungan seminimal mungkin.

Di meja. 4 menyajikan data perbandingan pembangkit listrik tenaga nuklir dan pembangkit listrik termal pada konsumsi bahan bakar dan pencemaran lingkungan untuk tahun pada daya 1000 MW.

Konsumsi bahan bakar dan pencemaran lingkungan

Selama operasi normal pembangkit listrik tenaga nuklir, pelepasan unsur radioaktif ke lingkungan sangat kecil. Rata-rata, mereka 2-4 kali lebih sedikit daripada dari pembangkit listrik termal dengan kapasitas yang sama.

Pada Mei 1986, 400 unit daya yang beroperasi di dunia dan menyediakan lebih dari 17% listrik meningkatkan latar belakang alami radioaktivitas tidak lebih dari 0,02%. Sebelum bencana Chernobyl di negara kita, tidak ada industri yang memiliki tingkat cedera industri yang lebih rendah daripada pembangkit listrik tenaga nuklir. 30 tahun sebelum tragedi itu, 17 orang tewas dalam kecelakaan, itupun bukan karena alasan radiasi. Setelah 1986, bahaya lingkungan utama pembangkit listrik tenaga nuklir mulai dikaitkan dengan kemungkinan kecelakaan. Meskipun kemungkinan mereka di pembangkit listrik tenaga nuklir modern rendah, itu tidak dikecualikan. Untuk sebagian besar kecelakaan besar rencana semacam itu termasuk kecelakaan yang terjadi di unit keempat pembangkit listrik tenaga nuklir Chernobyl.

Menurut berbagai sumber, total pelepasan produk fisi dari yang terkandung dalam reaktor berkisar antara 3,5% (63 kg) hingga 28% (50 ton). Sebagai perbandingan, perlu dicatat bahwa bom yang dijatuhkan di Hiroshima hanya menghasilkan 740 g bahan radioaktif.

Akibat kecelakaan di pembangkit listrik tenaga nuklir Chernobyl kontaminasi radioaktif wilayah dalam radius lebih dari 2 ribu km, yang mencakup lebih dari 20 negara bagian, menjadi sasaran. Dalam batas-batas bekas Uni Soviet, 11 wilayah terpengaruh, di mana 17 juta orang tinggal. Total luas wilayah yang tercemar melebihi 8 juta hektar, atau 80.000 km 2 . Di Rusia, Bryansk, Kaluga, Tula dan wilayah Oryol. Ada titik-titik polusi di Belgorod, Ryazan, Smolensk, Leningrad, dan wilayah lainnya. Akibat kecelakaan itu, 31 orang meninggal dan lebih dari 200 orang menerima dosis radiasi yang menyebabkan penyakit radiasi. 115 ribu orang dievakuasi dari zona paling berbahaya (30 km) segera setelah kecelakaan itu. Jumlah korban dan jumlah penduduk yang dievakuasi meningkat, zona kontaminasi meluas sebagai akibat dari pergerakan zat radioaktif oleh angin, kebakaran, transportasi, dll. Akibat kecelakaan akan mempengaruhi kehidupan beberapa generasi.

Setelah kecelakaan Chernobyl di banyak negara bagian, atas permintaan publik, program pembangunan pembangkit listrik tenaga nuklir untuk sementara dihentikan atau dibatasi, tetapi energi nuklir terus berkembang di 32 negara.

Sekarang diskusi tentang diterima atau tidaknya energi nuklir mulai menurun, menjadi jelas bahwa dunia tidak dapat lagi terjun ke dalam kegelapan atau menerima efek yang sangat berbahaya pada atmosfer karbon dioksida dan produk pembakaran bahan bakar fosil lainnya. berbahaya bagi manusia. Sudah selama tahun 1990, 10 pembangkit listrik tenaga nuklir baru terhubung ke jaringan. Pembangunan pembangkit listrik tenaga nuklir tidak berhenti: pada akhir tahun 1999, ada 436 unit tenaga nuklir yang beroperasi di dunia, dibandingkan dengan 434 yang terdaftar pada tahun 1998. Total daya listrik dari unit tenaga yang beroperasi di dunia adalah sekitar 335 GW (1 GW = 1000 MW = 109 W). Pengoperasian pembangkit listrik tenaga nuklir mencakup 7% dari kebutuhan energi dunia, dan bagiannya dalam produksi listrik dunia adalah 17%. Hanya di Eropa Barat, pembangkit listrik tenaga nuklir menghasilkan rata-rata sekitar 50% dari seluruh listrik.

Jika kita sekarang mengganti semua pembangkit listrik tenaga nuklir yang beroperasi di dunia dengan pembangkit listrik termal, ekonomi global, seluruh planet kita dan setiap orang secara individu, akan mengalami kerusakan yang tidak dapat diperbaiki. Kesimpulan ini didasarkan pada fakta bahwa pembangkitan energi di pembangkit listrik tenaga nuklir secara bersamaan mencegah pelepasan tahunan hingga 2300 juta ton karbon dioksida, 80 juta ton sulfur dioksida dan 35 juta ton nitrogen oksida ke atmosfer bumi dengan mengurangi jumlah bahan bakar fosil yang dibakar di pembangkit listrik termal. Selain itu, ketika terbakar, bahan bakar organik (batubara, minyak) melepaskan ke atmosfer sejumlah besar zat radioaktif yang terutama mengandung isotop radium dengan waktu paruh sekitar 1600 tahun! Ekstrak semua ini zat berbahaya dari atmosfer dan untuk melindungi penduduk Bumi dari dampaknya dalam kasus ini tidak akan mungkin. Ini hanya satu contoh spesifik. Penutupan di Swedia pembangkit listrik tenaga nuklir Barsebæk-1 memimpin Swedia untuk mengimpor listrik dari Denmark untuk pertama kalinya dalam 30 tahun. Konsekuensi lingkungan dari ini adalah sebagai berikut: di pembangkit listrik tenaga batu bara di Denmark, tambahan hampir 350 ribu ton batu bara dari Rusia dan Polandia dibakar, yang menyebabkan peningkatan emisi karbon dioksida sebesar 4 juta ton (!) per tahun dan peningkatan yang signifikan dalam jumlah hujan asam di seluruh Swedia selatan.

Pembangunan PLTN dilakukan pada jarak 30-35 km dari kota-kota besar. Situs harus berventilasi baik, tidak tergenang selama banjir. Di sekitar pembangkit listrik tenaga nuklir, disediakan tempat untuk zona perlindungan sanitasi di mana penduduknya dilarang tinggal.

Di Federasi Rusia, 29 unit daya saat ini beroperasi di sembilan pembangkit listrik tenaga nuklir dengan total kapasitas listrik terpasang 21,24 GW. Pada tahun 1995-2000 pembangkit listrik tenaga nuklir di Rusia menghasilkan lebih dari 13% dari total produksi listrik di negara itu, sekarang - 14,4%. Dalam hal total kapasitas terpasang pembangkit listrik tenaga nuklir, Rusia menempati urutan kelima setelah Amerika Serikat, Prancis, Jepang dan Jerman. Saat ini, lebih dari 100 miliar kWh yang dihasilkan oleh unit tenaga nuklir negara memberikan kontribusi yang signifikan dan perlu untuk pasokan energi bagian Eropa - 22% dari semua listrik yang dihasilkan. Listrik yang dihasilkan di pembangkit listrik tenaga nuklir lebih dari 30% lebih murah daripada di pembangkit listrik termal yang menggunakan bahan bakar fosil.

Keamanan pengoperasian PLTN merupakan salah satu tugas utama industri tenaga nuklir Rusia. Semua rencana untuk pembangunan, rekonstruksi, dan modernisasi pembangkit listrik tenaga nuklir di Rusia dilaksanakan hanya dengan mempertimbangkan persyaratan dan standar modern. Sebuah studi tentang keadaan peralatan utama pengoperasian PLTN Rusia telah menunjukkan bahwa sangat mungkin untuk memperpanjang umur layanannya setidaknya 5-10 tahun lagi. Selain itu, berkat penerapan serangkaian pekerjaan yang sesuai untuk setiap unit daya, sambil mempertahankan tingkat keselamatan yang tinggi.

Untuk memastikan pengembangan lebih lanjut energi nuklir di Rusia pada tahun 1998, "Program Pengembangan Energi Nuklir" Federasi Rusia untuk tahun 1998-2000 dan untuk periode sampai dengan tahun 2010”. Ini mencatat bahwa pada tahun 1999, pembangkit listrik tenaga nuklir Rusia menghasilkan 16% lebih banyak energi dibandingkan tahun 1998. Untuk produksi sejumlah energi ini di pembangkit listrik termal, diperlukan 36 miliar m 3 gas dengan biaya $2,5 miliar dalam harga ekspor. Peningkatan 90% dalam konsumsi energi di negara ini dipastikan oleh pembangkitannya di pembangkit listrik tenaga nuklir.

Menilai prospek pengembangan energi nuklir dunia, sebagian besar organisasi internasional otoritatif yang terlibat dalam studi masalah bahan bakar dan energi global menyarankan hal itu setelah 2010-2020. di dunia, kebutuhan pembangunan pembangkit listrik tenaga nuklir skala besar akan kembali meningkat. Menurut versi realistis, diperkirakan pada pertengahan abad XXI. sekitar 50 negara akan memiliki tenaga nuklir. Pada saat yang sama, total kapasitas listrik terpasang pembangkit listrik tenaga nuklir di dunia akan hampir dua kali lipat pada tahun 2020, mencapai 570 GW, dan pada tahun 2050, 1100 GW.

4. Beberapa cara untuk memecahkan masalah energi modern

Tidak diragukan lagi, dalam waktu dekat, energi panas akan tetap dominan dalam keseimbangan energi dunia dan masing-masing negara. Ada kemungkinan besar peningkatan pangsa batubara dan jenis bahan bakar kurang bersih lainnya dalam produksi energi. Dalam hal ini, kami akan mempertimbangkan beberapa cara dan metode penggunaannya, yang secara signifikan dapat mengurangi dampak negatif terhadap lingkungan. Metode ini terutama didasarkan pada peningkatan teknologi persiapan bahan bakar dan penangkapan limbah berbahaya. Diantaranya adalah sebagai berikut:

1. Penggunaan dan peningkatan alat pembersih. Saat ini, banyak pembangkit listrik termal menangkap terutama emisi padat menggunakan berbagai jenis filter. Sulfur dioksida, polutan paling agresif, tidak ditangkap di banyak TPP atau ditangkap di jumlah terbatas. Pada saat yang sama, ada pembangkit listrik termal (AS, Jepang), yang melakukan pemurnian hampir lengkap dari polutan ini, serta dari nitrogen oksida dan polutan berbahaya lainnya. Untuk ini, instalasi desulfurisasi khusus (untuk menangkap sulfur dioksida dan trioksida) dan denitrifikasi (untuk menangkap nitrogen oksida). Oksida belerang dan nitrogen yang paling banyak ditangkap dilakukan dengan melewatkan gas buang melalui larutan amonia. Produk akhir dari proses tersebut adalah amonium nitrat, digunakan sebagai pupuk mineral, atau larutan natrium sulfit (bahan baku untuk industri kimia). Instalasi semacam itu menangkap hingga 96% oksida belerang dan lebih dari 80% oksida nitrogen. Ada metode pemurnian lain dari gas-gas ini.

2. Mengurangi masuknya senyawa belerang ke atmosfer melalui desulfurisasi awal (desulfurisasi) batubara dan bahan bakar lainnya (minyak, gas, serpih minyak) dengan metode kimia atau fisika. Metode ini memungkinkan untuk mengekstraksi dari 50 hingga 70% belerang dari bahan bakar sebelum pembakarannya.

3. Peluang besar dan nyata untuk mengurangi atau menstabilkan aliran polusi ke lingkungan terkait dengan penghematan energi. Kemungkinan seperti itu sangat besar karena pengurangan intensitas energi dari produk yang diperoleh. Misalnya, di Amerika Serikat, rata-rata, 2 kali lebih sedikit energi yang dihabiskan per unit output daripada di bekas Uni Soviet. Di Jepang, konsumsi ini tiga kali lebih sedikit. Penghematan energi tidak kalah nyata dengan mengurangi konsumsi logam pada produk, meningkatkan kualitasnya, dan meningkatkan harapan hidup produk. Ini menjanjikan untuk menghemat energi dengan beralih ke teknologi intensif sains yang terkait dengan penggunaan komputer dan perangkat arus rendah lainnya.

4. Tidak kalah pentingnya adalah kemungkinan untuk menghemat energi dalam kehidupan sehari-hari dan di tempat kerja dengan meningkatkan sifat insulasi bangunan. Penghematan energi yang nyata berasal dari penggantian lampu pijar dengan efisiensi sekitar 5% dengan lampu neon, yang efisiensinya beberapa kali lebih tinggi. Penggunaan energi listrik untuk menghasilkan panas sangatlah boros. Penting untuk diingat bahwa produksi energi listrik di pembangkit listrik termal dikaitkan dengan hilangnya sekitar 60-65% energi panas, dan di pembangkit listrik tenaga nuklir - setidaknya 70% energi. Energi juga hilang ketika ditransmisikan melalui kabel jarak jauh. Oleh karena itu, pembakaran langsung bahan bakar untuk menghasilkan panas, terutama gas, jauh lebih efisien daripada mengubahnya menjadi listrik dan kemudian kembali menjadi panas.

5. Efisiensi bahan bakar juga meningkat secara nyata bila digunakan sebagai pengganti pembangkit listrik termal di pembangkit listrik termal. Dalam kasus terakhir, objek untuk memperoleh energi lebih dekat ke tempat konsumsinya, dan dengan demikian kerugian yang terkait dengan transmisi jarak jauh berkurang. Seiring dengan listrik, panas digunakan di pembangkit CHP, yang ditangkap oleh agen pendingin. Ini secara signifikan mengurangi kemungkinan polusi termal lingkungan perairan. Paling ekonomis untuk mendapatkan energi di pembangkit CHP kecil (iogenasi) langsung di gedung. Dalam hal ini, kehilangan panas dan listrik dikurangi seminimal mungkin. Metode seperti itu di masing-masing negara semakin banyak digunakan.

Kesimpulan

Jadi, saya mencoba untuk mencakup semua aspek dari isu topikal seperti hari ini sebagai "Masalah lingkungan yang terkait dengan pengembangan energi." Saya sudah tahu sesuatu dari materi yang disajikan, tetapi saya menemukan sesuatu untuk pertama kalinya.

Sebagai penutup, saya ingin menambahkan bahwa masalah lingkungan adalah salah satu masalah global dunia. Kediktatoran politik, ekonomi, ideologis, militer digantikan oleh kediktatoran yang lebih kejam dan tanpa ampun - kediktatoran sumber daya biosfer yang terbatas. Perbatasan di dunia yang berubah saat ini tidak ditentukan oleh politisi, bukan oleh patroli perbatasan dan bukan oleh layanan bea cukai, tetapi oleh pola lingkungan regional.

DARIdaftar literatur yang digunakan

1. Akimova T.A. Ekologi. - M.: "UNITI", 2000

2. Dyakov A.F. Arah utama pengembangan energi di Rusia. - M.: "Phoenix", 2001

3. Kiselev G.V. Masalah pengembangan energi nuklir. - M.: "Pengetahuan", 1999.

4. Hwang T.A. Ekologi industri. - M.: "Phoenix", 2003

Dokumen serupa

Struktur kompleks bahan bakar dan energi: minyak, batubara, industri gas, industri tenaga listrik. Dampak energi terhadap lingkungan. Faktor utama pencemaran. Sumber bahan bakar alam. Penggunaan energi alternatif.

presentasi, ditambahkan 26/10/2013

Metode untuk menghasilkan listrik dan masalah lingkungan yang terkait. Memecahkan masalah lingkungan untuk pembangkit listrik termal dan nuklir. Sumber energi alternatif: matahari, angin, pasang surut, panas bumi dan energi biomassa.

presentasi, ditambahkan 31/03/2015

Dampak fasilitas tenaga nuklir terhadap lingkungan. Masalah polusi termal badan air. Modulasi ekologi tahunan zooplanktocoenoses di kolam pendingin PLTN Novo-Voronezh. perlunya pemantauan terpadu ekosistem perairan.

abstrak, ditambahkan 28/05/2015

Minyak dan gas adalah mineral sedimen. Industri pengolahan minyak dan gas dari Okrug Otonom Khanty-Mansiysk. Masalah lingkungan yang terkait dengan produksi minyak dan gas di kabupaten. Cara untuk memecahkan masalah lingkungan di Khanty-Mansi Autonomous Okrug.

abstrak, ditambahkan 17/10/2007

Inti dari masalah lingkungan lokal, regional dan global saat ini. Industri sebagai faktor dampak lingkungan, dampaknya terhadap berbagai komponen lingkungan. Cara untuk memecahkan masalah dan meningkatkan pengelolaan alam.

abstrak, ditambahkan 17/12/2009

Analisis masalah lingkungan yang terkait dengan dampak kompleks bahan bakar dan energi serta pembangkit listrik termal terhadap lingkungan. Karakter dampak antropogenik. Tingkat distribusi emisi berbahaya. Persyaratan untuk pembangkit listrik termal ramah lingkungan.

abstrak, ditambahkan 20/11/2010

Dampak manusia terhadap lingkungan. Dasar-dasar masalah lingkungan. Efek rumah kaca (pemanasan global): sejarah, tanda-tanda, kemungkinan konsekuensi lingkungan dan cara untuk memecahkan masalah. Presipitasi asam. Penghancuran lapisan ozon.

makalah, ditambahkan 15/02/2009

Masalah lingkungan utama di zaman kita. Pengaruh kegiatan ekonomi masyarakat terhadap lingkungan alam. Cara untuk memecahkan masalah lingkungan di wilayah negara bagian. Kerusakan lapisan ozon, efek rumah kaca, pencemaran lingkungan.

abstrak, ditambahkan 26/08/2014

Cara untuk memecahkan masalah lingkungan kota: masalah lingkungan dan polusi lingkungan udara, tanah, radiasi, daerah air. Memecahkan masalah lingkungan: menerapkan standar sanitasi, mengurangi emisi, mendaur ulang.

abstrak, ditambahkan 30/10/2012

Meningkatnya krisis lingkungan regional dengan perkembangan masyarakat manusia. Ciri khas zaman kita adalah intensifikasi dan globalisasi pengaruh manusia terhadap lingkungan alamnya. Pencemaran litosfer, hidrosfer, dan atmosfer.

Analisis masalah perpanjangan mekanisme Protokol Kyoto setelah berakhirnya periode komitmen pertama

pekerjaan lulusan

2.3 Penentuan kategori sumber emisi yang terkait dengan pembakaran bahan bakar untuk kebutuhan energi

Pedoman IPCC 1996 yang direvisi memperkenalkan klasifikasi kategori sumber utama berikut:

1) Energi. Kategori ini mencakup pembangkit listrik termal dan CHPP dari RAO UES, dan AO Energos regional, CHPP industri, pembangkit listrik lainnya, rumah boiler kota dan industri yang memasok energi ke jaringan penggunaan umum untuk kebutuhan pasokan listrik dan panas di wilayah tersebut, serta perusahaan industri bahan bakar. Konsumsi bahan bakar untuk pembangkitan listrik dan panas dan untuk kebutuhan sendiri, serta kerugian diperhitungkan;

2) Industri dan konstruksi. Secara total, kategori ini mencakup perusahaan dari semua industri yang beroperasi di wilayah tersebut, termasuk metalurgi besi, metalurgi non-ferrous, industri kimia dan petrokimia, industri ringan, makanan, kehutanan (penebangan kayu) dan pengerjaan kayu dan pulp dan kertas, pembangunan mesin, produksi bahan bangunan dan konstruksi itu sendiri, dll. Konsumsi bahan bakar yang dibakar untuk semua kebutuhan energi final (milik sendiri) di semua toko dasar ( produksi) dan tambahan dan fasilitas perusahaan (organisasi);

3) Transportasi. Termasuk kereta api, udara, air, jalan dan pipa. Konsumsi bahan bakar yang dibakar langsung oleh kendaraan diperhitungkan, tidak termasuk transportasi pertanian dan kebutuhan tambahan perusahaan transportasi;

4) Sektor domestik meliputi: lingkungan sosial jasa, ekonomi perkotaan, perdagangan, katering publik dan jasa. Konsumsi bahan bakar yang dibakar langsung oleh perusahaan untuk kebutuhan energi final diperhitungkan;

5) Populasi. Konsumsi bahan bakar yang terbakar dalam rumah tangga untuk berbagai kebutuhan energi;

6) Pertanian. Konsumsi bahan bakar yang dibakar oleh sumber stasioner dan bergerak selama berbagai kegiatan pertanian oleh organisasi jenis apa pun diperhitungkan. Ini karena komposisi informasi tentang konsumsi bahan bakar dan energi di bidang pertanian, yang diadopsi dalam statistik Rusia;

7) Sumber stasioner dan bergerak lainnya. Konsumsi bahan bakar yang dibakar untuk semua kebutuhan lain diperhitungkan, di mana terdapat informasi statistik tentang konsumsi bahan bakar, tetapi tidak jelas kategori mana yang harus ditetapkan.

UNFCCC juga memiliki sejumlah fitur dalam masalah kepemilikan emisi GRK, yang perlu diperhatikan secara khusus.

Emisi dari produksi listrik sepenuhnya dimiliki oleh orang yang menghasilkan (dan menjualnya). Artinya, penghematan listrik adalah pengurangan emisi gas rumah kaca hanya jika pembangkit listrik juga termasuk dalam proyek atau program pengurangan emisi dan pengurangan tersebut benar-benar diamati di pembangkit.

Emisi yang terkait dengan bahan bakar bunker yang dijual ke kapal dan pesawat yang merupakan kendaraan internasional dilaporkan secara terpisah dan tidak termasuk dalam emisi nasional. Artinya, untuk sementara mereka sebenarnya dikecualikan dari sistem pengendalian emisi karena tidak mungkin tercapainya konsensus dalam masalah kepemilikan emisi (pelabuhan pengapalan BBM, bendera kapal, registrasi kapal, dll).

Emisi yang terkait dengan pembuangan dan pemrosesan limbah bukan milik perusahaan yang menghasilkan limbah, tetapi milik organisasi yang terlibat dalam pengoperasian tempat pembuangan sampah dan fasilitas pengolahan.

Sebagai aturan, emisi gas rumah kaca diperkirakan di sana sesuai dengan data kotor pengolahan limbah padat atau cair.

Emisi dari pembakaran atau dekomposisi kayu dan produk-produknya, serta limbah pertanian (jerami, dll.), diasumsikan di tempat kayu dipanen dan pada tahun panen. Ada konsekuensi yang sangat penting dari hal ini: penggunaan produk atau limbah kayu sebagai bahan bakar tidak menimbulkan emisi. Diasumsikan bahwa pengambilan kayu dari hutan sudah diperhitungkan sebagai emisi ketika menghitung keseimbangan total CO 2 hutan (penyerapan dikurangi emisi).

Ada emisi gas rumah kaca langsung dan tidak langsung.

Emisi gas rumah kaca langsung adalah emisi dari sumber yang dimiliki atau dikendalikan oleh perusahaan yang melakukan inventarisasi, seperti emisi dari boiler, instalasi manufaktur dan ventilasi melalui cerobong pabrik, emisi dari kendaraan milik perusahaan.

Emisi gas rumah kaca tidak langsung - emisi yang terjadi sebagai akibat dari kegiatan perusahaan ini, tetapi di luar kendalinya, misalnya: emisi dari produksi listrik yang dibeli perusahaan; emisi dari produksi produk yang dibeli berdasarkan kontrak; emisi yang terkait dengan penggunaan produk manufaktur. Menurut metodologi IPCC, inventarisasi menyiratkan hanya memperhitungkan emisi langsung. Metodologi inventarisasi tingkat perusahaan, seperti Protokol Akuntansi GRK yang dikembangkan oleh Dewan Bisnis Dunia untuk Pembangunan Berkelanjutan, merekomendasikan untuk memperhitungkan emisi tidak langsung dalam kasus-kasus tertentu. Juga, ketika merencanakan proyek untuk mengurangi emisi, diinginkan untuk memperkirakan setidaknya perkiraan emisi tidak langsung, karena perubahannya sebagai akibat dari proyek dapat secara signifikan meningkatkan atau menurunkan nilai proyek.

Penyerapan CO 2 oleh hutan dan lahan pertanian merupakan “minus emisi”.

Di bawah UNFCCC dan Protokol Kyoto, penyerapan (juga disebut penyerap atau pembuangan gas rumah kaca) juga diperhitungkan, tetapi terpisah dari emisi. Dalam beberapa kasus, ini dianggap setara dengan emisi, misalnya ketika menghitung komitmen tingkat negara untuk periode komitmen pertama Protokol Kyoto. Tetapi dalam kebanyakan kasus, penyerapan CO2 oleh hutan sangat tidak merata, yang sampai batas tertentu mencerminkan temporalitas dan ketidakstabilan penyerapan tersebut, karena hutan tidak dapat menyimpan karbon selamanya, pada akhirnya kayu terurai atau dibakar - dan CO2 dikembalikan. di atmosfer. Untuk ini, unit penyerapan khusus telah diperkenalkan, ada pembatasan kuat pada jenis proyek hutan, dll.

Secara metodologis, masalah akuntansi penyerapan belum akhirnya diselesaikan di tingkat internasional. Misalnya, metodologi IPCC tidak memasukkan bab tentang penyerapan akibat perubahan penggunaan lahan sama sekali. Karena kesulitan besar, diputuskan untuk menyiapkan manual metodologis terpisah, pekerjaan yang hampir selesai.

Karena publikasi ini memiliki karakter pendidikan umum, tanpa penekanan pada kegiatan kehutanan, sejumlah besar masalah dan kesulitan dalam menghitung penyerapan CO 2 oleh hutan tidak dibahas secara rinci di sini.

Teknik inventaris yang dikenal memungkinkan Anda untuk mendekatinya dengan sangat fleksibel. Mereka praktis menyiratkan beberapa "tingkat" detail dan presisi dalam estimasi outlier. Level paling sederhana (level 1) biasanya membutuhkan data minimum dan kemampuan analitis. Yang lebih kompleks (Tingkat 2) didasarkan pada data terperinci dan biasanya memperhitungkan fitur khusus negara/wilayah. Tingkat tertinggi (Tingkat 3) menyiratkan pemilahan data ke tingkat perusahaan dan instalasi individu dan pengukuran langsung emisi sebagian besar gas.

Penggunaan wajib dari satu atau lain tingkat biasanya tidak diatur oleh metodologi internasional, tetapi tergantung pada keputusan di tingkat nasional. Isu-isu ini dibahas secara rinci di bawah ini, di bagian metodologis.

Dalam sebagian besar kasus, emisi dari suatu sumber tidak diukur, tetapi dihitung dari data konsumsi dan produksi bahan bakar (jika produksi mengarah pada emisi gas rumah kaca), dll. di sangat pandangan umum perhitungan berdasarkan skema:

(data beberapa aktivitas, seperti pembakaran bahan bakar) x (faktor emisi) = (emisi)

Analisis ekologi air dari penggunaan air kota

Konsumsi air rata-rata harian ditentukan oleh rumus Qday. rata-rata = , m3 / hari, di mana Kn adalah koefisien yang memperhitungkan konsumsi air untuk kebutuhan lembaga, organisasi, dan perusahaan layanan yang dijamin secara sosial ...

Penentuan emisi polutan dari pembakaran bahan bakar oleh kendaraan bermotor

Kondisi masalah Di bursa komoditas, 5 kelas batubara ditawarkan dengan harga yang sama - 1,0 rubel / GJ, perlu ditentukan (dengan mempertimbangkan sifat lingkungan berbagai jenis dan kadar batubara) adalah opsi paling menguntungkan untuk menyediakan bahan bakar bagi perusahaan...

Penilaian dampak lingkungan dari produksi fiberglass

Sumber terorganisir di perusahaan termasuk poros ventilasi, tidak terorganisir - gudang produk jadi, gudang penyimpanan untuk gulungan bundel kaca, platform untuk memompa bahan mentah saat dikirim oleh kapal tanker ...

Pengembangan proyek untuk emisi maksimum yang diizinkan dan pemantauan lingkungan hotel "Oktyabrskaya"

Inventarisasi emisi (sesuai dengan GOST 17.2.1.04--77) adalah sistematisasi informasi tentang distribusi sumber di wilayah perusahaan, parameter sumber emisi ...

Perhitungan emisi dari pabrik toples keramik

Rumah boiler MK-151 menggunakan bahan bakar dari Apsatk coal grade SS dan batubara dari deposit lainnya. Emisi polutan ke atmosfer diberikan pada Tabel 1. Tabel 1 - Emisi polutan dari pembakaran bahan bakar di unit boiler "KVSM-1...

Perhitungan emisi debu batubara

Perkiraan konsumsi bahan bakar dihitung sebagai berikut (rumus (7)): , (7) dimana - perkiraan konsumsi bahan bakar, t/tahun; B - konsumsi bahan bakar aktual, 1166,5 ton/tahun; q4 - kehilangan panas dari pembakaran tidak sempurna mekanis, 9,8%...

Metode ini dirancang untuk menghitung emisi zat berbahaya dari produk pembakaran gas selama pembakaran bahan bakar padat, bahan bakar minyak dan gas di tungku operasi boiler industri dan kota dan generator panas domestik...

Menganalisis kandungan polutan anorganik dan organik (surfaktan, pewarna, logam berat, dll.) di penyaluran pecomberan perusahaan tekstil, mengidentifikasi solusi teknologi...

Masalah geoekologi modern dari industri tekstil

Perusahaan industri batubara memiliki dampak negatif yang signifikan terhadap sumber daya air dan lahan. Sumber utama emisi zat berbahaya ke atmosfer adalah industri ...

Penilaian ekologis sumber emisi jelaga dan pentana dari ruang ketel di pelabuhan kargo-penumpang dan penentuan polusi lapisan permukaan atmosfer dengan jelaga

Sesuai dengan persyaratan GOST 17.2.302.78, untuk sumber emisi (diam atau bergerak), emisi maksimum yang diizinkan dari setiap zat berbahaya ke atmosfer (MPI) ditetapkan, yang mempertimbangkan ...

Untuk menghitung jumlah polutan yang dilepaskan selama perawatan galvanik, indikator spesifik q, mengacu pada luas permukaan rendaman galvanik, diadopsi (lihat Tabel 2.21). Dalam hal ini, jumlah polutan (g/s)...

Pembenaran lingkungan dari fasilitas industri yang dirancang

Dalam kondisi perubahan negatif dalam komposisi kualitatif udara atmosfer di bawah pengaruh faktor antropogenik tugas yang paling penting adalah penghitungan lengkap emisi polutan dan penilaian dampaknya terhadap lingkungan...

Polusi energi

Pembangkit listrik termal menggunakan batu bara, minyak dan produk minyak, gas alam, dan lebih jarang kayu dan gambut sebagai bahan bakar. Komponen utama dari bahan yang mudah terbakar adalah karbon, hidrogen dan oksigen...

Pertanyaan 3. Efisiensi ekonomi pp dan metode penentuannya.

Pertanyaan 4. Kerusakan ekonomi akibat pencemaran dan metode penentuannya

Pertanyaan 5. Arah utama penghijauan ekonomi Rusia.

Pertanyaan 6. Kehutanan dan karakteristik konsekuensi lingkungan dari kegiatan kehutanan. Cara optimasi ekologi industri.

Pertanyaan 7. Terjadinya efek eksternal dan pertimbangannya dalam pembangunan lingkungan dan ekonomi

Pertanyaan 9. Arahan pembentukan mekanisme ekonomi untuk pengelolaan alam

Pertanyaan 10. Jenis dan bentuk pembayaran sumber daya alam.

Pertanyaan 11. Jenis ekonomi teknogenik dan keterbatasannya

Pertanyaan 12. Pembangunan ekologi dan ekonomi dalam konsep keberlanjutan sistem ekonomi

Pertanyaan 13. Ekosfer sebagai sistem pengaturan mandiri dinamis yang kompleks. homeostasis ekosfer. Peran makhluk hidup.

Pertanyaan 14. Ekosistem dan biogeocenosis: definisi persamaan dan perbedaan.

Pertanyaan 15. Produktivitas biologis (bp) ekosistem (biogeocenosis).

Pertanyaan 16. Keterkaitan produktivitas biologis dan stabilitas ekologi.

Pertanyaan 17. Suksesi ekologis, alami dan buatan. Gunakan untuk tujuan praktis.

Pertanyaan 18. Metode pengelolaan populasi dan ekosistem (biogeocenosis).

Pertanyaan 19. Sistem pengelolaan alam regional dan lokal.

Soal 20

1. Pengelolaan alam secara tradisional dan jenis-jenis utamanya.

21. Masalah lingkungan energi dan cara mengatasinya.

22. Masalah lingkungan industri dan cara mengatasinya.

23. Masalah ekologi pertanian dan cara mengatasinya.

24. Masalah lingkungan transportasi dan cara mengatasinya.

25. Dampak antropogenik terhadap atmosfer dan cara mengurangi dampak negatifnya.

26. Dampak antropogenik pada hidrosfer dan cara mengurangi dampak negatifnya.

27. Masalah penggunaan sumber daya lahan secara rasional.

31. Peranan faktor kelembagaan dalam konsep pembangunan berkelanjutan.

32. Perubahan iklim antropogenik.

33. Mekanisme utama interaksi antara hidrosfer dan atmosfer.

34. Perlindungan keanekaragaman jenis dan ekosistem biosfer.

35. Lanskap modern. Klasifikasi dan distribusi.

36. Struktur lanskap vertikal dan horizontal.

37. Masalah deforestasi dan penggurunan.

38. Masalah konservasi keanekaragaman genetik.

39. Aspek geoekologi dari situasi krisis global: degradasi sistem penyangga kehidupan ekosfer. masalah sumber daya.

41. Keahlian ekologi. Prinsip dasar. Hukum Federasi Rusia "Tentang Keahlian Ekologis".

42. Pembangunan berkelanjutan sebagai dasar pengelolaan alam yang rasional. Keputusan Konferensi Rio de Janeiro (1992) dan KTT Dunia di Johannesburg (2002).

44. Peran kendaraan dalam pencemaran lingkungan.

45. Pertanian sebagai cabang sistem pengelolaan alam.

46. Cagar alam negara Rusia: status, rezim, fungsi, tugas, dan prospek pengembangan.

Pertanyaan 49. Cagar alam negara Rusia: status, rezim, fungsi, tugas, dan prospek pembangunan.

Pertanyaan 51. Budaya ekologis sebagai faktor dalam pembentukan dan evolusi sistem pengelolaan lingkungan.

Pertanyaan 52. Perbedaan konsumsi sumber daya alam di negara-negara yang berbeda jenisnya.

21. Masalah lingkungan energi dan cara mengatasinya.

Saat ini, kebutuhan energi dipenuhi terutama oleh tiga jenis sumber energi: bahan bakar organik, air, dan inti atom. Energi air dan energi atom digunakan oleh manusia setelah diubah menjadi energi listrik. Pada saat yang sama, sejumlah besar energi yang terkandung dalam bahan bakar organik digunakan dalam bentuk panas, dan hanya sebagian yang diubah menjadi listrik. Namun, dalam kedua kasus, pelepasan energi dari bahan bakar organik dikaitkan dengan pembakarannya, dan, akibatnya, dengan pelepasan produk pembakaran ke lingkungan.

Masalah lingkungan rekayasa tenaga termal

Dampak pembangkit listrik termal terhadap lingkungan sangat tergantung pada jenis bahan bakar yang dibakar.

bahan bakar padat. Ketika bahan bakar padat dibakar, abu terbang dengan partikel bahan bakar yang tidak terbakar, anhidrida belerang dan sulfat, nitrogen oksida, sejumlah senyawa fluor, serta produk gas dari pembakaran bahan bakar yang tidak sempurna, memasuki atmosfer. Fly ash dalam beberapa kasus mengandung, selain komponen tidak beracun, kotoran yang lebih berbahaya. Jadi, dalam abu antrasit Donetsk, arsenik terkandung dalam jumlah kecil, dan dalam abu Ekibastuz dan beberapa endapan lainnya - silikon dioksida bebas, dalam abu serpih dan batu bara dari cekungan Kansk-Achinsk - kalsium oksida bebas. Bahan bakar padat termasuk batu bara dan gambut.

Bahan bakar cair. Saat membakar bahan bakar cair (bahan bakar minyak) dengan gas buang, sulfur dioksida dan anhidrida sulfat, nitrogen oksida, senyawa vanadium, garam natrium, serta zat yang dikeluarkan dari permukaan boiler selama pembersihan, memasuki udara atmosfer. Dari sudut pandang lingkungan, bahan bakar cair lebih “higienis”. Pada saat yang sama, masalah pembuangan abu benar-benar hilang, yang menempati area yang luas, mengecualikan penggunaannya yang bermanfaat dan merupakan sumber polusi atmosfer yang konstan di area stasiun karena penghilangan sebagian abu dengan angin. Tidak ada fly ash dalam produk pembakaran bahan bakar cair. Ke bahan bakar cair berlaku untuk gas alam.

Pembangkit listrik termal menggunakan batu bara, minyak dan produk minyak, gas alam dan, lebih jarang, kayu dan gambut sebagai bahan bakar. Komponen utama bahan yang mudah terbakar adalah karbon, hidrogen dan oksigen, sulfur dan nitrogen terkandung dalam jumlah yang lebih kecil, jejak logam dan senyawanya (paling sering oksida dan sulfida) juga ada.

Seiring dengan emisi gas, rekayasa tenaga termal menghasilkan banyak limbah padat; ini termasuk abu dan terak.

Limbah dari pabrik pengolahan batubara mengandung 55-60% SiO2, 22-26% Al2O3, 5-12% Fe2O3, 0,5-1% CaO, 4-4,5% K2O dan Na2O, dan hingga 5% C. Masuk ke TPA, yang menghasilkan debu, asap dan secara drastis memperburuk keadaan atmosfer dan wilayah sekitarnya.

Pembangkit listrik tenaga batu bara membutuhkan 3,6 juta ton batu bara, 150 m3 air dan sekitar 30 miliar m3 udara setiap tahunnya. Angka-angka ini tidak memperhitungkan gangguan lingkungan yang terkait dengan ekstraksi dan pengangkutan batubara.

Pencemaran dan limbah fasilitas energi dalam bentuk fase gas, cair dan padat didistribusikan ke dalam dua aliran: satu menyebabkan perubahan global, dan yang lainnya - regional dan lokal. Hal yang sama berlaku di sektor ekonomi lainnya, tetapi energi dan pembakaran bahan bakar fosil tetap menjadi sumber polutan global utama. Mereka memasuki atmosfer, dan karena akumulasinya, konsentrasi komponen gas kecil di atmosfer, termasuk gas rumah kaca, berubah. Di atmosfer, muncul gas yang praktis tidak ada di dalamnya sebelumnya - klorofluorokarbon. Ini adalah polutan global yang memiliki efek rumah kaca yang tinggi dan pada saat yang sama berpartisipasi dalam perusakan lapisan ozon stratosfer.

Apa yang disebut polusi termal badan air dengan beragam pelanggaran kondisinya juga berbahaya. Pembangkit listrik termal menghasilkan energi menggunakan turbin yang digerakkan oleh uap panas. Selama pengoperasian turbin, perlu untuk mendinginkan uap buang dengan air, oleh karena itu, aliran air terus menerus meninggalkan pembangkit listrik, biasanya dipanaskan pada 8-12 ° C dan dibuang ke reservoir. Pembangkit listrik termal yang besar membutuhkan volume air yang besar. Mereka melepaskan 80-90 m3/s air dalam keadaan panas. Ini berarti bahwa aliran air hangat yang kuat terus mengalir ke reservoir, kira-kira pada skala Sungai Moskow.

Sebagai hasil dari peningkatan suhu di reservoir dan pelanggaran rezim hidrotermal alami mereka, proses "mekarnya" air meningkat, kemampuan gas untuk larut dalam air berkurang, sifat fisik air berubah, semua bahan kimia dan proses biologis yang terjadi di dalamnya dipercepat, dll. Di zona pemanasan, transparansi air berkurang, pH meningkat, laju dekomposisi zat yang mudah teroksidasi meningkat. Laju fotosintesis dalam air seperti itu sangat berkurang.

Masalah lingkungan pembangkit listrik tenaga air

Salah satu alasan paling penting untuk penurunan bagian energi yang diterima di pembangkit listrik tenaga air adalah dampak kuat dari semua tahap konstruksi dan pengoperasian fasilitas pembangkit listrik tenaga air terhadap lingkungan.

Menurut berbagai penelitian, salah satu dampak terpenting pembangkit listrik tenaga air terhadap lingkungan adalah pengasingan lahan subur (dataran banjir) yang luas untuk waduk. Di Rusia, di mana tidak lebih dari 20% listrik dihasilkan melalui penggunaan sumber daya air, setidaknya 6 juta hektar lahan terendam selama pembangunan pembangkit listrik tenaga air. Ekosistem alam telah hancur di tempatnya.

Penurunan kualitas air menyebabkan kematian banyak penduduknya. Insiden stok ikan meningkat, terutama kerentanan terhadap cacing. Kualitas rasa penghuni lingkungan perairan berkurang.

Penurunan suhu udara dan peningkatan fenomena berkabut dikaitkan dengan peningkatan penguapan. Perbedaan antara keseimbangan termal reservoir dan tanah yang berdekatan menentukan pembentukan angin lokal seperti angin sepoi-sepoi. Ini, serta fenomena lainnya, menghasilkan perubahan ekosistem (tidak selalu positif), perubahan cuaca. Dalam beberapa kasus, di area waduk, perlu untuk mengubah arah pertanian. Misalnya, di wilayah selatan negara kita, beberapa tanaman yang menyukai panas (melon) tidak punya waktu untuk matang, jumlah tanaman meningkat, dan kualitas produk memburuk.

Biaya konstruksi hidrolik untuk lingkungan terasa lebih rendah di daerah pegunungan, di mana waduk biasanya berukuran kecil. Namun, di daerah pegunungan seismik, waduk dapat memicu gempa bumi. Kemungkinan terjadinya tanah longsor dan kemungkinan terjadinya bencana akibat kemungkinan rusaknya bendungan semakin meningkat.

Mengingat dampak HPP terhadap lingkungan, fungsi HPP yang menyelamatkan jiwa harus tetap diperhatikan. Dengan demikian, pembangkitan setiap miliar kWh listrik di HPP alih-alih TPP menyebabkan penurunan angka kematian sebesar 100-226 orang per tahun.

Masalah tenaga nuklir

Tenaga nuklir saat ini dapat dianggap sebagai yang paling menjanjikan. Hal ini disebabkan baik oleh stok bahan bakar nuklir yang relatif besar dan dampak yang lembut terhadap lingkungan. Keuntungannya juga termasuk kemungkinan membangun pembangkit listrik tenaga nuklir tanpa terikat pada cadangan sumber daya, karena transportasinya tidak memerlukan biaya yang signifikan karena volumenya yang kecil. Cukuplah untuk mengatakan bahwa 0,5 kg bahan bakar nuklir memungkinkan Anda mendapatkan energi sebanyak membakar 1000 ton batu bara.

Pengalaman bertahun-tahun dalam pengoperasian pembangkit listrik tenaga nuklir di semua negara menunjukkan bahwa mereka tidak memiliki dampak yang signifikan terhadap lingkungan. Pada tahun 1998, waktu operasi PLTN rata-rata adalah 20 tahun. Keandalan, keselamatan, dan efisiensi ekonomi pembangkit listrik tenaga nuklir tidak hanya didasarkan pada pengaturan ketat pengoperasian pembangkit listrik tenaga nuklir, tetapi juga pada pengurangan dampak pembangkit listrik tenaga nuklir terhadap lingkungan seminimal mungkin.

Sebelum bencana Chernobyl di negara kita, tidak ada industri yang memiliki tingkat cedera industri yang lebih rendah daripada pembangkit listrik tenaga nuklir. 30 tahun sebelum tragedi itu, 17 orang tewas dalam kecelakaan, itupun bukan karena alasan radiasi. Setelah 1986, bahaya lingkungan utama pembangkit listrik tenaga nuklir mulai dikaitkan dengan kemungkinan kecelakaan. Meskipun kemungkinan mereka di pembangkit listrik tenaga nuklir modern rendah, itu tidak dikecualikan.

Sampai saat ini, masalah lingkungan utama pembangkit listrik tenaga nuklir dikaitkan dengan pembuangan bahan bakar bekas, serta dengan likuidasi pembangkit listrik tenaga nuklir itu sendiri setelah akhir masa operasi yang diizinkan. Ada bukti bahwa biaya pekerjaan likuidasi tersebut adalah dari 1/6 hingga 1/3 dari biaya PLTN itu sendiri. Secara umum, dampak PLTN terhadap lingkungan berikut dapat disebutkan: 1 - perusakan ekosistem dan unsur-unsurnya (tanah, tanah, struktur penahan air, dll.) di lokasi penambangan bijih (terutama dengan metode terbuka); 2 - penarikan tanah untuk pembangunan pembangkit listrik tenaga nuklir itu sendiri; 3 - penarikan volume air yang signifikan dari berbagai sumber dan pembuangan air panas; 4 - kontaminasi radioaktif di atmosfer, air dan tanah selama ekstraksi dan pengangkutan bahan baku, serta selama pengoperasian pembangkit listrik tenaga nuklir, penyimpanan dan pemrosesan limbah, dan pembuangannya tidak dikesampingkan.

Tidak diragukan lagi, dalam waktu dekat, energi panas akan tetap dominan dalam keseimbangan energi dunia dan masing-masing negara. Ada kemungkinan besar peningkatan pangsa batubara dan jenis bahan bakar kurang bersih lainnya dalam produksi energi. Beberapa cara dan metode penggunaannya secara signifikan dapat mengurangi dampak negatif terhadap lingkungan. Metode ini terutama didasarkan pada peningkatan teknologi persiapan bahan bakar dan penangkapan limbah berbahaya. Diantara mereka:

1. Penggunaan dan peningkatan alat pembersih.

2. Mengurangi masuknya senyawa belerang ke atmosfer melalui desulfurisasi awal (desulfurisasi) batubara dan bahan bakar lainnya (minyak, gas, serpih minyak) dengan metode kimia atau fisika.

3. Peluang besar dan nyata untuk mengurangi atau menstabilkan aliran polusi ke lingkungan terkait dengan penghematan energi.

4. Tidak kalah pentingnya adalah kemungkinan untuk menghemat energi dalam kehidupan sehari-hari dan di tempat kerja dengan meningkatkan sifat insulasi bangunan. Penggunaan energi listrik untuk menghasilkan panas sangatlah boros. Oleh karena itu, pembakaran langsung bahan bakar untuk menghasilkan panas, terutama gas, jauh lebih efisien daripada mengubahnya menjadi listrik dan kemudian kembali menjadi panas.

5. Efisiensi bahan bakar juga meningkat secara nyata bila digunakan sebagai pengganti pembangkit listrik termal di pembangkit listrik termal. + Penggunaan energi alternatif

6. Penggunaan sumber energi alternatif bila memungkinkan.

MESIN PEMBAKARAN INTERN DAN EKOLOGI.

1.3. Bahan bakar alternatif

1.5. Penetralan

Bibliografi

MESIN PEMBAKARAN INTERN DAN EKOLOGI

1.1. Emisi berbahaya dalam komposisi gas buang dan dampaknya terhadap satwa liar

Dengan pembakaran sempurna hidrokarbon, produk akhir adalah karbon dioksida dan air. Namun, pembakaran sempurna dalam mesin pembakaran internal reciprocating secara teknis tidak mungkin dicapai. Saat ini, sekitar 60% dari jumlah total zat berbahaya yang dipancarkan ke atmosfer kota-kota besar berasal dari transportasi jalan raya.

Komposisi gas buang mesin pembakaran internal mencakup lebih dari 200 jenis yang berbeda zat kimia. Diantara mereka:

produk pembakaran tidak sempurna berupa karbon monoksida, aldehida, keton, hidrokarbon, hidrogen, senyawa peroksida, jelaga;
produk reaksi termal nitrogen dengan oksigen - nitrogen oksida;
senyawa zat anorganik yang merupakan bagian dari bahan bakar - timbal dan logam berat lainnya, sulfur dioksida, dll .;
oksigen berlebih.

Jumlah dan komposisi gas buang ditentukan oleh fitur desain mesin, mode operasinya, kondisi teknis, kualitas permukaan jalan, kondisi cuaca. pada gambar. 1.1 menunjukkan ketergantungan kandungan zat dasar dalam komposisi gas buang.

Di meja. 1.1 menunjukkan karakteristik ritme perkotaan mobil dan nilai rata-rata emisi sebagai persentase dari nilai totalnya untuk siklus penuh lalu lintas kota bersyarat.

Karbon monoksida (CO) terbentuk di mesin selama pembakaran campuran udara-bahan bakar yang diperkaya, serta karena disosiasi karbon dioksida, pada suhu tinggi. PADA kondisi normal CO adalah gas yang tidak berwarna dan tidak berbau. Efek toksik CO terletak pada kemampuannya untuk mengubah sebagian hemoglobin dalam darah menjadi carbo-xyhemoglobin, yang menyebabkan pelanggaran respirasi jaringan. Seiring dengan ini, CO memiliki efek langsung pada jaringan proses biokimia, yang melibatkan pelanggaran metabolisme lemak dan karbohidrat, keseimbangan vitamin, dll. Efek toksik CO juga dikaitkan dengan pengaruh langsung pada sel-sel pusat sistem saraf. Ketika terkena seseorang, CO menyebabkan sakit kepala, pusing, kelelahan, lekas marah, mengantuk, dan nyeri di daerah jantung. Keracunan akut diamati ketika menghirup udara dengan konsentrasi CO lebih dari 2,5 mg / l selama 1 jam.

Tabel 1.1

Karakteristik ritme perkotaan mobil

Oksida nitrogen dalam gas buang terbentuk sebagai hasil dari oksidasi reversibel nitrogen dengan oksigen atmosfer di bawah pengaruh suhu dan tekanan tinggi. Saat gas buang mendingin dan mencairkannya dengan oksigen atmosfer, nitrogen oksida berubah menjadi dioksida. Nitric oxide (NO) adalah gas tidak berwarna, nitrogen dioksida (NO 2) adalah gas merah-coklat dengan bau yang khas. Nitrogen oksida, ketika tertelan, bergabung dengan air. Pada saat yang sama, mereka membentuk senyawa asam nitrat dan asam nitrat di saluran pernapasan. Nitrogen oksida mengiritasi selaput lendir mata, hidung, dan mulut. Paparan NO 2 berkontribusi pada perkembangan penyakit paru-paru. Gejala keracunan hanya muncul setelah 6 jam dalam bentuk batuk, mati lemas, dan peningkatan edema paru mungkin terjadi. NOX juga terlibat dalam pembentukan hujan asam.

Nitrogen oksida dan hidrokarbon lebih berat daripada udara dan dapat terakumulasi di dekat jalan raya. Di dalamnya, di bawah pengaruh sinar matahari, berbagai reaksi kimia terjadi. Dekomposisi nitrogen oksida mengarah pada pembentukan ozon (О 3). Dalam kondisi normal, ozon tidak stabil dan cepat terurai, tetapi dengan adanya hidrokarbon, proses dekomposisinya melambat. Ini secara aktif bereaksi dengan partikel kelembaban dan senyawa lain, membentuk kabut asap. Selain itu, ozon merusak mata dan paru-paru.

Hidrokarbon individu CH (benzapyrene) adalah karsinogen terkuat, pembawanya dapat berupa partikel jelaga.

Ketika mesin berjalan dengan bensin bertimbal, partikel oksida timbal padat terbentuk karena dekomposisi timbal tetraetil. Mereka hadir dalam gas buang sebagai partikel terkecil berukuran 1-5 m, yang bertahan di atmosfer untuk waktu yang lama. Kehadiran timbal di udara menyebabkan kerusakan serius pada organ pencernaan, sistem saraf pusat dan perifer. Efek timbal pada darah dimanifestasikan dalam penurunan jumlah hemoglobin dan penghancuran sel darah merah.

Komposisi gas buang mesin diesel berbeda dengan mesin bensin (Tabel 10.2). Pada mesin diesel, pembakaran bahan bakar lebih sempurna. Ini menghasilkan lebih sedikit karbon monoksida dan hidrokarbon yang tidak terbakar. Tapi, pada saat yang sama, karena kelebihan udara di mesin diesel, jumlah besar oksida nitrogen.

Selain itu, pengoperasian mesin diesel dalam mode tertentu ditandai dengan asap. Asap hitam adalah produk pembakaran tidak sempurna dan terdiri dari partikel karbon (jelaga) berukuran 0,1–0,3 m. Asap putih, terutama dihasilkan saat mesin dalam keadaan idle, sebagian besar terdiri dari aldehida yang mengiritasi, partikel bahan bakar yang menguap, dan tetesan air. Asap biru terbentuk ketika gas buang didinginkan di udara. Ini terdiri dari tetesan hidrokarbon cair.

Fitur dari gas buang mesin diesel adalah kandungan hidrokarbon aromatik polisiklik karsinogenik, di antaranya dioksin (eter siklik) dan benzapyrene adalah yang paling berbahaya. Yang terakhir, seperti timbal, termasuk dalam kelas polutan bahaya pertama. Dioksin dan senyawa terkait berkali-kali lebih beracun daripada racun seperti curare dan potasium sianida.

Tabel 1.2

Jumlah komponen beracun (dalam g),

terbentuk selama pembakaran 1 kg bahan bakar

Acreolin juga ditemukan dalam gas buang (terutama saat mesin diesel sedang berjalan). Ini memiliki bau lemak terbakar dan, pada tingkat di atas 0,004 mg/l, menyebabkan iritasi pada saluran pernapasan bagian atas, serta radang selaput lendir mata.

Zat yang terkandung dalam gas buang mobil dapat menyebabkan kerusakan progresif pada sistem saraf pusat, hati, ginjal, otak, organ genital, lesu, sindrom parkinson, pneumonia, ataksia endemik, asam urat, kanker bronkial, dermatitis, keracunan, alergi, pernapasan dan penyakit lainnya. . . Kemungkinan terjadinya penyakit meningkat seiring waktu paparan zat berbahaya dan konsentrasinya meningkat.

1.2. Pembatasan legislatif tentang emisi zat berbahaya

Langkah pertama untuk membatasi jumlah zat berbahaya dalam gas buang diambil di Amerika Serikat, di mana masalah polusi gas di kota-kota besar menjadi lebih relevan setelah Perang Dunia Kedua. Pada akhir tahun 60-an, ketika kota-kota besar Amerika dan Jepang mulai tercekik oleh kabut asap, komisi pemerintah negara-negara ini mengambil inisiatif. Tindakan legislatif pada pengurangan wajib emisi beracun dari mobil baru telah memaksa produsen untuk meningkatkan mesin dan mengembangkan sistem netralisasi.

Pada tahun 1970, sebuah undang-undang disahkan di Amerika Serikat, yang menurutnya tingkat komponen beracun dalam gas buang mobil model tahun 1975 harus kurang dari mobil tahun 1960: CH - sebesar 87%, CO - sebesar 82% dan NOx - sebesar 24%. Persyaratan serupa telah disahkan di Jepang dan di Eropa.

Pengembangan aturan, regulasi, dan standar pan-Eropa di bidang ekologi peralatan otomotif dilakukan oleh Komite Komisi Ekonomi PBB untuk Eropa (UNECE) pada transportasi internal. Dokumen yang dikeluarkan olehnya disebut Aturan UNECE dan wajib bagi negara-negara peserta Perjanjian Jenewa 1958, yang juga telah bergabung dengan Rusia.

Menurut aturan ini, emisi zat berbahaya yang diizinkan sejak 1993 telah dibatasi: untuk karbon monoksida dari 15 g/km pada tahun 1991 menjadi 2,2 g/km pada tahun 1996, dan untuk jumlah hidrokarbon dan nitrogen oksida dari 5,1 g/km pada tahun 1991 menjadi 0,5 g/km pada tahun 1996. Pada tahun 2000, standar yang lebih ketat diperkenalkan (Gbr. 1.2). Pengetatan standar yang tajam juga disediakan untuk truk diesel (Gbr. 1.3).

Beras. 1.2. Dinamika batas emisi

untuk kendaraan dengan berat hingga 3,5 ton (bensin)

Standar yang diperkenalkan untuk mobil pada tahun 1993 disebut EBPO-I, pada tahun 1996 - EURO-II, pada tahun 2000 - EURO-III. Pengenalan norma-norma tersebut membawa peraturan Eropa ke tingkat standar AS.

Seiring dengan pengetatan kuantitatif norma, perubahan kualitatif juga terjadi. Alih-alih pembatasan asap, penjatahan partikel padat telah diperkenalkan, di permukaan yang teradsorpsi hidrokarbon aromatik yang berbahaya bagi kesehatan manusia, khususnya benzapyrene.

Regulasi emisi partikulat membatasi jumlah materi partikulat jauh lebih besar daripada pembatasan asap, yang memungkinkan hanya jumlah materi partikulat yang diperkirakan sehingga membuat gas buang terlihat.

Beras. 1.3. Dinamika batas emisi berbahaya untuk truk diesel dengan berat kotor lebih dari 3,5 ton yang ditetapkan oleh EEC

Untuk membatasi emisi hidrokarbon beracun, standar diperkenalkan untuk kandungan kelompok hidrokarbon bebas metana dalam gas buang. Direncanakan untuk memperkenalkan pembatasan pelepasan formaldehida. Batasan penguapan bahan bakar dari sistem catu daya mobil dengan mesin bensin disediakan.

Baik di AS dan dalam Aturan UNECE, jarak tempuh mobil (80 ribu dan 160 ribu km) diatur, di mana mereka harus mematuhi standar toksisitas yang ditetapkan.

Di Rusia, standar yang membatasi emisi zat berbahaya oleh kendaraan bermotor mulai diperkenalkan pada tahun 70-an: GOST 21393-75 “Mobil dengan mesin diesel. Asap knalpot. Norma dan metode pengukuran. Persyaratan keselamatan" dan GOST 17.2.1.02-76 "Perlindungan alam. Suasana. Emisi dari mesin mobil, traktor, mesin pertanian dan pembangunan jalan yang dapat digerakkan sendiri. Istilah dan Definisi".

Pada tahun delapan puluhan, GOST 17.2.2.03-87 “Perlindungan Alam. Suasana. Norma dan metode untuk mengukur kandungan karbon monoksida dan hidrokarbon dalam gas buang kendaraan dengan mesin bensin. Persyaratan keselamatan" dan GOST 17.2.2.01-84 "Perlindungan alam. Suasana. Diesel adalah mobil. Asap knalpot. Norma dan metode pengukuran”.

Norma, sesuai dengan pertumbuhan armada dan orientasi terhadap Regulasi UNECE yang serupa, secara bertahap diperketat. Namun, sejak awal 1990-an standar Rusia dalam hal kekakuan, mereka mulai menghasilkan secara signifikan standar yang diperkenalkan oleh UNECE.

Penyebab backlog tersebut adalah ketidaksiapan infrastruktur untuk pengoperasian peralatan otomotif dan traktor. Untuk pencegahan, perbaikan dan pemeliharaan kendaraan yang dilengkapi dengan sistem elektronik dan netralisasi, diperlukan jaringan bengkel yang dikembangkan dengan personel yang berkualitas, peralatan perbaikan dan alat ukur modern, termasuk di lapangan.

GOST 2084-77 berlaku, menyediakan produksi di Rusia bensin yang mengandung timbal tetraetilen. Transportasi dan penyimpanan bahan bakar tidak menjamin bahwa residu bertimbal tidak akan masuk ke bensin tanpa timbal. Tidak ada kondisi di mana pemilik mobil dengan sistem netralisasi akan dijamin untuk tidak mengisi bahan bakar dengan bensin dengan aditif timbal.

Namun demikian, pekerjaan sedang dilakukan untuk memperketat persyaratan lingkungan. Keputusan Standar Negara Federasi Rusia tertanggal 1 April 1998 No. 19 menyetujui "Aturan untuk melakukan pekerjaan dalam sistem sertifikasi kendaraan bermotor dan trailer", yang menentukan prosedur sementara untuk aplikasi UNECE di Rusia Peraturan No. 834 dan No. 495.

Pada 1 Januari 1999, GOST R 51105.97 “Bahan bakar untuk mesin pembakaran internal. Bensin bebas timbal. Spesifikasi”. Pada Mei 1999, Gosstandart mengadopsi resolusi tentang pemberlakuan standar negara yang membatasi emisi polutan oleh mobil. Standar berisi teks otentik dengan Peraturan UNECE No. 49 dan No. 83 dan mulai berlaku pada 1 Juli 2000. Pada tahun yang sama, standar GOST R 51832-2001 “Mesin pembakaran internal dan kendaraan bermotor bertenaga bensin diadopsi dengan berat kotor lebih dari 3,5 ton, dilengkapi dengan mesin ini. Emisi zat berbahaya. Persyaratan teknis dan metode pengujian”. Pada 1 Januari 2004, GOST R 52033-2003 “Kendaraan dengan mesin bensin. Emisi polutan dengan gas buang. Norma dan metode pengendalian dalam menilai kondisi teknis”.

Untuk memenuhi standar emisi polutan yang semakin ketat, produsen peralatan otomotif meningkatkan daya dan sistem pengapian, menggunakan bahan bakar alternatif, menetralkan gas buang, dan mengembangkan pembangkit listrik gabungan.

1.3. Bahan bakar alternatif

Di seluruh dunia perhatian besar diberikan untuk penggantian bahan bakar minyak bumi cair dengan gas hidrokarbon cair (campuran propana-butana) dan dikompresi gas alam(metana), serta campuran yang mengandung alkohol. Di meja. 1.3 menunjukkan indikator perbandingan emisi zat berbahaya selama pengoperasian mesin pembakaran internal pada berbagai bahan bakar.

Tabel 1.3

Keuntungan bahan bakar gas adalah angka oktan yang tinggi dan kemungkinan menggunakan konverter. Namun, saat menggunakannya, tenaga mesin berkurang, dan massa dan dimensi besar dari peralatan bahan bakar mengurangi kinerja kendaraan. Untuk kerugian bahan bakar gas sensitivitas tinggi terhadap penyesuaian peralatan bahan bakar juga berlaku. Dengan kualitas manufaktur peralatan bahan bakar yang tidak memuaskan dan dengan budaya pengoperasian yang rendah, toksisitas gas buang dari mesin yang menyala bahan bakar gas, dapat melebihi nilai versi bensin.

Di negara-negara dengan iklim panas, mobil dengan mesin yang menggunakan bahan bakar alkohol (metanol dan etanol) telah tersebar luas. Penggunaan alkohol mengurangi emisi zat berbahaya sebesar 20-25%. Kerugian dari bahan bakar alkohol termasuk penurunan yang signifikan dalam kualitas awal mesin dan korosif yang tinggi dan toksisitas metanol itu sendiri. Di Rusia, bahan bakar alkohol untuk mobil saat ini tidak digunakan.

Perhatian yang meningkat, baik di negara kita maupun di luar negeri, diberikan pada gagasan menggunakan hidrogen. Prospek bahan bakar ini ditentukan oleh keramahan lingkungannya (untuk mobil yang menggunakan bahan bakar ini, emisi karbon monoksida berkurang 30-50 kali, nitrogen oksida 3-5 kali, dan hidrokarbon 2-2,5 kali), tidak terbatas dan dapat diperbarui. . bahan baku. Namun, pengenalan bahan bakar hidrogen dibatasi oleh pembuatan sistem penyimpanan hidrogen yang intensif energi di dalam mobil. Baterai metal hidrida yang digunakan saat ini, reaktor dekomposisi metanol dan sistem lainnya sangat kompleks dan mahal. Mempertimbangkan juga kesulitan yang terkait dengan persyaratan pembuatan dan penyimpanan hidrogen yang ringkas dan aman di dalam mobil, mobil dengan mesin hidrogen belum memiliki aplikasi praktis yang nyata.

Sebagai alternatif untuk mesin pembakaran internal, listrik pembangkit listrik, menggunakan sumber energi elektrokimia, baterai dan generator elektrokimia. Kendaraan listrik dibedakan oleh kemampuan beradaptasi yang baik terhadap berbagai mode lalu lintas perkotaan, kemudahan perawatan dan keramahan lingkungan. Namun, aplikasi praktis mereka tetap bermasalah. Pertama, tidak ada sumber arus elektrokimia yang dapat diandalkan, ringan dan cukup energi. Kedua, transisi armada mobil ke baterai elektrokimia akan menyebabkan pengeluaran energi dalam jumlah besar untuk pengisian ulang. Sebagian besar energi ini dihasilkan di pembangkit listrik termal. Pada saat yang sama, karena beberapa konversi energi (kimia - termal - listrik - kimia - listrik - mekanik), efisiensi keseluruhan sistem sangat rendah dan pencemaran lingkungan di daerah sekitar pembangkit listrik akan berkali-kali melebihi nilai-nilai saat ini.

1.4. Meningkatkan daya dan sistem pengapian

Salah satu kelemahan sistem tenaga karburator adalah distribusi bahan bakar yang tidak merata di atas silinder mesin. Hal ini menyebabkan operasi yang tidak merata dari mesin pembakaran internal dan ketidakmungkinan menguras penyesuaian karburator karena penipisan campuran yang berlebihan dan penghentian pembakaran di masing-masing silinder (peningkatan CH) dengan campuran yang diperkaya di sisa (tinggi kandungan CO dalam gas buang). Untuk menghilangkan kekurangan ini, urutan pengoperasian silinder diubah dari 1–2–4–3 menjadi 1–3–4–2 dan bentuk pipa saluran masuk dioptimalkan, misalnya, penggunaan penerima di saluran masuk berjenis. Selain itu, berbagai pembagi dipasang di bawah karburator, mengarahkan aliran, dan pipa intake dipanaskan. Di Uni Soviet, sistem idle otonom (XX) dikembangkan dan diperkenalkan ke produksi massal. Langkah-langkah ini memungkinkan untuk memenuhi persyaratan untuk rezim XX.

Seperti disebutkan di atas, selama siklus perkotaan hingga 40% dari waktu, mobil beroperasi dalam mode idle paksa (PHX) - pengereman mesin. Pada saat yang sama, di bawah katup throttle, vakum jauh lebih tinggi daripada dalam mode XX, yang menyebabkan pengayaan kembali campuran udara-bahan bakar dan penghentian pembakarannya di silinder mesin, dan jumlah emisi berbahaya. meningkat. Untuk mengurangi emisi dalam mode PHH, sistem peredam throttle (pembuka) dan economizer idle paksa EPHH dikembangkan. Sistem pertama, dengan sedikit membuka throttle, mengurangi vakum di bawahnya, sehingga mencegah pengayaan campuran yang berlebihan. Yang terakhir memblokir aliran bahan bakar ke dalam silinder mesin dalam mode PXC. Sistem PECH dapat mengurangi jumlah emisi berbahaya hingga 20% dan meningkatkan efisiensi bahan bakar hingga 5% dalam operasi perkotaan.

Emisi nitrogen oksida NOx diperangi dengan menurunkan suhu pembakaran campuran yang mudah terbakar. Untuk ini, sistem tenaga mesin bensin dan diesel dilengkapi dengan perangkat resirkulasi gas buang. Sistem, pada mode operasi engine tertentu, melewatkan sebagian gas buang dari knalpot ke pipa intake.

Inersia sistem takaran bahan bakar tidak memungkinkan pembuatan desain karburator yang sepenuhnya memenuhi semua persyaratan akurasi takaran untuk semua mode pengoperasian engine, terutama yang sementara. Untuk mengatasi kekurangan karburator, apa yang disebut sistem tenaga "injeksi" dikembangkan.

Pada awalnya, ini adalah sistem mekanis dengan pasokan bahan bakar yang konstan ke area katup masuk. Sistem ini memungkinkan untuk memenuhi persyaratan lingkungan awal. Saat ini, ini adalah sistem elektronik-mekanis dengan injeksi frase dan masukan.

Pada 1970-an, cara utama untuk mengurangi emisi berbahaya adalah dengan menggunakan campuran udara-bahan bakar yang semakin ramping. Untuk pengapian yang tidak terputus, perlu untuk meningkatkan sistem pengapian untuk meningkatkan kekuatan percikan. Fakir penahan dalam hal ini adalah pemutusan mekanis sirkuit primer dan distribusi mekanis energi tegangan tinggi. Untuk mengatasi kekurangan ini, transistor kontak dan sistem non-kontak telah dikembangkan.

Saat ini, sistem pengapian non-kontak dengan distribusi statis energi tegangan tinggi di bawah kendali unit elektronik, yang secara bersamaan mengoptimalkan pasokan bahan bakar dan waktu pengapian, menjadi lebih umum.

Pada mesin diesel, arah utama perbaikan sistem tenaga adalah dengan meningkatkan tekanan injeksi. Saat ini, normanya adalah tekanan injeksi sekitar 120 MPa, untuk mesin yang menjanjikan hingga 250 MPa. Hal ini memungkinkan pembakaran bahan bakar yang lebih sempurna, mengurangi kandungan CH dan partikel dalam gas buang. Serta untuk bensin, untuk sistem tenaga diesel dikembangkan sistem elektronik kontrol mesin yang tidak memungkinkan mesin masuk ke mode asap.

Berbagai sistem aftertreatment gas buang sedang dikembangkan. Jadi, misalnya, sebuah sistem telah dikembangkan dengan filter di saluran pembuangan yang menjaga partikel knalpot. Setelah waktu operasi tertentu, unit elektronik memberikan perintah untuk menambah pasokan bahan bakar. Ini mengarah pada peningkatan suhu gas buang, yang, pada gilirannya, menyebabkan pembakaran jelaga dan regenerasi filter.

1.5. Penetralan

Pada tahun 70-an yang sama, menjadi jelas bahwa tidak mungkin untuk mencapai peningkatan yang signifikan dalam situasi dengan toksisitas tanpa menggunakan perangkat tambahan, karena penurunan satu parameter menyebabkan peningkatan yang lain. Oleh karena itu, mereka secara aktif terlibat dalam peningkatan sistem aftertreatment gas buang.

Sistem netralisasi telah digunakan di masa lalu untuk peralatan otomotif dan traktor yang beroperasi dalam kondisi khusus, seperti pembuatan terowongan dan pengembangan tambang.

Ada dua prinsip dasar untuk membuat konverter - termal dan katalitik.

Konverter termal adalah ruang bakar, yang terletak di saluran pembuangan mesin untuk membakar produk dari pembakaran bahan bakar yang tidak sempurna - CH dan CO. Itu dapat dipasang di tempat pipa knalpot dan melakukan fungsinya. Reaksi oksidasi CO dan CH berlangsung cukup cepat pada suhu di atas 830 °C dan dengan adanya oksigen yang tidak terikat di zona reaksi. Konverter termal digunakan pada mesin pengapian positif, di mana suhu yang diperlukan untuk aliran efektif reaksi oksidasi termal disediakan tanpa pasokan bahan bakar tambahan. Suhu gas buang yang sudah tinggi dari mesin ini naik di zona reaksi sebagai akibat dari pembakaran sebagian CH dan CO, yang konsentrasinya jauh lebih tinggi daripada mesin diesel.

Penetral termal (Gbr. 1.4) terdiri dari rumahan dengan pipa saluran masuk (keluar) dan satu atau dua sisipan tabung api yang terbuat dari baja lembaran tahan panas. Pencampuran yang baik dari udara tambahan yang diperlukan untuk oksidasi CH dan CO dengan gas buang dicapai dengan pembentukan pusaran yang intens dan turbulensi gas saat mereka mengalir melalui lubang-lubang di pipa dan sebagai akibat dari perubahan arah pergerakannya dengan sistem penyekat. Untuk afterburning CO dan CH yang efektif, diperlukan waktu yang cukup lama, sehingga kecepatan gas dalam konverter diatur rendah, sehingga volumenya relatif besar.

Beras. 1.4. Konverter termal

Untuk mencegah penurunan suhu gas buang akibat perpindahan panas ke dinding, pipa knalpot dan konverter ditutup dengan isolasi termal, pelindung panas dipasang di saluran pembuangan, dan konverter ditempatkan sedekat mungkin. mungkin ke mesin. Meskipun demikian, dibutuhkan banyak waktu untuk memanaskan konverter termal setelah menghidupkan mesin. Untuk mengurangi waktu ini, suhu gas buang ditingkatkan, yang dicapai dengan memperkaya campuran yang mudah terbakar dan mengurangi waktu pengapian, meskipun keduanya meningkatkan konsumsi bahan bakar. Tindakan tersebut dilakukan untuk mempertahankan nyala api yang stabil selama operasi mesin sementara. Sisipan nyala api juga berkontribusi pada penurunan waktu sampai oksidasi efektif CH dan CO dimulai.

konverter katalitik– perangkat yang mengandung zat yang mempercepat reaksi, – katalis . Konverter katalitik dapat berupa "satu arah", "dua arah" dan "tiga arah".

penetralisir tipe pengoksidasi satu komponen dan dua komponen afterburn (mengoksidasi ulang) CO (komponen tunggal) dan CH (dua komponen).

2CO + O 2 \u003d 2CO 2(pada 250–300 °С).

C m H n + (m + n/4) O 2 \u003d mCO 2 + n / 2H 2 O(lebih dari 400 ° ).

Konverter katalitik adalah rumah baja tahan karat yang disertakan dalam sistem pembuangan. Blok pembawa elemen aktif terletak di rumah. Penetral pertama diisi dengan bola logam yang dilapisi dengan lapisan tipis katalis (lihat Gambar 1.5).

Beras. 1.5. Perangkat pengubah katalitik

Sebagai zat aktif digunakan: aluminium, tembaga, kromium, nikel. Kerugian utama dari konverter generasi pertama adalah efisiensi rendah dan masa pakai yang singkat. Konverter katalitik berdasarkan logam mulia - platinum dan paladium - terbukti paling tahan terhadap efek "beracun" belerang, organosilikon, dan senyawa lain yang terbentuk sebagai hasil pembakaran bahan bakar dan oli yang terkandung dalam silinder mesin.

Pembawa zat aktif dalam penetral seperti itu adalah keramik khusus - monolit dengan banyak sarang lebah memanjang. Substrat kasar khusus diterapkan pada permukaan sarang lebah. Ini memungkinkan untuk meningkatkan area kontak efektif lapisan dengan gas buang hingga ~20 ribu m 2 . Jumlah logam mulia yang disimpan pada substrat di area ini adalah 2-3 gram, yang memungkinkan untuk mengatur produksi massal produk yang relatif murah.

Keramik dapat menahan suhu hingga 800–850 °C. Kerusakan pada sistem catu daya (mulai sulit) dan operasi yang berkepanjangan pada campuran kerja yang diperkaya kembali menyebabkan fakta bahwa bahan bakar berlebih akan terbakar di konverter. Hal ini menyebabkan pencairan sel dan kegagalan konverter. Saat ini, sarang lebah logam digunakan sebagai pembawa lapisan katalitik. Ini memungkinkan untuk meningkatkan area permukaan kerja, mendapatkan lebih sedikit tekanan balik, mempercepat pemanasan konverter ke suhu operasi, dan memperluas kisaran suhu hingga 1000–1050 °C.

Mengurangi media catalytic converter, atau penetral tiga arah, digunakan dalam sistem pembuangan, baik untuk mengurangi emisi CO dan CH, dan untuk mengurangi emisi nitrogen oksida. Lapisan katalitik konverter mengandung, selain platinum dan paladium, rhodium elemen tanah jarang. Hasil dari reaksi kimia pada permukaan katalis yang dipanaskan hingga 600–800 ° , CO, CH, NOx yang terkandung dalam gas buang diubah menjadi H 2 O, CO 2, N 2:

2NO + 2CO \u003d N 2 + 2CO 2.

2NO + 2H 2 \u003d N 2 + 2H 2 O.

Efisiensi konverter katalitik tiga arah mencapai 90% dalam kondisi operasi nyata, tetapi hanya dengan syarat bahwa komposisi campuran yang mudah terbakar berbeda dari yang stoikiometri tidak lebih dari 1%.

Karena perubahan parameter mesin karena keausannya, operasi dalam mode non-stasioner, penyimpangan pengaturan sistem tenaga, komposisi stoikiometrik campuran yang mudah terbakar tidak mungkin dipertahankan hanya karena desain karburator atau injektor. Umpan balik diperlukan yang akan mengevaluasi komposisi campuran udara-bahan bakar yang masuk ke silinder mesin.

Sampai saat ini, sistem umpan balik yang paling banyak digunakan menggunakan apa yang disebut sensor oksigen(probe lambda) berdasarkan keramik zirkonium ZrO 2 (Gbr. 1.6).

Elemen sensitif dari probe lambda adalah tutup zirkonium 2 . Permukaan dalam dan luar tutup ditutupi dengan lapisan tipis paduan platinum-rhodium, yang bertindak sebagai bagian luar 3 dan domestik 4 elektroda. Dengan bagian berulir 1 sensor dipasang di saluran pembuangan. Dalam hal ini, elektroda luar dicuci oleh gas yang diproses, dan elektroda dalam - oleh udara atmosfer.

Beras. 1.6. Desain sensor oksigen

Zirkonium dioksida pada suhu di atas 350 °C memperoleh sifat elektrolit, dan sensor menjadi sel galvanik. Nilai EMF pada elektroda sensor ditentukan oleh hubungan tekanan parsial oksigen di dalam dan di luar elemen penginderaan. Dengan adanya oksigen bebas dalam gas buang, sensor menghasilkan EMF dengan orde 0,1 V. Dengan tidak adanya oksigen bebas dalam gas buang, EMF meningkat hampir secara tiba-tiba menjadi 0,9 V.

Komposisi campuran dikontrol setelah sensor memanas hingga suhu pengoperasian. Komposisi campuran dipertahankan dengan mengubah jumlah bahan bakar yang dipasok ke silinder mesin pada batas transisi EMF probe dari level tegangan rendah ke tinggi. Untuk mengurangi waktu untuk mencapai mode operasi, sensor yang dipanaskan dengan listrik digunakan.

Kerugian utama dari sistem dengan umpan balik dan konverter katalitik tiga arah adalah: ketidakmungkinan menjalankan mesin dengan bahan bakar bertimbal, sumber daya konverter dan probe lambda yang agak rendah (sekitar 80.000 km) dan peningkatan resistensi knalpot sistem.

Bibliografi

Vyrubov D.N. Mesin pembakaran internal: teori mesin reciprocating dan gabungan / D.N. Vyrubov et al. M.: Mashinostroenie, 1983.
Mesin mobil dan traktor. (Teori, sistem tenaga, desain dan perhitungan) / Ed. I.M.Lenin. M.: Lebih tinggi. sekolah, 1969.
Mesin otomotif dan traktor: Dalam 2 jam Desain dan perhitungan mesin / Ed. I.M.Lenin. edisi ke-2, tambahkan. dan dikerjakan ulang. M.: Lebih tinggi. sekolah, 1976.
Mesin pembakaran internal: Desain dan pengoperasian mesin reciprocating dan gabungan / Ed. A.S. Orlin, M.G. Kruglov. edisi ke-3, direvisi. dan tambahan M.: Mashinostroenie, 1980.
Arkhangelsky V. M. Mesin mobil / V. M. Arkhangelsky. M.: Mashinostroenie, 1973.
Kolchin A. I. Perhitungan mesin mobil dan traktor / A. I. Kolchin, V. P. Demidov. M.: Lebih tinggi. sekolah, 1971.
Mesin pembakaran dalam / Ed. teknologi dr. Ilmu prof. V.N. Lukanin. M.: Lebih tinggi. sekolah, 1985.
Khachiyan A.S. Mesin pembakaran internal / A.S. Khachiyan dkk. M.: Vyssh. sekolah, 1985.
Ross Ranting. Sistem injeksi bensin. Perangkat, pemeliharaan, perbaikan: Prakt. tunjangan / Ross Twig. M.: Rumah penerbitan “Behind the wheel”, 1998.

Portal untuk siswa. Latihan mandiri

Kirim karya bagus Anda di basis pengetahuan sederhana. Gunakan formulir di bawah ini

Dokumen serupa

Analisis masalah perpanjangan mekanisme Protokol Kyoto setelah berakhirnya periode komitmen pertama

2.3 Penentuan kategori sumber emisi yang terkait dengan pembakaran bahan bakar untuk kebutuhan energi

21. Masalah lingkungan energi dan cara mengatasinya.

ARTIKEL TERKAIT