Національний університет “Києво-Могилянська Академія” Економічні шляхи розв’язання впливу енергетичного комплексу на навколищнє середовище Реферат з курсу “Техноекологія” Виконав Студент 3 курсу ФПрН Сосальников Хуйло Київ -1999- Зміст Вступ…………………………………………………………………………………. 3
Регулювання Стаціонарних Джерел Забруднення………………………………… 4
Атомна енергетика як вирішення проблеми забруднення повітря………………. 6
Перехідні палива та палива майбутнього…………………………………………. 8
Висновки……………………………………………………………………………... 10
Бібліографія…………………………………………………………………………. 11
Виробництво і використання енергії є життєво важливими для економістів та інвайронментолістів всіх країн. World Resources 1992-93 Washington, DC.: World Resource Institute, 1993, p 143 1. Вступ Енергетика відіграє одну з ключових ролей як в економічній, так і в екологічній політиці держави. Виробництво та споживання енергії не тільки важливо для здоров”я економіки як в розвинутих країнах, так і в тих, що розвиваються, але й відповідальне за велику частку проблем із станом навколишнього середовища, які ці країни переживають. Коли люди думають про зв”язок між енергетикою та навколишнім середовищем, найпершим, що спадає на думку, є такі проблеми, як забруднення повітря, глобальне потепління та кислотні опади. Ці фактори є надзвичайно важливими, хоча існує ще багато інших проблем, пов”язаних із впливом виробництва і споживання енергії на навколишнє середовище. Зокрема, дуже важливим є вплив на гідросферу, бо вода, як правило, споживається і часто забруднюється при виробництві енергії такою діяльністю, як свердління в пошуках нафти та газу, охолодження обладнання, видобуток вугілля, та підземне зберігання нафти та бензину. Крім того, нафта проливається (як нечасто, але в катастрофічних об”ємах, так і маленькими дозами, але хронічно), забруднюючи океани та прісні водойми. Виробництво енергії також руйнує біогеоценози. Добування корисних копалин кар”єрним методом знімає цілий шар грунту, призводячи до змін у ландшафті. Добування і переробка нафти, наприклад в штаті Луїзіана, призводить до поступового втрачання унікальної екосистеми мангрових лісів. У додаток до цього, добування та спалювання вугілля створює великі об”єми твердих відходів, які ідуть у відвали, займаючи при цьому великі площі землі і призводячи до таких проблем, як забрудненя грунту та води.[World Resources 1992-93 Washington, DC.: World Resources Institute, 1993, p 145-182] Чи не найбільша взаємодія між навколишнім середовищем і енергетикою проявляється в забрудненні повітря, коли спалювання викопних палив є головним джерелом забруднення. Ці забруднювачі – до яких входять тверді і аерозольні частки, оксиди сульфуру SOx, оксиди нітрогену NOx, монооксид карбону СО, леткі органічні сполуки та свинець – мають визначний вплив на людське здоров”я, як безпосередньо, так і через формування тропосферного озону та смогу. Таблиця 1 перелічує загальні викиди цих речовин у США за 1990 рік та їх джерела.Слід зазначити, що, крім своєї очевидної ролі в використанні палива, використання енергії також є відповідальним за весь обсяг забруднень в транспортному секторі і великої частки забруднень в індустріальному процесі. Не буде перебільшенням сказати, що забруднення навколишнього середовища пов”язане насамперед із використанням енергії. Таблиця 1.Викиди забруднювачів повітря у США в 1990 році та їх джерела. (виміряні в мільйонах тон на рік) Частки SOx СО NOx ЛВС Свинець
Транспорт 1,5 0,9 37,6 7,5 6,4 0,0022
Переробка палива 1,7 17,1 7,5 11,2 0,9 0,0005
Промислові процеси 2,8 3,1 4,7 0,6 8,1 0,0022
Тверді викиди 0,3 0,0 1,7 0,1 0,6 0,0022
Різне 1,2 0,0 8,6 0,3 2,7 0,0
ВСЬОГО 7,5 21,1 60,1 19,7 18,7 0,0071
ДЖЕРЕЛО: U.S. Environmental protection Agency, Emission Levels for Six Pollutants by Source, #cc 91-600760 2. Регулювання Стаціонарних Джерел Забруднення Як вже було зазначено, виробництво і споживання енергії пов”язані із багатьма проблемами навколишнього середовища, зокрема забрудненням повітря. Основний вплив цих забруднювачів розкрито у таблиці 2. Таблиця 2. Основні наслідки, пов”язані із забрудниками повітря Забрудник Вплив
Діоксид сульфуру Значний внесок в проблему кислотних дощів; частки сульфатів можуть призводити до ускладнень дихальної системи та руйнувати будівлі й інші матеріали.
Монооксид карбону Є передтечею тропосферного озону; вплив на здоров”я полягає у втручанні у здатність крові переносити кисень по тілу.
Леткі органічні сполуки (ЛОС) Роблять внесок в утворення тропосферного озону та смогу шляхом реагування з NO2 та SO2; викликають подразнення очей; ускладнюють проблеми із дихальними шляхами, потенційні канцерогени.
Оксиди нітрогену Значний внесок в проблему кислотних дощів, смогу та тропосферного озону; викликають подразнення очей, ускладнюють астму (особливо в маленьких дітей), ускладнюють інші респираторні захворювання.
Частки Призводять до респираторних проблем; деякі частки є канцерогенами.
Свинець Як і багато інших важких металів є виключно токсичним. Руйнує майже всі життєвоважливі системи організму, включаючи нервову, репродуктивну та кров”яну системи. Призводить до перманентних ускладнень у навчанні у маленьких дітей.
Озон Формується коли NO2 або SO2 реагують з ЛОС; негативно впливає на людське здоров”я та здоров”я інших організмів, особливо сільськогосподарських посівів та лісів.
ДЖЕРЕЛО: James R. KAHN, The Economic Approach to Environmental and Natural Resources, Orlando, FL: The Dryden Press,1998. Обговорюючи шляхи легітимного регулювання стаціонарних джерел забруднення слід, на мою думку, взяти за приклад те, яким чином вони регулюються у розвинутих країнах із багатим досвідом у галузях інвайронменталістики та екологічної політики. У Сполучених Штатах, наприклад, стаціонарні джерела критичних забруднювачів повітря (як то димарі фабрик та житлових будинків) регулюються так званим Clean Air Act (CAA) 1972 року прийняття та поправками до нього 1977 та 1990. Основний упор цей закон робить на наказуючу та контрольну політику. Федеральний уряд встановлює національні стандарти концентрації кожного забрудника навколо джерела, яку забороняється перевищувати. Окремі штати мали розробити програми з приводу того, як змусити виробників відповідати цим стандартам. Кожен штат розробив програми базовані на наказах та контролі, які невиправдовно збільшували ціну відповідання стандартам. Наприклад, початкове законодавство контролювало забруднення повітря методом “від-димаря-до-димаря” (smokestack-by-smokestack fashion). Тобто, фірма, яка могла зменшити свої розходи шляхом перенесення виробництво на інший об'єкт не могла того зробити, якщо забруднення на цьому об'єкті збільшувалось, навіть якщо загальне забруднення від всіх об'єктів компанії залишалось на тому самому рівні або зменшувалось. Іншими словами, це законодавство не дозволяло фірмам робити пристосування, що мінімізували б ціну виробництва всередені компанії між об'єктами. Щоб поправити ситуацію, було розроблено модифікацію законодавства, так звані “бульбашки забруднення” (pollution bubbles). В концепт “бульбашок” було закладено те, що забруднення кожної фірми розглядалося так ніби воно йшло в величезну бульбашку, а потім виходило з одного уявного отвору, який і розглядався як забруднення цієї фірми. Тільки цей уявний димарь регулювався і фірма могла робити будь-які пристосування на вході цієї “бульбашки”, розподіляючи забруднення між різними входами, до тих пір, поки забруднення на виході залишалося в межах стандартів. Ці техніки наказу та контролю таож не були достатньо ефективними, так як більшість урбанізованих місцевостей не відповідало стандартам по одному чи декількох критичних забрудників. Досвід Південної Каліфорнії показав, що технології наказу та контролю є досить важкі для виконання. Південна Каліфорнія, зокрема через велику кількість атотранспорту, не могла знайти шлях для того, щоб досягти виконання стандартів, окрім того, щоб зробити ліміти для нових джерел забруднення досить жорсткими. Згодом, справа дійшла до того, що цей район був повністю закрито для нових джерел забруднення. Це законодавство означало, що в цьому районі більше не міг відбуватись ріст промисловості, яке ставило економічне майбутнє регіону під загрозу стагнації. Щоб вирішити цю проблему було розроблено поправку до САА, яка дозволяла відкриття нових джерел забруднення, але за тієї умови, що вже існуючі джерела забруднення мають скоротити свої забруднення таким чином, щоб загальна кількість, на яку вони скоротили свої забруднення була не менше 150 відсотків від кількості забруднення від нового джерела. Ця система подібна до системи дозволів на певну дозу викидів, але не настільки ефекивтивна, оскільки вона не дозволяє того, щоб фірми заключали угоди між собою з приводу купівлі-продажу дозволів. Цей факт є дуже важливим через те, що угоди між фірмами-забрудниками дозволяють знизити вартість досягнення стандартів забруднення. Південна Каліфорнія зіткнулася з прблемами, використовуючи технології наказу і контролю, та використовує зараз систему дозволів на забруднення як для стаціонарних так і для мобільних джерел забруднення. Інші регіони Сполучених Штатів, наприклад район міста Чікаго, приймаючи до уваги економічні переваги, також використовують систему дозволів на забруднення. 3. Атомна енергетика як вирішення проблеми забруднення повітря Атомна енергетика була підставою для великих дебатів з того часу, як вперше була застосована в Другій Світовій Війні як зброя. Використання атомної енергії було прерогативою уряду через велику імовірність аварій, а також неабияке значення по відношенню до національної безпеки. Мирне використання атомної енергетики було ініційоване урядом з метою технологічного прогресу в цій галузі для подальшого використання цих технологій на атомних підводних човнах збройних сил. Також уряд відчував, що атомна енергетика здатна вирішити енергетичну проблему країни, хоча й виявилось, що перша генерація атомних електростанцій буде більш дорога, ніж старі методи виробництва енергії. Одним з найгостріших питань, що постали перед урядом, було питання щодо економічного впливу екологічних проблем, що можуть бути викликані аврією на станції. Врешті, Конгрес видав акт Прайс-Андерсона, який встановлював, що 20% шкоди буде компенсуватися самою АЕС, а 80% - федеральним урядом. Також було обмежено суму, що сплачувалась кожним боком у разі аварії. Критики атомної енергетики погоджувались щодо того, що це законодавство не є соціально оптимальним, через те, що розмір шкоди навколишньому середовищу іноді не можна точно визначити. Існує ще велика кількість причин різноісті між приватною та соціальною вартістю атомної енергії. Табл.3 перераховує деякі складові вартості атомної енергетики та міра того, як цю вартість інкорпоровано у ціну. Розвиток атомної енергетики розпочався під час війни, коли фізики й інжинери керували процесом досліджень так званого Манхетенського проекту. Науковий менеджмент продовжився і під час програм розвитку мирного використання атомної енергії. Врешті, відчулося, що ризик може бути знижено за допомогою інжинерних систем, які мають зменшити шанси аварії. Маркус вказує на те, що концентруючись занадто на технічному факторі, ми забуваємо про людський фактор. Недовчені, стомлені, інтоксиковані або робітники під впливом стресу можуть робити помилки, доглядаючи та налагоджуючи системи. Трі Майлз Айлендська аварія – зразок того, як помилка робітника може призвести до аварії системи. Маркус наголошує на тому, що донедавна на людський фактор зовсім не зважалося навіть у законодавстві. Таблиця 3. Компоненти соціальної вартості атомної енергії. Вартість Міра інкорпорованості у ціну
Вартість будування і функціонування Електрику оцініють на підставі середньої вартості, таким чином, ви???L?????????????????????????????????????????????????????????L???????????L?????R????????????R???????????????????????S?????????????????????????S?????????????????????????????????????????????L?????????????????????????????????????????????????????????????????????????L????????????R??????????????????????????????????????????????????????L???????????R???????????S?????????????????????????????????????????????????????L??????????????????????????????????????????????????L??????????????????R?????????????????????????????L???????????????R??????????????l??????t???????t?????????????????I?????????????????g???????????g??????????????????????????L??????????????????????????????L???????????????????L???????????L?????????????????u??????????????????r??????????????????›??????????????????›??????????????N??????????????????????????????????????T?????????????T?????????t??????T??z?????????W????????????????????????????????????????u???????????????????????????????????W?????W?????????U????????????t???U?????????????s??????????????????U????????????????????????????????????t???????????t????????????????????t??????????????????T????T????????????????W????????????????W???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????U??????????????????t??????????????????????t????????????????????u??????????????????????????????????U??????????????????U???????????U??????????t???????????U??????T??????????????T?????????????u????????????Z?????????????u??W??????????t????U??W??х критичних забруднювачів повітря). Якщо нові електростанції буде розроблено у майбутньому, вони, найбільш імовірно, будуть використовувати так звані “системи пасивного захисту”. Системи пасивного захисту розраховують більш на фізичні закони, аніж на механічні системи або людське судження для того, щоб реактор не перегрівся або реакція не досягла небезпечного рівня. Закони фізики, на відміну від механічних систем (наприклад, насоси), не відмовляють. Також, немає такого сподівання на людські рішення. Прикладом пасивної системи може бути охолоджувальна система, яка рухає холодну воду згідно принципа, що гаряча вода розширюється. Насоси можуть поламатися, люди можуть помилитися, але гаряча вода завжди розширюється. Подібно до цього, замість того, щоб розраховувати на механічні системи, які опускають графіт в реакторі (щоб поглинути нейтрони та вповільнити або зупинити ланцюгову реакцію), пасивна система тримає стрижні на пластику. Якщо реактор перегрівається, пластик плавиться і стрижні падають в реактор. Знову таки, немає розрахунку на механічну систему або людське судження. Ще одна проблема з атомною енергетикою – питання “Що робити з відпрацьованим паливом та відходами, що залишаються після видобутку енергії?”. Деякі відходи залишатимуться радіоактивно небезпечними ще понад 100,000 років. Відходи мають бути надійно запаковані або вони забруднять підземні води та екосистеми і загрожуватимуть людському здоров’ю. Слід зазначити, що існуючі й майбутні відходи – лише маленька частинка глобальної проблеми атомних відходів, враховуючи, що більшість їх становлять відходи від відпрацьованої ядерної зброї. Ми маємо розробити програму по захованню атомних відходів незалежно від того, чи будемо ми розробляти атомну енергетику в майбутньому. Майбутнє атомної енергетики ще не визначене. В останні роки у всьому світі майже не запускають атомні станції. Критики наголошуюють на високій ціні атомної енергії, загрозі аварії, що вивільнить велику кількість радіоактивності та проблемі зберігання атомних відходів. Прибічники атомної енергетики стверджують, що безпека може бути досягнена за рахуно пасивних систем та шляхом належного оцінювання ролі людей у безпеці. Вони також наголошують на тому, що атомні електростанції не викидують діоксиду вуглецю або інших конвенційних забруднювачів повітря. 4. Перехідні палива та палива майбутнього Багато людей, котрі вивчають енергетику вірять що колись (за 20, 50 або 100 років) буде використовуватись радикально інше джерело енергії. Технологічні іновації в галузі сонячної енергетики або енергетики вітру можуть розглядатися як дешеві та екологічно безпечні джерела енергії. Залишається питання: ”Як ми перейдемо від теперішнього часу до часу, коли ці іновації будуть доступні або якими будуть наші перехідні палива?” Перед тим як розглядати політику, яка змусить ринок перейти на перехідні палива, буде доцільним обговорити як сили пропозиції і попиту змусять перейти від одного палива до іншого. Ця зміна змальована на рис. 1, який припускає, що існує три можливих палива – нафта, вугілля і сонячна енергія. На цій схемі нафта і вугілля мають маргінальну ціну видобутку (МЦВ), яка збільшується, а також те, що ціна видобутку першої одиниці нафти менша, за вартість видобутку першої одиниці вугілля. Припустимо, що сонячна енергія є доступною в необмежених кількостях з постійною високою маргінальною ціною. В цьому випадку, коли нафту буде використано першою з ціною визначеною, як загальна маргінальна ціна (ЗМЦ), яка є прикладом МЦВ плюс споживацька ціна. Коли МЦВ нафти збільшується по відношенню до МЦВ вугілля, альтернативна ціна нафти (споживацька ціна) зменшується до нуля. Врешті, ЗМЦ нафти стає рівною до ЗМЦ вугілля та ринок переключається з нафти на вугілля в момент часу Тнв. Подібний зсув відбувається з вугілля на сонячну енергію в момент часу Твс. Хоча ціна, що збільшується, буде виступати стимулом для того, щоб переходити від одного палива до іншого, політики дуже занепокоєні тим, як керувати цим переходом. Однією з причин є те, що ніхто не впевнений в тому, що ринок запустить відповідні дослідження і розробки стосовно нових технологій, особливо, врховуючи те, що дослідження і розробки стосовно нових технологій (зокрема радикально нові технології, як сонячна енергія й енергія біомаси) можуть бути ризиковими для інвесторів. Іще однією проблемою переходу енергії є вплив переходу на навколишнє середовище. Якщо екологічні надлишки не включені до ринкової ціни, тоді перехід на чистіші палива як сонячна енергія відбудеться пізніше, ніж соціально оптимальна дата. Також, ринок може обрати порівняно брудні палива (як вугілля) в якості перехідних палив замість чистіших (природній газ). 5. Висновки Політика з приводу енергії фокусується на тому, щоб втримувати ціну на низькому рівні, можливо як результат попередніх проблем з олігополією та бажанням перешкодити нафтовим компаніям одержувати монополістичні прибутки. Через те, що з енергетикою пов’язані багато проблем із навколишнім середовищем, можна почути точки зору про те, що ціни на енергію є заниженими та те, що ціну треба збільшити за рахунок відповідних політичних заходів. Ці збільшення можна здійснити за рахунок подітків на забруднення, дозволів на забруднення та подітків на паливо. Багато людей занепокоєні тим, що збільшення ціни на енергію може призвести до економічного спаду, але збільшення ціни шляхом таксації радикально відрізняється від підвищення цін OPEC. Якщо ціна не змінюється стрибкоподібно, макроекономічні зсуви будуть порівняно незначними. Існує багато інших питань, пов’язаних із енергетикою, але я вважаю, що найважливіші з них було висвітлено в цій роботі. Бібліографія U.S. Environmental protection Agency, Emission Levels for Six Pollutants by Source, #cc 91-600760 Washington, DC: U.S. Government Printing Office, 1990. James R. KAHN, The Economic Approach to Environmental and Natural Resources. Orlando, FL: The Dryden Press,1998. Alfred MARCUS, Controversial Issues in Energy Policy. New York: Sage Publications, 1992. Michael WEBB AND Martin J. RICKETTS, The Economics of Energy. New York: John Willey and Sons, 1980. Russel MILLS, Energy, Economics and the Environment. Englewood Cliffs, NJ: Prentice Hall, 1985.
