Aspecte de mediu ale surselor regenerabile de energie

În complexul de probleme de mediu existente, sectorul energetic ocupă unul dintre primele locuri. Datorită implicării intensive a surselor regenerabile de energie în utilizarea practică, se acordă o atenție deosebită aspectului ecologic al impactului acestora asupra mediului.

Există percepția că producția de energie electrică din surse regenerabile este o opțiune complet „curată” din punct de vedere al mediului. Acest lucru nu este în întregime adevărat, deoarece aceste surse de energie au o gamă fundamental diferită de impacturi asupra mediului în comparație cu centralele electrice convenționale alimentate cu combustibili fosili, minerali și hidraulici, iar în unele cazuri impactul acestora din urmă este chiar mai puțin periculos. În plus, anumite impacturi ale surselor regenerabile de energie asupra mediului sunt încă neclare, în special în timp, și, prin urmare, au fost studiate și dezvoltate într-o măsură mai mică decât aspectele tehnice ale utilizării acestor surse.

Resursele hidroelectrice sunt un tip de surse regenerabile de energie. Pentru o lungă perioadă de timp, acestea au fost considerate și surse de energie „curate” din punct de vedere al mediului. Fără a lua în considerare consecințele de mediu ale unei astfel de utilizări, bineînțeles, nu a existat o dezvoltare suficientă a protecției mediului și a măsurilor de protecție a mediului, ceea ce a condus industria hidroenergetică la începutul anilor ’90 la o criză profundă. Prin urmare, posibilele consecințe asupra mediului ale utilizării surselor regenerabile de energie ar trebui să fie investigate în prealabil.

Conversia energiei din surse regenerabile neconvenționale în cele mai potrivite forme de utilizare — electricitate sau căldură — este, la nivelul actual al cunoștințelor și tehnologiei, destul de costisitoare. Cu toate acestea, în toate cazurile, utilizarea acestora duce la o reducere echivalentă a consumului de combustibili fosili și la reducerea poluării. Până în prezent, toate metodologiile care oferă comparații tehnice și economice ale producției de energie convențională cu sursele regenerabile nu au luat deloc în considerare acești factori sau doar i-au remarcat, dar nu i-au cuantificat. Astfel, devine actuală sarcina de a elabora metode fundamentate științific de evaluare economică a consecințelor ecologice ale utilizării diferitelor tipuri de surse regenerabile de energie și a noilor metode de conversie a energiei, care ar trebui să ia în considerare cantitativ factorii de impact diferit asupra mediului, în comparație cu instalațiile tradiționale.

Aspecte de mediu ale surselor regenerabile de energie

Se preconizează că extracția și utilizarea combustibililor fosili convenționali va crește pe termen scurt, ceea ce va duce la degradarea în continuare a ecosistemelor și la schimbări climatice globale din cauza creșterii concentrațiilor de gaze cu efect de seră în atmosfera Pământului. O creștere medie a temperaturii globale de 2 °C amenință cu consecințe catastrofale (inundații, tsunami, uragane, penurii alimentare etc.). Pentru a menține temperaturile în limite acceptabile, este necesar să se reducă semnificativ emisiile de gaze cu efect de seră în atmosferă. Principalul gaz care provoacă efectul de seră este dioxidul de carbon.

La arderea gazelor naturale, cel mai ecologic combustibil, se emit 0,19 kg de dioxid de carbon pentru 1 kWh de energie produsă. La arderea păcurii și a cărbunelui, emisiile de dioxid de carbon sunt mult mai mari (0,246 kg pentru păcură și 0,38 kg pentru cărbune). Situația emisiilor nocive provenite de la toate instalațiile complexului de combustibili și energie este următoarea: dioxid de carbon — 89%; metan — 9%; oxizi de sulf — 0,8%; oxizi de azot — 0,5%; cenușă — 0,7%.

Dioxidul de carbon reglează temperatura suprafeței Pământului. Energia solară din partea vizibilă a spectrului trece ușor prin el pentru a ajunge la suprafața Pământului. Cea mai mare parte a energiei este transformată în căldură, dar radiația infraroșie emisă de Pământul încălzit este prinsă în atmosferă, absorbită de dioxidul de carbon și creând un efect de seră.

Dezvoltarea energetică ar trebui să se bazeze pe reducerea consumului de energie, menținând în același timp nivelul serviciilor energetice.

În plus față de măsurile de eficiență energetică, ar trebui să crească rata și amploarea utilizării surselor regenerabile de energie. Viitorul sectorului energetic constă în creșterea utilizării surselor regenerabile de energie atât pentru căldură, cât și pentru electricitate.

Impactul asupra mediului al dezvoltării energiei solare

Centralele solare nu sunt încă suficient studiate, astfel încât categorisirea lor ca centrale ecologice nu poate fi pe deplin justificată. În cel mai bun caz, etapa finală, și anume etapa de exploatare a unei centrale solare, poate fi clasificată drept ecologică, iar acest lucru este relativ.

Centralele solare sunt destul de mari consumatoare de teren. Intensitatea specifică a terenurilor pentru SES variază de la 0,001 la 0,006 ha/kW, cu cele mai probabile valori de 0,003-0,004 ha/kW. Aceasta este mai mică decât în cazul centralelor electrice de mare putere, dar mai mare decât în cazul centralelor electrice tehnologice și al centralelor nucleare. Trebuie luat în considerare faptul că centralele solare sunt foarte mari consumatoare de materiale (metal, sticlă, beton etc.), în plus, valorile de mai sus ale intensității terenurilor nu iau în considerare retragerea terenurilor în etapele de extracție și prelucrare a materiilor prime. În cazul creării SES cu iazuri solare, intensitatea specifică a terenului va crește și pericolul de poluare a apelor subterane cu saramuri va crește.

Concentratoarele solare provoacă umbrirea unor suprafețe mari de teren, ceea ce duce la modificări puternice ale condițiilor solului, vegetației etc. Efectul ecologic nedorit în zona de amplasare a stației determină încălzirea aerului atunci când radiația solară, concentrată de reflectoarele în oglindă, trece prin acesta. Acest lucru duce la modificări ale bilanțului termic, ale umidității, ale direcției vântului; în unele cazuri sunt posibile supraîncălzirea și incendierea sistemelor care utilizează concentratoare, cu toate consecințele care decurg din acestea. Utilizarea lichidelor cu punct de fierbere scăzut și scurgerile inevitabile ale acestora în sistemele de energie solară în timpul funcționării pe termen lung pot duce la contaminarea semnificativă a apei potabile. Lichidele care conțin cromați și nitriți, care sunt substanțe foarte toxice, sunt deosebit de periculoase.

Heliotehnica are un impact indirect asupra mediului. În zonele de dezvoltare a acesteia ar trebui construite complexe mari pentru producția de beton, sticlă și oțel. În timpul producției de celule fotovoltaice cu siliciu, cadmiu și arsenură de heliu, în aerul instalațiilor de producție apar praf de siliciu, cadmiu și compuși de arsenură periculoși pentru sănătatea umană.

SES spațial datorat radiațiilor cu microunde poate influența clima, poate interfera cu comunicațiile radio și TV și poate afecta organismele vii neprotejate prinse în zona sa de influență. În acest sens, este necesar să se utilizeze o gamă de unde ecologice pentru transmiterea energiei către Pământ.

Efectele negative ale energiei solare asupra mediului se pot manifesta

• în înstrăinarea suprafețelor de teren, posibila lor degradare;
• în intensitatea ridicată a materialelor;
• posibilitatea de scurgere a lichidelor de lucru care conțin cloruri și nitriți;
• pericolul supraîncălzirii și incendierii sistemelor, contaminarea produselor cu substanțe toxice la utilizarea sistemelor solare în agricultură;
• modificări ale bilanțului termic, umidității, direcției vântului în zona în care este amplasată stația;
• întunecarea unor suprafețe mari de către concentratoarele solare, posibila degradare a terenurilor;
• în impactul asupra climei al spațiului SES;
• interferențe cu comunicațiile de televiziune și radio;
• transmiterea de energie către Pământ sub formă de radiații cu microunde periculoase pentru organismele vii și pentru oameni.

Aspecte de mediu ale utilizării instalațiilor de energie solară

Energia solară este utilizată pe scară largă pentru furnizarea de apă caldă și, în unele cazuri, pentru încălzire. Cele mai comune instalații pentru case individuale sunt un colector solar plat cu o suprafață de 1-2 m 2 și un rezervor de stocare cu o capacitate de 100-200 litri. Uneori, un câmp de colectoare este utilizat pentru încălzirea urbană a localităților mici. În țările nordice, astfel de instalații funcționează cu antigel, ale cărui scurgeri pot provoca unele daune mediului. Stratul de sticlă al colectorilor solari, care reflectă razele soarelui, poate orbi piloții avioanelor care trec. Pentru a evita aceste posibile complicații, se recomandă, în special pentru instalațiile mari, ca învelișurile de sticlă ale colectorilor să fie realizate din sticlă cu nervuri.

Generarea de electricitate din radiații solare se bazează în principal pe utilizarea FEP. În același timp, continuă cercetările și lucrările experimentale menite să creeze SES-uri care utilizează ciclul termodinamic de conversie a energiei. De asemenea, sunt create centrale de mică putere cu concentratoare parabolice și motoare Stirling instalate în focar. Pentru a extinde funcționarea dincolo de orele de lumină naturală, SES-urile pot funcționa pe o schemă hibridă, folosind o parte din gazele naturale, ceea ce va duce în cele din urmă la emisia unei părți din dioxidul de carbon în atmosferă. Extinderea funcționării unei centrale de cogenerare dincolo de orele de zi, precum și compensarea variabilității aportului de radiație solară, pot fi realizate și prin utilizarea acumulatorilor de căldură. Un astfel de acumulator utilizează fie căldura fizică a unui corp de lucru, fie căldura latentă a tranziției de fază (cel mai adesea topire-solidificare) a unei anumite săruri, de exemplu, nitrat. Scurgerile unei astfel de substanțe pot fi periculoase pentru mediu. În timpul funcționării pe termen lung a SES care funcționează pe ciclu termodinamic, sunt posibile, de asemenea, scurgeri de agenți de lucru cu punct de fierbere scăzut, care contribuie, de asemenea, la poluarea mediului.

Pentru casele individuale se utilizează FEP cu o putere de 50-300 W. Modulele FEP în sine nu au un impact negativ asupra mediului, dar în timpul producerii lor sunt utilizate substanțe și procese dăunătoare sănătății umane. În timpul producției de celule fotovoltaice din siliciu, cadmiu și arsenură de galiu, în aerul instalațiilor de producție apar praf de siliciu, cadmiu și compuși de arsenură periculoși pentru sănătatea umană. Pentru alimentarea continuă cu energie electrică atunci când se utilizează FEP, este necesară o instalație duplicat sau o baterie, în special cea mai ieftină baterie plumb-acid. Aceste baterii pot fi o sursă de contaminanți pentru mediu. Durata medie de viață a unui pachet de baterii este de aproximativ trei ani. Înlocuirea frecventă a bateriilor cu reciclarea sau eliminarea plumbului pe care îl conțin poate fi dăunătoare pentru mediu. Dezvoltarea de noi dispozitive de stocare a energiei este necesară pentru a rezolva acest dezavantaj.

În plus, concentratoarele solare provoacă umbrirea unor suprafețe mari de teren, ceea ce duce la modificări puternice ale condițiilor solului și ale vegetației. Un efect ecologic nedorit în zona de amplasare a stației determină încălzirea aerului atunci când radiația solară concentrată de reflectoarele cu oglindă trece prin acesta. Acest lucru duce la modificări ale bilanțului termic, ale umidității, ale direcției vântului; în unele cazuri sunt posibile supraîncălzirea și incendiul sistemelor care utilizează concentratoare, cu toate consecințele care decurg din acestea.

Impactul energiei oceanice asupra mediului

Atunci când se convertește orice formă de energie oceanică, sunt inevitabile unele schimbări în starea naturală a ecosistemelor afectate.

Printre consecințele negative ale instalațiilor de energie termică oceanică se numără posibilele scurgeri de amoniac, propan sau freon în ocean, precum și de substanțe utilizate pentru spălarea schimbătoarelor de căldură (clor etc.). Este posibil să se producă o eliberare semnificativă de dioxid de carbon din apele reci de adâncime care urcă la suprafață din cauza scăderii presiunii parțiale a CO și a temperaturii.₂ și creșterea temperaturii, CO₂provenite de la centralele termice oceanice sunt estimate a fi cu 30 % mai mari decât cele provenite de la centralele convenționale alimentate cu combustibili fosili de aceeași capacitate. Răcirea apelor oceanice determină o creștere a nutrienților în stratul de suprafață și o creștere semnificativă a fitoplanctonului. Pe măsură ce urcă la suprafață, microorganismele din adâncuri vor polua oceanul și vor trebui luate măsuri speciale pentru curățarea acestuia.

Construcția PES afectează în mod nefavorabil terenurile de coastă, coasta în sine și mediul acvatic de-a lungul benzii de coastă: se modifică condițiile de înmuiere a apei, salinizare, eroziune costieră, formare a plajelor etc. Modificările în mișcarea apelor subterane afectează dinamica salinizării terenurilor de coastă.

Regulile de depunere a sedimentelor în rezervorul PES și în spatele barajului, precum și măsurile de control al acestora au fost studiate la PES din RPC. Exploatarea PES Ranet din Franța a arătat că schema cu un singur bazin și dublu efect adoptată în proiectarea sa păstrează ciclul natural al oscilațiilor bazinului în cea mai mare măsură posibilă și garantează astfel siguranța ecologică a energiei mareomotrice.

Utilizarea energiei valurilor la mare adâncime în largul oceanului afectează procesele oceanice. Convertoarele sunt amplasate departe de țărm și nu afectează negativ stabilitatea coastei.

Instalarea invertoarelor aproape de coastă ridică probleme estetice, deoarece acestea sunt vizibile de pe țărm. Un lanț de dispozitive „diving duck Salter” cu o lungime de câțiva kilometri este mai puțin plăcut din punct de vedere estetic decât un grup de convertoare de energie autonome amplasate cu grijă. În plus, o linie continuă de convertoare, spre deosebire de unitățile independente, poate constitui un obstacol în calea navigației și poate fi periculoasă pentru nave în timpul furtunilor puternice.

Una dintre problemele importante legate de impactul asupra mediului al conversiei energiei valurilor în zona de coastă este efectul asupra proceselor din cadrul acesteia. Substanțele transportate de valuri sunt numite sedimente de coastă. Mișcarea acestora este necesară pentru stabilizarea liniei de coastă, adică pentru echilibrul dintre eroziune și depunere. Prin urmare, este recomandabil să se instaleze un lanț de convertoare de energie a valurilor în locațiile digurilor propuse, astfel încât acestea să îndeplinească dubla funcție de valorificare a energiei valurilor și de protecție a liniei de coastă.

Impactul nefavorabil al energiei hidrotermale asupra mediului:

• Scurgeri de amoniac, freon, clor etc. în ocean;
• eliberarea de CO₂ din apă;
• modificarea circulației apei, apariția de anomalii regionale și biologice sub influența perturbărilor hidrodinamice și termice;
• Schimbările climatice.

Consecințe nefavorabile asupra mediului în ingineria energiei mareomotrice:

• inundarea periodică a zonelor de coastă, schimbarea utilizării terenurilor în zona PES, a florei și faunei din zona apelor;
• turbiditatea apei de construcție, evacuări de suprafață de apă poluată.

Impacturi nefavorabile asupra mediului în ceea ce privește energia valurilor:

• Eroziune costieră, modificarea mișcării nisipului costier;
• intensitate materială semnificativă ;
• alterarea căilor de navigație stabilite de-a lungul coastelor;
• poluarea apei în timpul construcției, evacuări de suprafață.

Aspecte de mediu ale utilizării energiei oceanelor

Consecințele negative ale funcționării centralelor termice includ posibile scurgeri în ocean ale corpurilor de lucru cu punct de fierbere scăzut (amoniac, freon etc.), precum și ale substanțelor utilizate la spălarea schimbătoarelor de căldură. Este posibil să existe o eliberare semnificativă de dioxid de carbon din apele reci de adâncime datorită scăderii presiunii parțiale a CO₂ presiunea parțială din acestea și la creșterea temperaturii în timpul ascensiunii spre suprafață. Eliberarea de emisii de CO₂ din apă în timpul funcționării centralelor termice ar trebui să fie cu 30 % mai mare decât în timpul funcționării centralelor termice convenționale de aceeași capacitate care utilizează combustibili fosili.

Perturbările hidrodinamice și termice din ocean în zona în care sunt instalate convertoarele de energie au un impact asupra mediului. Acesta se exprimă prin modificări ale circulației apei și prin perturbarea echilibrului biologic. Răcirea apelor oceanice determină o creștere a conținutului de nutrienți în stratul de suprafață și o creștere semnificativă a fitoplanctonului. Microorganismele din adâncuri vor contamina oceanul pe măsură ce vor urca la suprafață și vor trebui luate măsuri speciale pentru curățarea oceanului.

Construcția PES are un impact asupra terenurilor de coastă și a benzii de coastă. Condițiile de înmuiere a apei, salinizare, eroziune costieră etc. sunt modificate.

Instalarea convertoarelor de valuri aproape de coastă ridică probleme estetice, deoarece acestea sunt vizibile de pe țărm. În plus, o linie continuă de convertoare de valuri, spre deosebire de instalațiile independente, poate constitui un obstacol în calea navigației și poate fi periculoasă pentru nave în timpul furtunilor puternice.

Aspecte de mediu ale utilizării centralelor eoliene

Dezvoltarea energiei eoliene în lume este din ce în ce mai rapidă. Această tendință este determinată în mare măsură de preocuparea majorității țărilor pentru bunăstarea mediului și, ca urmare, de înăsprirea cerințelor de mediu.

Creșterea gradului de aplicare a turbinelor eoliene va schimba situația și va îmbunătăți situația mediului și va asigura economisirea resurselor de combustibil.

La sfârșitul anului 2005, capacitatea totală instalată a turbinelor eoliene în lume era de aproximativ 60 GW, iar toate aceste instalații au generat aproximativ 150 miliarde kWh de energie electrică în același an. În 2005, utilizarea turbinelor eoliene a redus emisiile de dioxid de carbon cu 0,24%, ceea ce în termeni absoluți se ridică la 42,5 milioane de tone.

Să luăm în considerare factorii și consecințele impactului URE asupra mediului natural.

Daune pentru animale și păsări

Încă de la începutul dezvoltării energiei eoliene au existat întrebări cu privire la posibilele daune cauzate de turbinele eoliene animalelor și păsărilor. La acea vreme, unitățile erau de dimensiuni mici, de până la 100 kW. Astfel de turbine eoliene au o viteză mare a palelor (300-450 rpm), ceea ce reprezintă un obstacol pentru trecerea directă a păsărilor. La început, păsările erau adesea ucise atunci când turbinele eoliene mici erau amplasate în apropierea locurilor de cuibărit. În viitor, dimensiunea turbinelor eoliene a crescut, viteza lamei a scăzut, iar numărul păsărilor moarte a scăzut brusc. În prezent, viteza de rotație a turbinelor eoliene de 1-2 MW variază de la 10 la 30 rpm, iar cea a turbinelor eoliene de 3-4,5 MW este de 8-14 rpm. Aceasta înseamnă că palele au devenit un obiect care se deplasează destul de lent pentru păsări.

Turbinele eoliene sunt mult mai puțin periculoase pentru păsări decât liniile electrice de înaltă tensiune. Un parc eolian de 7,5 MW este comparabil din punct de vedere al pericolului cu un kilometru de drum național. Păsările se adaptează rapid la prezența turbinelor eoliene și învață să evite rotorul turbinei, iar păsările migratoare își schimbă adesea cursul la distanțe mari de turbina eoliană. O estimare a mortalității anuale a păsărilor din diferite cauze, efectuată în Țările de Jos, arată că mortalitatea cauzată de turbinele eoliene este de 300 de ori mai mică decât cea cauzată de traficul în mișcare și de 70 de ori mai mică decât cea cauzată de vânători.

Zgomotul

În general, turbinele eoliene nu sunt mașini foarte zgomotoase în comparație cu alte mașini de putere proporțională (tabelul 1).

Există două surse de zgomot de la REV-uri. Una dintre ele este echipamentul mecanic și electric al turbinei eoliene (cutia de viteze și generatorul). Această componentă a zgomotului se numește zgomot mecanic. Cealaltă componentă provine din interacțiunea fluxului de vânt cu palele instalației și se numește aerodinamică.

Tabelul 1. — Niveluri de zgomot comparate cu zgomotul produs de turbinele eoliene

Sursă de zgomot/activitate	Nivelul de zgomot, dB
Pragul de durere al auzului uman	140
Zgomotul produs de turbinele cu motor cu reacție la o distanță de 250 de metri	105
Zgomotul produs de un ciocan pneumatic la o distanță de 7 m	95
Zgomotul produs de un camion cu 48 km/h la o distanță de 100 m	65
Zgomot de fond general în birou	60
Zgomotul produs de un autoturism la 64 km/h.	55
Zgomotul produs de o fermă eoliană aflată la 350 de metri distanță	35-45
Zgomot de fond într-un dormitor liniștit	20
Zgomot de fond noaptea în sat	20-40

Zgomotul mecanic este, de obicei, principala problemă, dar acesta poate fi redus semnificativ prin utilizarea unor cutii de viteze „silențioase”, prin ridicarea echipamentului principal la o înălțime considerabilă și prin utilizarea de materiale de izolare fonică în nacelă. Recent, turbinele eoliene Enercom au devenit foarte populare. Acestea sunt unități fără angrenaje, cu viteză variabilă și putere de la 600 kW la 3,5 MW. În cazul acestor turbine eoliene, nivelul de zgomot a fost redus drastic, crescând în același timp eficiența datorită eliminării unei verigi de transfer a energiei mecanice.

Nivelul zgomotului aerodinamic depinde de forma palelelor, de interacțiunea fluxului de aer cu palele și cu turnul, de tipul de control al HPP (cu pale rotative sau fără rotația palelelor), de condițiile de turbulență a aerului.

Majoritatea turbinelor eoliene moderne din imediata vecinătate a construcției lor generează un zgomot de ordinul 95-103 dB la viteze ale vântului de 10 metri/secundă. Aceasta corespunde nivelului de zgomot al unei instalații industriale tipice. Cu toate acestea, la o distanță de 100 m de turbina eoliană, nivelul de zgomot scade la 50 dB, iar la o distanță de 300 m — la mai puțin de 40 dB. La distanțe mai mari, funcționarea turbinelor eoliene este greu de auzit pe fondul zgomotului ambiental. Din acest motiv, multe țări au adoptat legi care limitează distanța minimă de la turbinele eoliene la clădirile rezidențiale la 300 de metri.

Impactul vizual

Acest impact este cel mai dificil de cuantificat. Reacțiile la vederea instituțiilor de învățământ superior sunt foarte subiective. Mulți oameni le percep pozitiv ca pe un simbol al energiei curate, în timp ce alții le consideră o adăugare nedorită la peisaj.

În prezent, majoritatea turbinelor eoliene sunt montate pe turnuri cu țevi, care sunt mai plăcute din punct de vedere estetic decât turnurile cu zăbrele obișnuite în primele zile ale dezvoltării energiei eoliene. Multe firme mari angajează designeri profesioniști și arhitecți peisagiști pentru a îmbunătăți aspectul estetic al turbinelor eoliene și pentru a oferi justificări vizuale pentru noile proiecte.

Studiile efectuate în Europa au arătat că, atunci când persoanele care locuiesc în apropierea unui parc eolian sunt implicate în afacerea cu energie eoliană (sunt acționari sau plătesc mai puțin pentru electricitate), atitudinea lor față de instalații devine în general pozitivă. În general, turbinele eoliene evocă emoții pozitive.

Influența asupra trecerii semnalelor de radio și televiziune

În legătură cu creșterea puterii unitare a turbinelor eoliene și, în consecință, cu creșterea înălțimii turnului turbinelor eoliene la peste 100 m și a dimensiunii lamelor până la 40-60 m, problema protecției lamelor împotriva trăsnetelor devine mai acută. Palele turbinelor eoliene de mari dimensiuni sunt fabricate din fibră de sticlă, iar pentru a le proteja de trăsnete, în interiorul lor sunt instalate conductoare de aluminiu cu o secțiune destul de mare, prin care curentul ajunge în pământ atunci când trăsnește. Astfel de palete devin un fel de oglinzi pentru trecerea semnalelor radio și TV. O turbină eoliană echipată cu astfel de dispozitive devine un obstacol pentru semnalele radar militare. Suprafețe mari de teren de-a lungul coastelor maritime și în apele de coastă sunt amplasate pentru parcuri eoliene de mari dimensiuni. Aceasta duce la un conflict de interese între armată, care monitorizează apele de coastă și spațiul aerian cu ajutorul radarelor, și industria eoliană.

Utilizarea terenurilor

Turbinele eoliene în sine ocupă doar 1% din suprafața totală a parcului. Restul parcului eolian poate fi utilizat pentru agricultură sau alte activități, așa cum se întâmplă în țările dens populate, cum ar fi Danemarca, Țările de Jos și Germania. Fundațiile unei turbine eoliene sunt, de obicei, complet subterane, ceea ce permite ca utilizarea agricolă a terenului să se extindă aproape până la baza turnului instalației. Nu există nicio dovadă că turbinele eoliene perturbă culturile arabile sau creșterea animalelor. Necesarul de suprafață pentru producerea de energie electrică prin diferite metode este rezumat în tabelul 2.

Tabelul 2. — Necesarul specific de suprafață pentru producerea a 1 GWh de energie electrică

Tehnologie de producere a energiei	Indicator specific al suprafeței de teren pentru producerea a 1 GWh timp de 30 de ani (m 2 )
Sursă geotermală	404
Energie eoliană	800-1335
Celule solare pe semiconductori	3237
Încălzire solară pasivă	3561
Cărbune	3642

În concluzie, trebuie remarcat faptul că problemele de mediu inerente energiei eoliene, deși trebuie rezolvate, în general nu reduc avantajele acesteia, asociate în principal cu o reducere a consumului de combustibili fosili și a emisiilor nocive în atmosferă.

Impactul energiei eoliene asupra mediului natural

Factorii de impact ai WPP asupra mediului, precum și consecințele acestui impact și principalele măsuri de reducere și eliminare a manifestărilor negative sunt prezentate în tabelul 18.3.1. Să analizăm câteva dintre acestea mai în detaliu.

Puternicele centrale eoliene industriale necesită o suprafață cuprinsă între 5 și 15 MW/km2 în funcție de roza vântului și de relieful local al zonei. O centrală eoliană de 1000 MW ar necesita o suprafață cuprinsă între 70 și 200 km 2 . Alocarea unor astfel de suprafețe în regiunile industriale este dificilă, deși unele dintre aceste terenuri pot fi utilizate în scopuri economice. De exemplu, în California, la 50 km de San Francisco, la Altamont Pass, terenul alocat pentru parcul unei centrale eoliene puternice este utilizat și în scopuri agricole.

Problema utilizării teritoriului este simplificată atunci când WPP sunt situate în zone de apă. De exemplu, propunerile de creare a unor WPPP puternice în zonele cu apă puțin adâncă din Golful Finlandei și Lacul Ladoga nu implică retragerea unor teritorii mari din utilizarea economică. Doar aproximativ 2 % din suprafața de apă alocată pentru HPP va fi necesară direct pentru structurile HPP. În Danemarca, barajul pe care este instalat un parc de turbine eoliene este în același timp un debarcader pentru navele de pescuit. Utilizarea zonei parcului eolian în alte scopuri depinde de efectele sonore și de riscul de defectare a turbinelor eoliene. În cazul turbinelor eoliene mari, palele pot fi aruncate la 400-800 de metri atunci când se rup.

Cel mai important factor al influenței WPP asupra mediului este impactul acustic. În practica străină, există suficiente studii și modificări la scară reală ale nivelului și frecvenței zgomotului pentru diferite turbine eoliene cu roți eoliene care diferă în ceea ce privește construcția, materialele, înălțimea deasupra solului și pentru diferite condiții naturale (viteza și direcția vântului, suprafața de bază etc.).

Efectele sonore ale turbinelor eoliene sunt de natură diferită și se împart în efecte mecanice (zgomot produs de cutii de viteze, rulmenți și generatoare) și aerodinamice. Acestea din urmă, la rândul lor, pot fi de joasă frecvență (mai puțin de 16-20 Hz) și de înaltă frecvență (de la 20 Hz la câteva kHz). Ele sunt cauzate de rotația rotorului și sunt determinate de următoarele fenomene: formarea unei rarefacții în spatele rotorului sau roții eoliene, cu fluxurile de aer care se grăbesc spre un anumit punct de convergență a fluxurilor turbulente; pulsații ale forței de ridicare pe profilul palei; interacțiunea stratului limită turbulent cu marginea posterioară a palei.

Îndepărtarea WPP-urilor din așezări și zone de agrement rezolvă problema efectului zgomotului pentru oameni. Cu toate acestea, zgomotul poate afecta fauna, inclusiv fauna marină din zona WPP-urilor ecuatoriale. Conform datelor străine, probabilitatea ca păsările să fie lovite de turbinele eoliene este estimată la 10 % dacă căile de migrație trec printr-un parc eolian. Amplasarea parcurilor eoliene va afecta rutele de migrație ale păsărilor și peștilor pentru parcurile eoliene ecuatoriale.

Se sugerează că efectul de ecranare al turbinelor eoliene asupra traseului fluxurilor naturale de aer va fi nesemnificativ și poate fi ignorat. Acest lucru se explică prin faptul că turbinele eoliene utilizează un strat superficial mic de mase de aer în mișcare (aproximativ 100-150 m) și nu mai mult de 50 % din energia lor cinetică. Cu toate acestea, centralele eoliene puternice pot avea un impact asupra mediului: de exemplu, pentru a reduce ventilația aerului în zona în care este amplasat parcul eolian. Efectul de ecranare al unui parc eolian poate fi echivalent cu efectul unei elevații de aceeași suprafață și înălțime de aproximativ 100-150 de metri.

Interferențele cauzate de reflexia undelor electromagnetice de către palele turbinelor eoliene pot afecta calitatea transmisiilor radio de televiziune și de microunde, precum și a diferitelor sisteme de navigație din zona în care este amplasat parcul eolian, la o distanță de câțiva kilometri. Cea mai radicală modalitate de a reduce interferențele este îndepărtarea parcului eolian la o distanță corespunzătoare de utilități. În unele cazuri, interferențele pot fi evitate prin instalarea de repetoare. Aceasta nu este o problemă de rezolvat și se poate găsi o soluție specifică în fiecare caz

Factori negativi ai energiei eoliene:

• Impactul sonor, interferențe electrice, radio și televiziune;
• Înstrăinarea suprafețelor de teren;
• schimbări climatice localizate;
• pericol pentru păsările migratoare și insecte;
• incompatibilitatea peisajului, neatractiv, neatractiv vizual, inconfortabil;
• modificări ale modelelor tradiționale de navigație, efecte negative asupra animalelor marine.

Caracterizarea ecologică a utilizării centralelor bioenergetice

Centralele bioenergetice, în comparație cu centralele electrice convenționale și cu alte surse de energie regenerabilă, sunt cele mai ecologice. Ele ajută la eliberarea mediului de poluarea provenită de la toate tipurile de deșeuri. De exemplu, fermentarea anaerobă este un mijloc eficient nu numai pentru a realiza deșeurile de animale, ci și pentru a asigura curățenia mediului, deoarece substanțele organice solide își pierd mirosul și devin mai puțin atractive pentru rozătoare și insecte (agenții patogeni sunt distruși în procesul de descompunere). În plus, se produc furaje suplimentare pentru animale (proteine) și îngrășăminte.

Apele uzate și deșeurile solide municipale, deșeurile din industria forestieră și de prelucrare a lemnului, fiind posibile surse de poluare puternică a mediului natural, sunt în același timp materii prime pentru obținerea de energie, îngrășăminte, substanțe chimice valoroase. Prin urmare, dezvoltarea pe scară largă a bioenergiei este eficientă din punct de vedere al mediului. Cu toate acestea, există efecte nefavorabile asupra mediului în timpul utilizării energetice a biomasei. Arderea directă a lemnului produce o cantitate mare de particule, componente organice, monoxid de carbon și alte gaze. În ceea ce privește concentrația anumitor poluanți, acestea depășesc produsele de ardere a petrolului și a derivaților acestuia. O altă consecință a arderii lemnului asupra mediului este pierderea semnificativă de căldură.

În comparație cu lemnul, biogazul este un combustibil mai curat, care nu produce gaze și particule nocive. Cu toate acestea, sunt necesare măsuri de precauție în producția și consumul de biogaz, deoarece metanul este exploziv. Prin urmare, acesta trebuie monitorizat în mod regulat în timpul depozitării, transportului și utilizării pentru a detecta și elimina scurgerile.

Procesele de fermentare pentru conversia biomasei în etanol produc o cantitate mare de subproduse (apă de spălare și reziduuri de distilare), care reprezintă o sursă gravă de poluare a mediului, deoarece greutatea lor este de câteva ori (până la 10) mai mare decât greutatea etanolului.

Impactul negativ al bioenergiei asupra mediului:

• emisii de particule, substanțe cancerigene și toxice, monoxid de carbon, biogaz, bioalcool;
• emisii de căldură, modificarea echilibrului termic;
• epuizarea materiei organice a solului, epuizarea și eroziunea solului;
• pericol de explozie;
• cantitate mare de deșeuri sub formă de subproduse (apă de spălare, reziduuri de distilare).

Biomasa este un concept larg și, prin urmare, utilizarea diferitelor tipuri de biomasă poate avea efecte diferite asupra mediului. Ca și combustibilii fosili, compoziția biomasei include hidrogen și carbon; utilizarea energetică a biomasei presupune că aceste două elemente vor fi complet oxidate, producând H₂O și CO₂. Prin înființarea de plantații speciale, emisiile de dioxid de carbon provenite din utilizarea energetică a biomasei pot fi complet eliminate. Plantele nou plantate și în creștere vor absorbi dioxidul de carbon emis de generația anterioară de plante. Plantațiile energetice sunt un element-cheie al dezvoltării durabile și al utilizării biomasei în scopuri energetice.

În țările în curs de dezvoltare, lemnul de foc este principala sursă de energie pentru populațiile rurale. Utilizarea lemnului de foc fără refacerea vegetației tăiate conduce nu numai la emisia de dioxid de carbon rezultată, ci și la defrișări și, în unele cazuri, la deșertificarea teritoriului, ceea ce reprezintă un dezastru ecologic grav.

Rezolvarea problemelor de mediu asociate cu concentrarea excesivă a deșeurilor agricole, industriale și menajere este una dintre sarcinile principale ale noii tehnologii de utilizare energetică a biomasei. Locuitorul urban mediu produce 300-400 kg de deșeuri pe an, care sunt aruncate în cea mai mare parte în depozitele de deșeuri. Ca să nu mai vorbim de faptul că zone notabile din jurul orașelor sunt înstrăinate pentru depozite de deșeuri, perturbând peisajul, procesele biochimice care au loc în materialul depozitat duc la formarea de metan, care este un gaz cu efect de seră mai periculos decât dioxidul de carbon. Extragerea metanului din depozitele de deșeuri și utilizarea sa energetică reduc producția antropogenă totală de gaze cu efect de seră.

O cantitate mare de deșeuri este generată în fermele de creștere a animalelor și a păsărilor. Eliminarea convențională a acestor deșeuri poluează terenurile și corpurile de apă adiacente. Majoritatea metodelor de protecție a mediului pentru aceste deșeuri implică digestia lor anaerobă în instalații de biogaz.

Deșeurile care conțin substanțe organice adecvate pentru fermentația anaerobă sunt, de asemenea, produse în fabricile de prelucrare a alimentelor, fabricile de zahăr, fabricile de prelucrare a legumelor, distileriile, fabricile de bere, fabricile de celuloză și hârtie, fabricile farmaceutice și stațiile de tratare a apelor uzate.

Aceste instalații contaminează solul și otrăvesc apele subterane, creând o cerere semnificativă de oxigen biologic și chimic; în acest sens, ele acționează în același mod ca microbii dăunători, în special patogeni. Digestia anaerobă a deșeurilor nu numai că produce biogaz și îngrășăminte, dar reduce și cererea chimică de oxigen necesară pentru oxidarea materiei organice din deșeuri.

Aspecte de mediu ale utilizării hidroenergiei mici

Pentru a utiliza energia fluxului de apă, albia râului este blocată de un baraj. Înălțimea barajului determină diferența maximă dintre nivelul apei din amonte și cel din aval, iar această diferență creează înălțimea, care este una dintre principalele caracteristici energetice ale unei hidrocentrale. Atunci când nivelul apei în amonte de baraj crește, zona înconjurătoare se inundă, formând un rezervor hidroelectric. Dacă râul curge printr-o zonă plată, suprafața rezervorului poate fi destul de mare. Adesea, sunt inundate suprafețe mari de teren, inclusiv terenuri fertile, păduri și așezări. Inundarea în sine este un factor semnificativ de impact asupra mediului. În plus, zona adiacentă din afara zonei inundabile este, de asemenea, afectată. În astfel de zone, regimul hidrodinamic al apelor subterane (condițiile de alimentare și evacuare) se modifică. Refularea apelor subterane în zona inundabilă duce la creșterea nivelului apelor subterane, însoțită de înecarea și inundarea unei zone întinse. Înnămolirea terenurilor agricole duce la scăderea randamentului culturilor și, adesea, la pierderea completă a productivității terenurilor. Pentru a le readuce în circuitul agricol, sunt necesare cheltuieli suplimentare pentru realizarea de măsuri hidromeliorative.

Ca urmare a fluctuațiilor periodice ale nivelului de reflux din rezervor, a udării excesive a solului de pe mal și a proceselor de valuri, zonele de coastă sunt erodate și distruse, iar malurile se retrag cu zeci și sute de metri. Aceste fenomene sunt caracteristice în special rezervoarelor create pe câmpii, unde malurile sunt de obicei compuse din roci libere. Creșterea nivelului apelor subterane după umplerea patului rezervorului provoacă uneori fenomene de alunecare de teren, alunecări de maluri și prăbușiri.

Cele mai mari consecințe ecologice sunt legate de perturbarea regimului natural de curgere în râu. Această perturbare conduce la numeroase probleme. În primul rând, viteza de curgere în baraj încetinește semnificativ, se formează zone de stagnare în baraj, iar albia râului se colmatează cu sedimente. În al doilea rând, barajul are un impact negativ asupra florei și faunei acvatice, împiedică trecerea peștilor către zonele de reproducere, din cauza cantității mari de materie organică în descompunere din zona inundabilă, există o lipsă de oxigen în apă. În al treilea rând, gestionarea debitului de apă, care este necesară pentru producerea uniformă de energie electrică de la hidrocentrală pe tot parcursul anului, este în conflict cu fluctuațiile naturale ale nivelului și debitului râului. Aceste dezavantaje sunt caracteristice râurilor de câmpie. Deranjamentele sunt semnificativ mai reduse în cazul râurilor care curg în terenuri muntoase. În special, dacă râul curge într-un defileu, rezervorul este mai degrabă adânc decât lat, iar inundarea zonei este mult mai redusă.

Micile și microhidrocentralele fără baraje, care utilizează energia cinetică a fluxului de apă din râu, perturbă, de asemenea, biologia râului, dar impactul lor este mult mai redus.

Aspecte de mediu ale utilizării energiei geotermale

Dezvoltarea câmpurilor geotermale este asociată, într-un fel sau altul, cu impactul asupra mediului. Impacturile potențiale asupra mediului includ eliberarea de gaze și particule, alterarea și subsidența solului, activitatea seismică, contaminarea apelor de suprafață și subterane, zgomotul, impactul biologic și social.

Cu puține excepții, apele termale sunt foarte saline și nu pot fi evacuate în corpurile de apă de suprafață după utilizare. Dacă nu sunt suficient de bine amestecate, chiar și evacuarea în mare poate duce la efecte negative localizate, în cazul în care apele reziduale au o compoziție semnificativ diferită de cea a apei de mare.

Subprodusele puțurilor geotermale sunt gaze dizolvate (dioxid de carbon, metan, hidrogen sulfurat, gaze inerte, hidrogen, amoniac etc.), microcomponente toxice (bor, arsenic, compuși ai mercurului etc.), compuși organici (fenoli, componente volatile), care, de asemenea, atunci când sunt evacuate liber, poluează terenurile adiacente, sursele de apă și aerul.

Este necesar să se ia în considerare poluarea termică a mediului. În plus, cu cât eficiența unei centrale termice este mai scăzută, cu atât mai multă căldură este evacuată în mediu. Deversarea în corpurile de apă de suprafață a unui volum mare de apă termală reziduală cu o temperatură suficient de ridicată (până la 60 ºC și mai mult la unele câmpuri) va duce la poluare termică locală și la consecințe negative în mediu. De exemplu, o creștere a temperaturii apei în râuri cu doar 1°C poate duce la o creștere cu 10-20% a consumului de oxigen de către bioorganisme. Acest lucru poate provoca un deficit de oxigen în apă, cu toate consecințele nedorite. Ca urmare a creșterii temperaturii apei într-un corp de apă sau într-un curs de apă, compoziția speciilor de floră și faună se modifică, cantitatea de biomasă crește, reziduurile vegetale se descompun, conținutul de oxigen al apei scade, calitatea acesteia se deteriorează și ecosistemul se degradează.

Gradul de impact asupra mediului al instalațiilor geotermale este, în majoritatea cazurilor, proporțional cu amploarea instalațiilor. Factorii de impact asupra mediului care decurg din forarea puțurilor sunt principala sursă de potențiale probleme de mediu în timpul perioadei de implementare a proiectului. În timpul exploatării, majoritatea problemelor potențiale de mediu pot fi evitate dacă se utilizează sisteme în circuit închis cu schimbătoare de căldură, cicluri binare și tehnologie de reinjectare a fluidului de transfer termic rezidual (WHTF).

Primul impact notabil asupra mediului este observat la forarea puțurilor. Instalarea turnului de foraj și a tuturor echipamentelor auxiliare necesită construirea de drumuri de acces și a unui sit de foraj. Aceste activități duc la modificări ale morfologiei de suprafață a sitului și pot provoca daune florei și faunei locale. Prin utilizarea tehnicilor moderne de foraj direcțional și orizontal, aceste efecte pot fi reduse la minimum. Capacitatea de a fora mai multe puțuri dintr-un singur loc reduce suprafața necesară pentru drumurile de acces și conducte.

Evaluarea incorectă a condițiilor hidrogeologice și metodele imperfecte de foraj pot duce la contaminarea acviferelor subterane cu apă potabilă. De asemenea, corpurile de apă de suprafață pot fi contaminate ca urmare a evacuărilor. Emisiile nedorite de gaze în atmosferă pot apărea, de asemenea, în timpul forării sau al testării hidrodinamice a puțurilor. Impactul asupra mediului cauzat de foraj încetează de cele mai multe ori atunci când sondele geotermale sunt finalizate.

Instalarea conductelor pentru transportul fluidelor geotermale și construirea instalațiilor de utilizare afectează, de asemenea, flora și fauna și duce la perturbarea morfologiei suprafeței. Modificările vizuale ale peisajului sunt inevitabile.

Problemele de mediu apar și în timpul exploatării centralelor geotermale. Diverse gaze și substanțe de origine minerală și organică dizolvate în fluidul geotermal devin o sursă de poluare atunci când sunt eliberate în mediu. Conținutul de gaze necondensabile în câmpurile geotermale nu depășește, de obicei, 0,1-1,0 % în greutate din debitul total al agentului termic geotermal.

Producția de energie electrică în centralele geotermale poate fi asociată cu poluarea aerului. Cu toate acestea, pentru același nivel de producție de energie electrică, emisiile de dioxid de carbon ale centralelor geotermale pot varia de la zero la un procent mic din emisiile centralelor pe bază de combustibili fosili, în funcție de tehnologia utilizată (tabelul 1).

Tabelul 1. — Emisiile de dioxid de carbon Emisiile de CO₂ provenite din arderea diferiților combustibili

Cărbune	Păcură	Gaz natural	Emisiile maxime la centralele geotermale	Centrale geotermale noi
CO2, kg/MWh	900	750	380	0,02	0,00

În ultimii ani, industria energiei geotermale a dezvoltat tehnologii ecologice pentru producerea de energie electrică și termică. Centralele geotermale moderne exclud contactul direct al fluidului geotermal cu mediul și emisiile de gaze nocive în atmosferă. Un exemplu de centrală electrică ecologică este GeoPP Verkhne-Mutnovskaya, a cărei schemă termică permite utilizarea agentului termic geotermal excluzând contactul său direct cu mediul. Schema tehnologică utilizează condensatoare cu aer și un sistem de injectare completă a agentului de răcire uzat înapoi în rezervor. Gazele necondensabile conținute în aburul geotermal sunt îndepărtate de un ejector, apoi dizolvate în apă și apoi, împreună cu apa, de asemenea injectate în sol.

În centralele geotermale cu ciclu binar care utilizează un ciclu închis cu un fluid cu punct de fierbere scăzut ca fluid de lucru, fracțiunea de vapori nu poate fi separată de fluidul geotermal, dioxidul de carbon și alte gaze rămân în stare dizolvată și sunt returnate în rezervor în timpul reinjectării.

Din păcate, majoritatea câmpurilor geotermale utilizează încă tehnologii învechite pentru utilizarea potențialului termic al apei termale, atunci când fluidul uzat este evacuat la suprafața pământului sau în corpurile de apă din apropierea câmpului.

De exemplu, în Daghestan, din 1966 până în 2005, conform estimărilor, peste 200 de mii de tone de săruri minerale, o cantitate uriașă de elemente toxice, diverse gaze și componente volatile otrăvitoare au fost evacuate în mediu împreună cu apa uzată. Principala problemă de mediu a energiei geotermale în regiunea Caucazului de Nord este conținutul ridicat de fenoli, al căror conținut în apa puțurilor și câmpurilor individuale depășește concentrațiile maxime admise (MPC = 0,001 mg/l) cu câteva ordine de mărime. În funcție de câmp, conținutul de fenoli variază de la 0,2 (Novogroznenskoye) la 22,5 mg/l (Makhachkala-Ternairskoye).

O metodă de tratare prin adsorbție a apei termale de fenoli a fost dezvoltată pentru câmpul Makhachkala-Ternairskoye la IPG DNC RAS. Metoda a fost testată mai întâi pe o instalație pilot și apoi pe o instalație industrială pilot cu o capacitate de 500 m 3 /zi. Cu toate acestea, în practică, instalațiile industriale de decontaminare nu au fost realizate, iar apele reziduale cu conținut ridicat de fenol continuă să otrăvească mediul.

Daune ireparabile pentru mediu sunt cauzate de eliberarea accidentală necontrolată a fluidului geotermal puternic mineralizat care conține cantități semnificative de componente toxice. Un exemplu este câmpul Berikeyskoye, unde un accident de sondă din anii 1950 a creat un lac curgător de hidroterme cu metale rare în care sunt deversate peste o sută de grifoane. Apele acestor grifoane au o mineralizare de 70-75 g/l și conțin fenoli de până la 8 mg/l, inclusiv până la 0,6 mg/l de componente volatile. Timp de 50 de ani, aceste grifoane au deversat în Marea Caspică peste 9 milioane de tone de săruri minerale și componente toxice. Dezvoltarea integrată a zăcământului prin utilizarea potențialului termic și extracția sărurilor minerale va permite rezolvarea problemei acute de mediu care a apărut la zăcământ ca urmare a unui accident de sondă și a eșecului acesteia.

Utilizarea irațională a apei arteziene subterane cu potențial scăzut (20-35 ºC) cauzează daune grave mediului. Numai în Câmpia și Piemontul Daghestan sunt în funcțiune peste 3 000 de puțuri de autoinjecție, al căror debit total este de 650-700 mii m 3 /zi. Nu mai mult de 10-15% din aceste ape sunt utilizate în scopuri benefice, restul fiind evacuate pe parcelele de teren adiacente, ceea ce duce la creșterea nivelului pânzei freatice, la înecarea și salinizarea unor masive de sol importante și la retragerea a sute de hectare de terenuri fertile din circuitul agricol în fiecare an. În același timp, debitele și înălțimile puțurilor scad și există cazuri de aflux de apă mineralizată din orizonturile adiacente, ceea ce duce la deteriorarea calității apei din surse. Pentru a preveni consecințele negative, fântânile ar trebui să treacă la un mod de funcționare cu robinet reglementat, cu extragerea cantității de apă necesare.

Impactul energiei geotermale asupra mediului depinde atât de tehnologia de extracție a fluidului geotermal, cât și de tehnologia de utilizare a potențialului său termic, hidric și chimic. Tehnologiile bazate pe sisteme de circulație geotermală care utilizează centrale geotermale cu circuit simplu și binare, sisteme de alimentare cu căldură cu circuit dublu și sisteme bazate pe pompe de căldură care utilizează echipamente moderne sunt tehnologii ecologice.

Posibilele efecte ale ingineriei energiei geotermale asupra mediului

Principalul impact al centralelor geotermale asupra mediului se produce în perioada de dezvoltare a zăcământului, de construcție a conductelor de abur și de construcție a stației, dar este de obicei limitat la zona zăcământului.

Aburul sau gazul natural se extrage prin forarea unor puțuri la adâncimi cuprinse între 300 și 2700 de metri. Sub propria sa presiune, aburul urcă la suprafață, unde este colectat în conducte izolate și alimentat către turbine. De exemplu, în Valley of Geysers (SUA), fiecare puț furnizează în medie 7 MW de energie utilă. O centrală de 1000 MW necesită 150 de puțuri, care acoperă o suprafață de peste 19 km2 .

Consecințele potențiale ale exploatărilor geotermale sunt subsidența și efectele seismice. Subsidențele sunt posibile atunci când straturile subiacente nu mai susțin straturile superioare de sol și se exprimă printr-o scădere a debitelor izvoarelor termale și ale gheizerelor și chiar prin dispariția lor completă. Astfel, în timpul exploatării câmpului Vairoquay (SUA) în perioada 1954-1970, suprafața solului s-a tasat cu aproape 4 m, iar suprafața zonei de tasare a fost de aproximativ 70 km 2 , continuând să crească anual.

Activitatea seismică ridicată este un indiciu al proximității zăcămintelor geotermale, iar acest indiciu este utilizat în prospectarea resurselor. Cu toate acestea, intensitatea cutremurelor din zona termală cauzate de activitatea vulcanică este, de obicei, mult mai mică decât intensitatea cutremurelor cauzate de deplasările mari ale scoarței de-a lungul faliilor. Prin urmare, nu există niciun motiv să se creadă că dezvoltarea resurselor geotermale crește activitatea seismică.

Centralele geotermale nu ard combustibil, astfel încât volumul de gaze toxice emise în atmosferă este mult mai mic decât în cazul centralelor termice și au o compoziție chimică diferită în comparație cu deșeurile gazoase provenite de la centralele cu combustibili fosili. Aburul produs de puțurile geotermale este în principal vapori de apă. Impuritățile gazoase sunt compuse în proporție de 80 % din dioxid de carbon și conțin o mică proporție de metan, hidrogen, azot, amoniac și hidrogen sulfurat. Cea mai nocivă este hidrogenul sulfurat (0,0225 %). Apele geotermale conțin în formă dizolvată gaze precum SO₂, N₂, NH₃, H₂S, CH₄, H2.

Centralele geotermale necesită de 4-5 ori mai multă apă de răcire (pentru 1 kWh de electricitate) decât centralele termice, din cauza eficienței mai scăzute. Deversarea apelor reziduale și a condensatului pentru răcire în corpurile de apă poate cauza poluarea termică a acestora, precum și creșterea concentrației de săruri, inclusiv clorură de sodiu, amoniac, siliciu și elemente precum bor, arsenic, mercur, rubidiu, cesiu, potasiu, potasiu, fluor, sodiu, brom, iod, deși în cantități mici. Aceste intrări pot crește odată cu creșterea adâncimii puțurilor.

Una dintre manifestările nefavorabile ale GeoTES este contaminarea apelor de suprafață și subterane în cazul deversării de soluții cu concentrație ridicată în timpul forării puțurilor. Deversarea apei termale reziduale poate provoca înnămolirea anumitor zone de sol în climatele umede, iar în zonele aride — salinizarea. Ruperea conductelor este periculoasă și poate elibera cantități mari de saramură pe sol.

Centralele geoelectrice, având un randament de 2-3 ori mai mic decât centralele nucleare și centralele electrice, produc de 2-3 ori mai multe emisii de căldură în atmosferă. Ca o modalitate simplă de a reduce impactul asupra mediului, ar trebui recomandată crearea unei circulații circulare a agentului de răcire la GeoTES prin sistemul „puț — unități de eliminare a căldurii — puț — rezervor”. Acest lucru va permite evitarea afluxului de apă termală la suprafața solului, a apelor subterane și a corpurilor de apă de suprafață, asigurarea păstrării presiunii în rezervor, excluderea afundării solului și a oricărei posibilități de manifestări seismice.

Impactul nefavorabil al energiei geotermale asupra ecologiei:

• înstrăinarea terenurilor;
• modificarea nivelului apelor subterane, tasarea solului, îmbibarea cu apă;
• mișcări ale scoarței terestre, creșterea activității seismice;
• emisii de gaze (metan, hidrogen, azot, amoniac, hidrogen sulfurat) ;
• degajarea de căldură în atmosferă sau în apele de suprafață;
• deversarea de apă otrăvită și condensat contaminat în cantități mici cu amoniac, mercur, siliciu;
• contaminarea apelor subterane și a acviferelor, salinizarea solului;
• eliberarea de cantități mari de saramură în timpul ruperii conductelor.