Шифр: 181022-14 Список контрольных вопросов: 16, 38, 53, 67 Список контрольных задач: 6В7, 7В7 Контрольные вопросы:
1) Три концепции (стадии) эколого-экономического развития государства, их характеристики. Ответ: 1) фронтальная экономика; 2) экономическое развитие с учетом охраны природы; 3) развитие с учетом экологических ограничений (устойчивое развитие). Каждой стадии соответствуют свои принципы природопользования: — экономический; — эколого-экономический; — социоэкологический. Различным этапам хозяйственной деятельности соответствовали свои принципы природопользования. Так, до второй половины XX в. критерием эффективности экономики было получение максимума материальных благ (прибыли) при минимальных затратах. Природные ресурсы и экосистемы принимались неистощимыми, а масштаб потребляемых ресурсов относительно их запасов не рассматривался в числе параметров, определяющих экономический рост. Основными факторами, лимитирующими экономическое развитие, считались труд и капитал. Такая модель экономики, превалировавшая в большинстве развитых стран вплоть до 60—70-х годов нашего столетия, была названа специалистом в области системного анализа К. Боудингом "фронтальной экономикой". В основе природопользования в это время лежал так называемый "экономический принцип", когда природа рассматривалась как неограниченный источник используемых человеком ресурсов и "сточная труба" для различных отходов. Природоохранная дея¬тельность носила как бы "благотворительный" характер, отвечающий той роли всемогущего "покорителя природы", которую человек взял на себя. Она ограничивалась созданием отдельных заповедников, охраной некоторых уникальных памятников природы, спорадической заботой об оказавшихся на грани исчезновения видах растений и животных. Такое развитие природопользования не вызывало опасений вплоть до последних десятилетий, так как относительно низкий уровень развития производительных сил не приводил до поры до времени к глобальным экологическим изменениям. Проблема не стояла остро при небольшой плотности населения и невысоком уровне промышленного производства. Однако XX ст. ознаменовалось быстрым ростом населения (его численность на Земле за столетие увеличилась в 3 раза) и потребления материальных и энергетических ресурсов. Масштабы производства в мире увеличились в 20 раз. За последние 40 лет население Земли удвоилось, а уровень промышленного производства и потребления топлива возрос в 4 раза. Техногенные воздействия на окружающую среду по своим масштабам стали сопоставимы со многими природными процессами, деятельность человека привела к существенным нарушениям круговорота веществ и обменных энергетических процессов в биосфере. Резкое ухудшение качества окружающей среды и рост в связи с этим экономических издержек привели к появлению концепции "охраны природы", сменившей концепцию ее покорения, господствовавшую в период "фронтальной экономики". Ведущим принципом природопользования в развитых странах становится эколого-экономический, согласно которому критерием эффективности хозяйственной деятельности является получение максимальных экономических результатов при минимальных затратах и минимальных нарушениях природной среды. Однако при реализации данного принципа экономические интересы остаются все же на первом плане, так как понятие "минимальное" нарушение природной среды неконкретно и подвержено произвольному толкованию — зачастую в угоду получению сиюминутной экономической выгоды. Тем не менее его внедрение в жизнь в определенной степени затормозило процесс прогрессирующего разрушения природной среды. Высокая стоимость природовосстановительных работ вызвала повышенный спрос на безотходные, малоотходные, ресурсосберегающие технологии, основанные на эффективных методах переработки сырья. К середине 80-х годов на смену концепции охраны природы приходит концепция общественного развития в границах заданной нагрузки на природные системы, то есть с учетом экологических ограничений. Значительное влияние на формирование данной концепции оказал доклад Международной комиссии по окружающей среде и развитию (МКОСР) "Наше общее будущее" (1987), выполненный по заданию ООН комиссией под председательством Г.Х. Брундтланд. В докладе были предложены долго¬срочные стратегии в области охраны окружающей среды, которые позволили бы обеспечить устойчивое развитие мировой экономики на длительный период, рассмотрены способы и средства решения проблем природопользования. Основой формирования нового типа эколого-экономического взаимодействия, должно стать устойчивое развитие, то есть такое, которое удовлетворяет потребности настоящего времени, но не ставит под угрозу удовлетворение потребностей будущих поколений. Задачи экономического и социального развития должны быть определены с учетом соответствия экологическому императиву во всех странах — развитых и развивающихся, странах с рыночной или другими видами экономики. Важнейшей в понятии устойчивого развития является проблема учета долгосрочных экологических последствий принимаемых сегодня экономических решений. Главный акцент должен быть перенесен с мероприятий по ликвидации последствий загрязнения окружающей среды на поиск путей по их предотвращению. Создаваемая концепция природопользования должна исходить из концепции экономического роста на основе ресурсосбережения. Необходимо сведение к минимуму экологических последствий для последующих поколений, нельзя растрачивать природное богатство только для себя. В июне 1989 г. встреча на высоком уровне стран большой семерки призвала к скорейшему принятию во всем мире стратегии, базирующейся на концепции экологически устойчивого развития, которая предполагает паритет экономических и экологических ценностей. И, наконец, в документах Конференции ООН по окружающей среде и развитию в Рио-де-Жанейро ("Декларация Рио", "Повестка дня на XXI век", 1992) подчеркнута необходимость превращения любого вида хозяйственной деятельности в экологически безопасную, то есть совместимую с требованиями гармоничного развития общества и природы.
2) Административные, экономические и социально-психологические методы воздействия на управляемые объекты (субъекты хозяйствования, граждане) в системе управления природопользованием и охраной окружающей среды. Ответ: Управление природопользованием — это деятельность государства по организации рационального использования и воспроизводства природных ресурсов, охраны окружающей среды, а также по обеспечению режима законности в эколого-экономических отношениях. Механизм управления природопользованием объединяет методы, функции и организационные структуры (органы управления). Методы управления — это способы воздействия на поведение и деятельность управляемых объектов с целью обеспечения рационального природопользования и охраны окружающей среды. Основные из них: — административные (командно-распорядительные) – обеспечиваемые возможностью государственного принуждения; — экономические – создающие непосредственную материальную заинтересованность субъектов хозяйствования в выполнении необходимых экологических мероприятий, решений органов управления в сфере природопользования; — социально-психологические – методы морального стимулирования, которые реализуются посредством мер как поощрительного характера, так и воздействия на нарушителей (благодарности или, напротив, выговоры, устные или в приказах администрации и т.п.). До недавнего времени наиболее распространенными и дей¬ственными были административные методы. Они применялись в условиях монопольного владения государством природными ресурсами, установления правовых норм и порядка воздействия на окружающую среду заинтересованными ведомствами природопользователями, сохранения предприятий, наносивших ущерб природе, десятки раз превышающий стоимость выпускавшейся продукции. В такой обстановке только административное управление позволяло без применения жестких экономических санкций в какой-то мере сдерживать эколого-катастрофические ситуации. Общесистемные функции административного управления обычно включают такие виды деятельности: — планирование; — проведение организационных мероприятий с выполнением детальной классификации предстоящих работ; — подбор и расстановку кадров, повышение их квалификации с учетом новых задач и выдвигаемых требований; — технологическое и санитарно-гигиеническое нормирование хозяйственной деятельности, нормирование качества выпускаемой продукции и окружающей среды; — выполнение контрольных и учетных функций, лицензирование различных видов природопользования, осуществление мониторинга окружающей среды, разработку экологических правил, нормативно-правовых актов и т.п. Центральное место в административном регулировании при¬надлежит системе экологических стандартов, которая подразумевает установление единых и обязательных для всех объектов управления экологических норм и требований. Экологические стандарты охватывают все аспекты загрязнения окружающей среды и соответственно этому различают следующие их виды: стандарты качества окружающей среды, стандарты воздействия на окружающую среду, технологические стандарты, стандарты качества продукции. Помимо экологических стандартов (нормативов), административное регулирование предполагает широкое применение правовых рычагов, мер административного воздействия на виновников загрязнения (запреты, ограничения, лицензии и пр.). Переход экономики на рыночные рельсы неизбежно приведет к стремлению производителей получать наибольшую прибыль, в том числе — за счет экономии на природоохранных издержках, в обход указаний директивных органов. Поэтому необходимо создать такие условия, чтобы стало экономически невыгодным отрицательное воздействие на природу и нерациональное природопользование. Важный шаг в этом направлении — расширение сферы применения экономических методов управления, которые в широком смысле объединяют ме¬ханизмы регулирования процессов природопользования, созда¬ющие материальную заинтересованность субъектов хозяйствования в рациональном использовании и охране богатств природы. Экономические методы управления предполагают использование стоимостных рычагов, побуждающих все хозяйственные звенья к реализации государственной экологической политики. К таким рычагам относятся: — рентные платежи; — платежи за использование природных ресурсов и загрязне-ние окружающей среды (экологический налог); — компенсационные выплаты за изъятие природного ресурса из целевого использования или ухудшение его качества в результате производственной деятельности; — штрафы за нарушение экологических стандартов и лимитов природопользования; — система налоговых льгот, льготное кредитование и субсидирование и др. — Посредством экономических методов в экологической сфере реализуются меры поощрительного, запретительного и компенсационного порядка.
3) Наиболее актуальные экологические проблемы Беларуси. Социально-экономические последствия негативного антропогенного воздействия на экологию республики. Ответ: Наиболее серьезные экологические проблемы Беларуси: — загрязнение более 1/5 территории республики радионуклидами, что не только резко ограничило ее природно-ресурсный потенциал (загрязнено более 22 % сельскохозяйственных и 21 % лесных угодий), но и потребовало огромных затрат на снижение радиационной опасности; — многократное превышение нормативного уровня загрязнения воздушного бассейна в городах с высоким уровнем концентрации экологоопасных производств и большим парком автотранспорта; — интенсивная трансформация водосборных бассейнов и водного режима речной сети в результате крупномасштабного осушения заболоченных земель и как следствие — исчезновение множества малых рек и ручьев; — стойкое увеличение индекса загрязнения вод по всем рекам республики на фоне сокращения общего объема сбрасываемых в них стоков, что свидетельствует о нарушении процессов самоочищения водоемов; — опасное загрязнение промышленными, коммунальными и поверхностными сточными водами акваторий уникальных водных объектов озер Нарочь, Свитязь, Голубых и Браславских; — техногенная деградация ландшафтов; — неблагополучная экологическая ситуация в сельской местности, связанная с многолетним воздействием на среду обитания отходов крупных животноводческих комплексов, химизацией сельского хозяйства, использованием тяжеловесной сельскохозяйственной техники, изъятием плодородных земель для несельскохозяйственных целей, эрозией почв антропогенного происхождения, усыханием лесов и трансформацией почв в результате непродуманной крупномасштабной мелиорации и т.д. Наиболее серьезной экологической проблемой нашей страны остается радиоактивное загрязнение в результате чернобыльской катастрофы около 22% территории, на которой проживает 2,2 млн. человек, расположено свыше 3600 населенных пунктов, в том числе 27 городов. Острее всего эта проблема стоит в Гомельской и Могилевской областях, где радионуклидами загрязнено соответственно 68 и 35% территории. В Брестской, Гродненской и Минской областях радиоактивное загрязнение занимает соответственно 13, 7 и 5 % их площади, в Витебской — менее 1%. Для оценки качества воздуха используются установленные Минздравом нормативы ПДК загрязняющих веществ и международные стандарты, рекомендованные Всемирной организацией здравоохранения. Анализ динамики состояния атмосферного воздуха осуществляется на основе определяемого для каждого города комплексного индекса загрязнения атмосферы (ИЗА). По показателю ИЗА высокие уровни загрязнения воздушной среды в последние годы наблюдались в Могилеве (8,8—10), Мозыре (7,8—8,6), Бобруйске (6,3—7,7), Гомеле (4,5—7,1), Витебске (5,8—8,3). Причем в Могилеве значительное превышение по сравнению со средними для страны значениями ИЗА наблюдается на протяжении многолетнего периода. Среди социально-экономических последствий негативного антропогенного воздействия на экологию основным является ухудшение здоровья населения, которое можно рассматривать как интегральный показатель качества жизни человеческой популяции. Продолжительность жизни характеризует меру здоровья в социально-демографическом контексте. Последние десятилетия в Беларуси она неуклонно сокращалась. Так, если в 1970—1971 гг. средняя ожидаемая продолжительность жизни населения Беларуси была 72,5 года, в 1990 г. — 71,1, то в 1999 г. — 67,9 года. Еще сильнее сократилась продолжительность жизни в сельской местности. По данным медицинской статистики, за 20 лет (1970-1990 гг.), из которых 16 приходится на дочернобыльский период, средняя продолжительность жизни сельского населения уменьшилась на 2,6 года (мужчин — на 3,3 года), что в значительной степени связано с повышенной заболеваемостью селян в результате загрязнения природной среды химическими ингредиентами, применяемыми в сельском хозяйстве, и потреб¬ления загрязненной нитратами питьевой воды из колодцев. Нитратному загрязнению в Беларуси подвержено около 75 % обследованных в последние годы колодцев. Состояние окружающей среды сказалось и на здоровье насе¬ления городов, где размещены крупные промышленные объекты (Бобруйск, Витебск, Гомель, Могилев, Мозырь, Полоцк, Новополоцк и др.). Загрязнение атмосферного воздуха влияет в первую очередь на рост числа заболеваний органов дыхания, онкологических, аллергических заболеваний, отклонений со стороны иммунной системы вплоть до иммунодефицита, особенно у детей и подростков. Следует отметить, что падение промышленного производства в республике, начиная с 1990 г., привело к некоторому сокращению антропогенного воздействия на окружающую среду.
4) Основные типы электростанций. Ответ: Существуют «традиционные» виды альтернативной энергии: энергия Солнца и ветра, морских волн и горячих источников, приливов и отливов. На основе этих природных ресурсов были созданы электростанции: ветряные, приливные, геотермальные, солнечные. Ветряные электростанции. Принцип действия ветряных электростанций прост: ветер крутит лопасти ветряка, приводя в движение вал электрогенератора. Генератор в свою очередь вырабатывает энергию электрическую. Получается, что ветроэлектростанции работают, как игрушечные машины на батарейках, только принцип их действия противоположен. Вместо преобразования электрической энергии в механическую, энергия ветра превращается в электрический ток. Приливные электростанции. Для выработки электроэнергии электростанции такого типа используют энергию прилива. Первая такая электростанция (Паужетская) мощностью 5 МВт была построена на Камчатке. Для устройства простейшей приливной электростанции (ПЭС) нужен бассейн — перекрытый плотиной залив или устье реки. В плотине имеются водопропускные отверстия и установлены турбины, которые вращают генератор. Во время прилива вода поступает в бассейн. Когда уровни воды в бассейне и море сравняются, затворы водопропускных отверстий закрываются. С наступлением отлива уровень воды в море понижается, и, когда напор становится достаточным, турбины и соединенные с ним электрогенераторы начинают работать, а вода из бассейна постепенно уходит. Геотермальные электростанции. Электростанции такого типа преобразуют внутреннее тепло Земли (энергию горячих пароводяных источников) в электричество. Первая геотермальная электростанция была построена на Камчатке. Существует несколько схем получения электроэнергии на геотермальной электростанции. Прямая схема: природный пар направляется по трубам в турбины, соединенные с электрогенераторами. Непрямая схема: пар предварительно (до того как попадает в турбины) очищают от газов, вызывающих разрушение труб. Смешанная схема: неочищенный пар поступает в турбины, а затем из воды, образовавшийся в результате конденсации, удаляют не растворившиеся в ней газы. Солнечные электростанции. В настоящее время строятся солнечные электростанции в основном двух типов: солнечные электростанции башенного типа и солнечные электростанции распределенного (модульного) типа. В башенных солнечных электростанциях используется центральный приемник с полем гелиостатов, обеспечивающим степень концентрации в несколько тысяч. Система слежения за Солнцем значительно сложна, так как требуется вращение вокруг двух осей. Управление системой осуществляется с помощью ЭВМ. В качестве рабочего тела в тепловом двигателе обычно используется водяной пар с температурой до 550ºС, воздух и другие газы — до 1000ºС, низкокипящие органические жидкости (в том числе фреоны) — до 100ºС, жидкометаллические теплоносители — до 800ºС. Тепловые электростанции. Тепловые электростанции работают по такому принципу: топливо сжигается в топке парового котла. Выделяющееся при горении тепло испаряет воду, циркулирующую внутри расположенных в котле труб, и перегревает образовавшийся пар. Пар, расширяясь, вращает турбину, а та, в свою очередь, — вал электрического генератора. Затем отработавший пар конденсируется; вода из конденсатора через систему подогревателей возвращается в котел. Гидроэлектростанции. Гидрозлектростанции преобразуют энергию потока воды в электроэнергию посредством гидравлических турбин, приводящих во вращение электрические генераторы. Наибольший КПД гидроэлектростанция имеет тогда, когда поток воды падает на турбину сверху. Для этих целей строится плотина, поднимающая уровень воды в реке и сосредотачивающая напор воды в месте расположения турбин. Атомные электростанции. Такие электростанции действуют по такому же принципу, что и «ТЭС, но используют для парообразования энергию, получающуюся при радиоактивной распаде. В качестве топлива используется обогащенная руда урана. Ядерный реактор работает на основе цепной ядерной реакции, когда деление одного ядра вызывает деление других ядер; таким образом, реакция сама себя поддерживает. Термоядерные электростанции. В настоящее время ученые работают над созданием Термоядерных электростанций, преимуществом которых является обеспечение человечества электроэнергией на неограниченное время. Термоядерная электростанция работает на основе термоядерного синтеза — реакции синтеза тяжелых изотопов водорода с образованием гелия и выделением энергии. Реакция термоядерного синтеза не дает газообразных и жидких радиоактивных отходов, не нарабатывает плутоний, который используется для производства ядерного оружия. Если еще учесть, что горючим для термоядерных станций будет тяжелый изотоп водорода дейтерий, который получают из простой воды — в полулитре воды заключена энергия синтеза, эквивалентная той, что получится при сжигании бочки бензина, — то преимущества электростанций, основанных на термоядерной реакции, становятся очевидными.
Задачи: 5) Произведите экономическую оценку и анализ возможности получения дополнительной прибыли для энергосистемы, в которую входят 5 ТЭС.
Исходные данные: Вариант Данных для расчета Мощность электроэнергии, Wэ, млн кВт•ч Мощность теплоэнергии Wm,Гкал Выбросы, тыс. т Годовой норматив выбросов, тыс. т 1 4,81 3521 3,794 12,237 2 4,20 3763 3,927 3 2,98 2441 3,807 4,518 4 2,80 2687 3,644 5 7,43 2443 2,331 3,699 6 7,59 2538 2,166 7 14,68 3301 14,294 20,661 8 14,91 3383 12,042 9 18,90 4112 11,802 23,135 10 18,49 4257 15,088 11 11,62 2139 6,502 8,233 12 12,40 2168 6,318 13 3,85 3736 8,848 1,11 14 4,05 3919 14,250
Себестоимость тепло- и электроэнергии примем равной Сm = 32 р./Гкал; Сэ =0,4 р./кВт•ч. Цена отпускаемой тепло- и электроэнергии составляет Цm = 70 р./Гкал; Цэ = 1 р./кВт•ч. Данныедля расчета: Вариант задачи – 7 Wэ = 14,68 млн кВт•ч Wm = 3301 Гкал Выбросы, тыс.т = 14,294 Годовой норматив выбросов = 20,661 тыс.т
Решение: Рассчитаем превышение выбросов по отношению к годовому нормативу: 20,661/14,294 = 1,445, т.е. выбросы предприятия в 1,445 раза меньше нормативных, значит предприятие помимо основной прибыли получает еще 30% дополнительной прибыли. Рассчитаем прибыль от производства тепловой энергии по формуле Прибыль = Цена – Себестоимость. Зная, что себестоимость всей вырабатываемой тепловой энергии равна Собщ = Wm * Cm = 3301* 32 р. = 105 632 р., а цена всей вырабатываемой тепловой энергии равна Цт.общ. = Wm * Цт = 3301•* 70 р. = 231 070 р. Найдем прибыль от производства тепловой энергии: Пт = Цт – Собщ = 231070 – 105632 = 125 438 р. Аналогично рассчитаем прибыль от производства электрической энергии. Себестоимость всей вырабатываемой электрической энергии равна: Сэ.общ = Wэ * Сэ = 14680000 * 0,4 = 5 872 000 р. Цена всей вырабатываемой электрической энергии равна: Цэ.общ = Wэ • Цэ = 14680000 * 1 = 14 680 000 р. Прибыль от производства электрической энергии: Пэ = Цэ.общ – Сэ.общ =14680000 – 5872000 = 8 808 000 р. Прибыль от реализации теплоэнергии и прибыль от реализации электроэнергии в совокупности – это основная прибыль предприятия: Посн = Пт + Пэ = 125438 + 8808000 = 8 933 438 р. Рассчитываем возможность получения дополнительной прибыли (в нашем случае – 30 % от основной прибыли предприятия): Пдоп = 0,3 * 8933438 = 2 680 031 р. Общая прибыль предприятия составляет: Побщ = 8 933 438 + 2 680 031 = 11 613 469 р. Ответ: Общая прибыль предприятия составляет 11 613 469 р
6) Рассчитать, до какой температуры нагреют отходящие топочные газы воду объемом: Исходные данные: Вариант задачи – 7, V = 130 л. Решение: Рассчитаем, до какой температуры нагреют его отходящие топочные газы, используя следующую формулу:
где – масса воды (равна объёму воды , л); С – теплоёмкость воды = 4,19 кДж/кг; tн , tкон – начальная и конечная температура воды, tн = 20°С. – плотность воды, равна 1 кг/л; – количество тепла, необходимое для испарения влаги из топлива; – потери тепла при оптимальном поступлении воздуха. В качестве твёрдого бытового топлива будем использовать дрова массой Gдров = 15 кг, теплотворность которых Qдров = 4500 ккал/кг, влажность топлива в помещении при температуре tокр.ср = 20°С составляет Wдров = 7 %, теплота испарения = 2 258кДж/кг. Избыток воздуха = 10 % от теоретического. Общее количество тепла при сгорании топлива: Qобщ = Qдров * Gдров = 4 500 * 15 = 67 500 ккал. Рассчитаем количество влаги в топливе:
Wвл=15*0,07=1,05 Количество тепла необходимого для испарения влаги из топлива:
Qwисп=1,05 * 4,19 * (100 – 20) + 1,05 * 2258 = 2723 кДж Потери тепла при оптимальном поступлении воздуха: ккал, или 28125 кДж Тогда из уравнения выведем температуру, до которой нагреется заданный объём воды отходящими газами:
tкон= = 76 (oC) Ответ: до 76оС
Список литературы 1. Кирвель И.И. Основы энергосбережения. Курс лекций. 2007г. 2. Асаенок, И.С., Михнюк, Т.Ф. Основы экологии и экономика природопользования / И. С. Асаенок, Т. Ф. Михнюк, – Минск: БГУИР, 2005г. 3. Поспелова Т.Г. Основы энергосбережения. Мн., Технопринт, 2000г. 4. Гарин, В. М., Кленова, И. А., Колесников, В. И. Экология для технических вузов/В. М. Гарина. Ростов н/Д: Феникс, 2003.
