Sources to Energy

. Introduction. To combat global warming and the other problems associated with fossil fuels, the world must switch to renewable energy sources like sunlight or wind. All renewable energy technologies are not appropriate to all applications or locations, however. As with conventional energy production, there are environmental issues to be considered. This paper identifies some of the key environmental impacts associated with renewable technologies

and suggests appropriate responses to them. A study by the Union of Concerned Scientists and three other national organizations, America's Energy Choices, found that even when certain strict environmental standards are used for evaluating renewable energy projects, these energy sources can provide more than half of the US energy supply by the year 2030. Today the situation in fuel and industrial complexes round the world

is disastrous. Current energy systems depend heavily upon fossil and nuclear fuels. What this would mean is that we would run out of mineral resources if we continue consuming non-renewable at the present rate, and this moment is not far off. According to some estimates, within the next 200 years most people, for instance, seize using their cars for lack of petrol (unless some alternatives are used).

Moreover, both fossil and nuclear fuels produce a great amount of polluting substances when burnt. We are slowly but steadily destroying our planet, digging it from inside and releasing the wastes into the atmosphere, water and soil. We have to seize vandalizing the Earth and seek some other ways to address the needs of the society some other way. That’s why renewable sources are so important for the society.

In fact, today we have a simple choice – either to turn to nature or to destroy ourselves. I have all reasons to reckon that most of people would like the first idea much more, and this is why I’m going to inquire into the topic and look through some ways of providing a sustainable future for next generations. 2. Wind Energy. It is hard to imagine an energy source more benign to the environment than wind power; it produces no air or water pollution, involves no toxic or hazardous substances (other

than those commonly found in large machines), and poses no threat to public safety. And yet a serious obstacle facing the wind industry is public opposition reflecting concern over the visibility and noise of wind turbines, and their impacts on wilderness areas. One of the most misunderstood aspects of wind power is its use of land. Most studies assume that wind turbines will be spaced a certain distance apart and that all of the

land in between should be regarded as occupied. This leads to some quite disturbing estimates of the land area required to produce substantial quantities of wind power. According to one widely circulated report from the 1970s, generating 20 percent of US electricity from windy areas in 1975 would have required siting turbines on 18,000 square miles, or an area about 7 percent the size of Texas. In reality, however, the wind turbines themselves occupy

only a small fraction of this land area, and the rest can be used for other purposes or left in its natural state. For this reason, wind power development is ideally suited to farming areas. In Europe, farmers plant right up to the base of turbine towers, while in California cows can be seen peacefully grazing in their shadow. The leasing of land for wind turbines, far from interfering with farm operations, can bring substantial

benefits to landowners in the form of increased income and land values. Perhaps the greatest potential for wind power development is consequently in the Great Plains, where wind is plentiful and vast stretches of farmland could support hundreds of thousands of wind turbines. In other settings, however, wind power development can create serious land-use conflicts. In forested areas it may mean clearing trees and cutting roads, a prospect that is sure to generate

controversy, except possibly in areas where heavy logging has already occurred. And near populated areas, wind projects often run into stiff opposition from people who regard them as unsightly and noisy, or who fear their presence may reduce property values. In California, bird deaths from electrocution or collisions with spinning rotors have emerged as a problem at the Altamont Pass wind "farm," where more than 30 threatened golden eagles and 75

other raptors such as red-tailed hawks died or were injured during a three-year period. Studies under way to determine the cause of these deaths and find preventive measures may have an important impact on the public image and rate of growth of the wind industry. In appropriate areas, and with imagination, careful planning, and early contacts between the wind industry, environmental groups, and affected communities, siting and environmental problems should not be insurmountable.

3. Solar Energy. Since solar power systems generate no air pollution during operation, the primary environmental, health, and safety issues involve how they are manufactured, installed, and ultimately disposed of. Energy is required to manufacture and install solar components, and any fossil fuels used for this purpose will generate emissions. Thus, an important question is how much fossil energy input is required for solar systems compared to the fossil energy consumed by comparable conventional energy

systems. Although this varies depending upon the technology and climate, the energy balance is generally favorable to solar systems in applications where they are cost effective, and it is improving with each successive generation of technology. According to some studies, for example, solar water heaters increase the amount of hot water generated per unit of fossil energy invested by at least a factor of two compared to natural gas water heating and by at least a factor of eight compared to electric water heating.

Materials used in some solar systems can create health and safety hazards for workers and anyone else coming into contact with them. In particular, the manufacturing of photovoltaic cells often requires hazardous materials such as arsenic and cadmium. Even relatively inert silicon, a major material used in solar cells, can be hazardous to workers if it is breathed in as dust. Workers involved in manufacturing photovoltaic modules and components must consequently be protected

from exposure to these materials. There is an additional-probably very small-danger that hazardous fumes released from photovoltaic modules attached to burning homes or buildings could injure fire fighters. None of these potential hazards is much different in quality or magnitude from the innumerable hazards people face routinely in an industrial society. Through effective regulation, the dangers can very likely be kept at a very low level. The large amount of land required for utility-scale solar power plants-

approximately one square kilometer for every 20-60 megawatts (MW) generated-poses an additional problem, especially where wildlife protection is a concern. But this problem is not unique to solar power plants. Generating electricity from coal actually requires as much or more land per unit of energy delivered if the land used in strip mining is taken into account.

Solar-thermal plants (like most conventional power plants) also require cooling water, which may be costly or scarce in desert areas. Large central power plants are not the only option for generating energy from sunlight, however, and are probably among the least promising. Because sunlight is dispersed, small-scale, dispersed applications are a better match to the resource. They can take advantage of unused space on the roofs of homes and buildings and in urban and industrial

lots. And, in solar building designs, the structure itself acts as the collector, so there is no need for any additional space at all. 4. Hydropower. The development of hydropower has become increasingly problematic in the United States. The construction of large dams has virtually ceased because most suitable undeveloped sites are under federal environmental protection. To some extent, the slack has been taken up by a revival of small-scale development.

But small-scale hydro development has not met early expectations. As of 1988, small hydropower plants made up only one-tenth of total hydropower capacity. Declining fossil-fuel prices and reductions in renewable energy tax credits are only partly responsible for the slowdown in hydropower development. Just as significant have been public opposition to new development and environmental regulations. Environmental regulations affect existing projects as well as new ones.

For example, a series of large facilities on the Columbia River in Washington will probably be forced to reduce their peak output by 1,000 MW to save an endangered species of salmon. Salmon numbers have declined rapidly because the young are forced to make a long and arduous trip downstream through several power plants, risking death from turbine blades at each stage. To ease this trip, hydropower plants may be required to divert water around their

turbines at those times of the year when the fish attempt the trip. And in New England and the Northwest, there is a growing popular movement to dismantle small hydropower plants in an attempt to restore native trout and salmon populations. That environmental concerns would constrain hydropower development in the United States is perhaps ironic, since these plants produce no air pollution or greenhouse gases.

Yet, as the salmon example makes clear, they affect the environment. The impact of very large dams is so great that there is almost no chance that any more will be built in the United States, although large projects continue to be pursued in Canada (the largest at James Bay in Quebec) and in many developing countries. The reservoirs created by such projects frequently inundate large areas of forest, farmland, wildlife

habitats, scenic areas, and even towns. In addition, the dams can cause radical changes in river ecosystems both upstream and downstream. Small hydropower plants using reservoirs can cause similar types of damage, though obviously on a smaller scale. Some of the impacts on fish can be mitigated by installing "ladders" or other devices to allow fish to migrate over dams, and by maintaining minimum river-flow rates; screens can also be installed to keep fish away from turbine blades.

In one case, flashing underwater lights placed in the Susquehanna River in Pennsylvania direct night-migrating American shad around turbines at a hydroelectric station. As environmental regulations have become more stringent, developing cost-effective mitigation measures such as these is essential. Despite these efforts, however, hydropower is almost certainly approaching

the limit of its potential in the United States. Although existing hydro facilities can be upgraded with more efficient turbines, other plants can be refurbished, and some new small plants can be added, the total capacity and annual generation from hydro will probably not increase by more than 10 to 20 percent and may decline over the long term because of increased demand on water resources for agriculture and drinking water, declining rainfall (perhaps caused by global warming), and efforts to protect or

restore endangered fish and wildlife. 5. Conclusion. So, no single solution can meet our society's future energy needs. The solution instead will come from the family of diverse energy technologies that do not deplete our natural resources or destroy our environment. That’s the final decision that the nature imposes. Today mankind’s survival directly depends upon how quickly we can renew the polluting fuel an energy

complex we have now with sound and environmentally friendly technologies. Certainly, alternative sources of energy have their own drawbacks, just like everything in the world, but, in fact, they seem minor in comparison with the hazards posed by conventional sources. Moreover, if talking about the dangers posed by new energy technologies, there is a trend of localization. Really, these have almost no negative global effect, such as air pollution.

Moreover, even the minor effects posed by geothermal plants or solar cells can be overseen and prevented if the appropriate measures are taken. So, when using alternatives, we operate a universal tool that can be tuned to suit every purpose. They reduce the terrible impact the human being has had on the environment for the years of his existense, thus drawing nature and technology closer than ever before for the last 2 centuries. 1.Вступление. Для борьбы с глобальным потеплением и другими проблемами, связанными с сжиганием

ископаемого топлива, мировое сообщество должно перейти на возобновляемые источники энергии, такие как солнце или ветер. Однако, не все технологии использования возобновляемых источников энергии, соответствуют всем приложениям или местам. Как и в обычном производстве энергии, есть несколько экологических вопросов, подлежащих рассмотрению. Эта статья определяет некоторые из ключевых экологических последствий, связанных с возобновляемыми технологиями и предлагает соответствующие ответы на них.

Согласно исследованию, проведенному Союзом ученых и трех других национальных организаций Америки, было доказано, что даже при определенных строгих экологических стандартах, используемых для оценки проектов по возобновляемым источникам энергии, эти источники энергии могут обеспечить более половины энергоснабжения США до 2030 года. Сегодня ситуация в топливно-промышленных комплексах по всему миру является катастрофической. Текущие энергетические системы в значительной степени работают от ископаемого

и ядерного топлива. Это означает, что нам придется бежать от минеральных ресурсов, если мы по-прежнему будем потреблять невозобновляемые источники при нынешних темпах, и этот момент не за горами. По некоторым оценкам, в течение ближайших 200 лет большинство людей не смогут использовать свои автомобили из-за отсутствия бензина (есть несколько вариантов использования). Кроме того, как ископаемое, так и ядерное топливо производит большое количество загрязняющих веществ

при сжигании. Мы медленно, но верно уничтожаем нашу планету, копаем ее изнутри и выбрасываем отходы в атмосферу, воду и почву. Мы должны прекратить с вандализмом Земли и искать другие пути для удовлетворения потребностей общества. Вот почему возобновляемые источники энергии так важны для общества. С другой стороны, сегодня у нас есть простой выбор - обратиться к природе и уничтожить самих себя.

У меня есть все основания полагать, что большинство людей хотели бы считаться с первой мыслью, и именно поэтому я собираюсь выяснить в этой теме некоторые пути обеспечения устойчивого будущего для последующих поколений. 2.Энергия ветра. Трудно представить себе источник энергии более благоприятный для окружающей среды, чем энергия ветра. Он не производит загрязнение воды или воздуха, не влечет за собой токсичных или опасных веществ (кроме тех, которые обычно встречаются в больших машинах) и не представляет угрозы

для общественной безопасности. И тем не менее серьезным препятствием является шум ветряных турбин, и его последствия для дикой природы. Одной из самых непонятных аспектов энергии ветра является использование земли. Большинство исследований предполагают, что ветровые турбины будут расположены на определенном расстоянии друг от друга и что земля между ними будет оккупирована. Это приводит к некоторым довольно тревожным оценкам земельного участка, необходимого для производства

значительных объемов энергии ветра. Согласно одному из широко распространенных докладов 1970-х годов, производящие 20 процентов электроэнергии США с ветровые турбины в 1975 году потребовали бы для своего размещения 18000 квадратных миль, или площадь около 7 процентов размер штата Техас. В действительности, однако, сами ветровые турбины занимают лишь малую часть этого земельного участка, а остальные могут быть использованы для других целей, либо оставлены в естественном состоянии.

По этой причине, развитие ветроэнергетики идеально подходит для сельскохозяйственных угодий. В Европе фермерские плантации построены вплоть до основания башни турбин, а в Калифорнии коров можно увидеть мирно пасущиеся в их тени. Аренда земли для ветряных турбин, далеко от вмешательства в сельскохозяйственные работы, может быть значительно выгодна для собственников в виде увеличения доходов и стоимости земли.

Возможно, наибольшим потенциалом для развития энергетики ветра были бы районы Великих равнин, где ветер и обильные обширные сельхозугодия могли бы поддержать сотни тысяч ветряных турбин. В других местах, однако, развитие энергии ветра может привести к серьезным конфликтам землепользования. В лесных районах это означает очистку и резку деревьев с дороги, перспектива того, что обязательно получится спор, за исключением районов, где возможно интенсивные лесозаготовки уже произошли.

А вблизи населенных пунктов, проекты ветряных турбин часто сталкиваются с жесткой оппозицией со стороны людей, которые считают их неприглядными и шумным и боятся, что их присутствие может снизить стоимость недвижимости. В Калифорнии, гибель птиц от электрического тока или столкновений с вращением роторов превратилась в проблему, где более 30 золотых орлов и 75 других хищников, таких как красный хвост ястреба погибли или были ранены в ходе трехлетнего периода.

Исследования в целях определения причин этих смертей и поиск превентивных мер могут иметь значительное влияние на имидж и темпы роста промышленности ветра. В соответствующих районах, а также с тщательным планированием контактов между ветроэнергетической промышленностью, экологическими группами и пострадавшими общинами, размещение и экологические проблемы не должны быть непреодолимыми. 3. Солнечная энергия. Так как солнечные системы не производят никакого загрязнения воздуха

в течение действия, они безопасны для здоровья. Энергия, необходимая для производства и установки солнечных компонентов, а также любых ископаемых видов топлива, используемых для этой цели, будет генерировать выбросы. Таким образом, важным является вопрос, сколько ископаемых источников энергии заменяют солнечные системы по сравнению с сопоставимыми обычными энергетическими системами. Хотя это зависит от технологий и климата, энергетический баланс, как правило, благоприятен для солнечных

систем в приложениях, где они являются экономически эффективными, и оно улучшается с каждым последующим поколением технологии. По данным некоторых исследований, солнечные водонагреватели увеличивают количество горячей воды в расчете на единицу энергии по меньшей мере в два раза по сравнению с нагревом воды природным газом и по меньшей мере в восемь раз по сравнению с электрическим нагревом воды. Материалы, используемые в некоторых солнечных системах, могут создать угрозу для здоровья и безопасности

работников и других людей, соприкасающихся с ними. В частности, производство фотоэлектрических элементов часто требует опасных материалов, таких, как мышьяк и кадмий. Даже относительно инертный кремний, основной материал, используемый в солнечных батареях, может быть опасным для работников, если он дышал этой пылью. Рабочие, участвующие в производстве фотоэлектрических модулей и компонентов, следовательно, должны

быть защищены от воздействия этих материалов. Существует дополнительная, вероятно очень малая опасность того, что опасные летучие вещества освобождаются от фотоэлектрических модулей, и это приводит к сжиганию домов и зданий, что может нанести ущерб пожарным. Ни одна из этих потенциальных угроз не так значительна по качеству или величине от бесчисленных опасностей людей, которые сталкиваются с ними на регулярной основе в индустриальном обществе. С помощью эффективного регулирования, опасность, очень вероятно, может

оставаться на очень низком уровне. Большое количество земель, необходимых для создания солнечных электростанций, примерно один квадратный километр за каждые 20-60 мегаватт (МВт), что создает дополнительные проблемы, особенно там, где охрана животного мира, вызывает беспокойство. Но эта проблема не является уникальной для солнечных электростанций. Производство электроэнергии из угля на самом деле требует столько же или больше земли в расчете на

единицу потребляемой энергии, что сопоставляется, если земля используется в полосе горной местности. Солнечно-тепловые системы (как и большинство обычных электростанций), также требуют охлаждения воды, которая может быть дорогостоящей или ограниченной в пустынных районах. Большие центральные электростанции не являются единственной возможностью для получения энергии из солнечного света, однако, и, вероятно, относятся к числу наименее перспективных.

Потому что солнечный свет рассеивается на мелкие, разбросанные приложения, лучше соответствующие ресурсу. Они могут размещаться на неиспользуемом пространстве на крышах домов и зданий, а также городских и промышленных участков. А в солнечной строительной конструкции, сама структура выступает в качестве коллектора, так что никакой необходимости в дополнительных помещениях нет. 4. Гидроэнергетика. Развитие гидроэнергетики становится все более проблематичным в

Соединенных Штатах. Строительство крупных плотин, практически прекратилось, так как самые подходящие неразработанные участки находятся под федеральной защитой окружающей среды. В некоторой степени, был рассмотрен вариант развития мелких гидроэлектростанций. Но малые гидроэлектростанции не выполнили первоначальных ожиданий. По состоянию на 1988 год, малые ГЭС составляют лишь одну десятую от общей мощности гидроэлектростанций.

Снижение использования ископаемых видов топлива и снижение цен на возобновляемые энергии, налоговые льготы лишь частично объясняют спад развития гидроэнергетики. Подобно тому, как были значительные общественные оппозиции к новому развитию и охране окружающей среды. Экологические требования влияют на существующие проекты, а также новые. Например, ряд крупных объектов на реке Колумбия в

Вашингтоне, вероятно, будет вынужден сократить свои пик производства на 1000 МВт для сохранения исчезающих видов лосося. Численность лосося резко сократилась, потому что рыба вынуждена проделать долгий и трудный путь вниз по течению через несколько электростанций, рискуя погибнуть от турбинных лопаток на каждом этапе. Для облегчения этого пути, ГЭС может отводить воду с турбин в те времена года, когда рыба начинает путешествие.

А в Новой Англии и на Северо-западе, растет народное движение по демонтажу малых гидроэлектростанций в попытке восстановить численность форели и лосося. Так что экологические проблемы будут сдерживать развитие гидроэнергетики в Соединенных Штатах, возможно, по иронии, так как эти заводы не производят никакого загрязнения воздуха и парниковых газов. Однако, как например, уничтожая лосось, они влияют на окружающую среду.

Воздействие очень больших плотин настолько велико, что практически нет шансов, что они еще будут построены в Соединенных Штатах, хотя большие проекты по-прежнему осуществляются в Канаде (крупнейший в заливе Джеймс в Квебеке), и во многих развивающихся странах. Некоторые создают такие проекты, что часто затопляются большие площади леса, сельскохозяйственные угодья, места обитания диких животных, живописных районов, и даже городов.

Кроме того, плотины могут привести к радикальным изменениям в речной экосистеме как вверх, так и вниз по течению. Малые ГЭС, использующиеся в водохранилищах, могут вызвать аналогичные виды ущерба, хотя, очевидно, в меньших масштабах. Некоторые воздействия на рыбу можно смягчить путем установки "лестницы" или другие устройства, чтобы рыбы мигрировали мимо плотин, а также путем поддержания минимальной скорости речного потока, так же могут быть установлены экраны, чтобы держать рыбу от лопаток турбин.

В одном случае, сверкающий подводный огонь, расположенный в Саскуэханне в Пенсильвании мешает прямой ночной миграции американской сельди вокруг турбин на ГЭС. Поскольку экологические правила стали более жесткими, разработка рентабельных мер по смягчению подобных последствий имеет важное значение. Однако, несмотря на эти усилия, гидроэнергетика почти наверняка приближается к концу своего потенциала в Соединенных

Штатах. Хотя существующие гидротехнические сооружения могут быть обновлены на более эффективные турбины, другие могут быть отремонтированы, так же могут быть добавлены некоторые новые небольшие предприятия, общая мощность и годовая выработка гидроэлектростанций, вероятно, не возрастет более чем на 10 до 20 процентов, а может оказаться и в более долгосрочной перспективе из-за увеличения спроса на водные ресурсы в сельском хозяйстве и питьевую воду, сокращения осадков (возможно, вызванного глобальным потеплением),

а также усилия, направленного на защиту и восстановление исчезающих рыб и диких животных. 5. Заключение. Таким образом, ни одно решение не может удовлетворить будущие потребности нашего общества в энергии. Вместо этих решений придут различные энергетические технологии, не истощающие природные ресурсы или уничтожающие нашу окружающую среду. Это окончательное решение, что навязывает природа. Сегодня выживание человечества непосредственно зависит от того, насколько быстро мы сможем возобновить

экологически чистое топливо энергетического комплекса и экологически чистые технологии. Конечно, альтернативные источники энергии имеют свои недостатки, как и все в мире, но, по сути, они кажутся незначительными по сравнению с опасностями, связанными с традиционными источниками. Кроме того, если говорить об опасностях, связанных с новыми энергетическими технологиями, существует тенденция к локализации. В самом деле, это почти не имеет отрицательный глобальный эффект, такой как

загрязнение воздуха. Более того, даже незначительные эффекты, связанные с солнечными элементами могут быть наблюдаемы и предотвращены, если будут приняты соответствующие меры. Таким образом, при использовании альтернатив, мы создаем универсальный инструмент, который может быть настроен для любого назначения. Он сокращают ужасные последствия, которые человек оказывает на окружающую среду за годы своей жизни, таким образом, создавая рисунок природы и техники ближе, чем когда-либо за

последние 2 века.