Энергетика и окружающая среда – «Будущее сейчас»

В какой-то момент в период c 2020 по 2037 годы мощное землетрясение поражает Калифорнию

Эксперты в течение многих лет утверждали, что вопрос поражения бухты Лос Анжелеса землетрясением — вопрос времени, а не вероятности события. В частности, данное землетрясение способно нанести ущерб на сумму в десятки миллиардов долларов, а также вызвать серьезные потери человеческих жизней. Тысячи зданий разрушены, повреждено большое количество дорог, мостов и других элементов инфраструктуры.

До 2060 года на территории США также обрушится самое мощное землетрясение за всю историю.

Каскадная субдукционная зона — зона подвижки тектонических плит протяженностью 600 миль, тянущаяся с севера Калифорнии до юга Британской Колумбии. Взаимодействие плит вызывает сильное землетрясение раз в 300 лет. По сравнению с другими линиями разлома это происходит очень редко, что ведет к большему накапливанию напряжения и соответственно более сильным землетрясениям. Последнее подобное грандиозное происшествие (так называемое выдающееся землетрясение) произошло в 1700 году и, по оценкам, имело магнитуду, по меньшей мере, 9 баллов.

С тех пор движение двух плит стабильно наращивало давление. В первой половине 21 века сброс превышает подавляющее большинство предыдущих интервалов за всю летописную историю. В это время плиты наконец столкнулись, что привело к самому разрушительному землетрясению в истории США. Эпицентром бедствия стал штат Орегон, землетрясение продолжалось несколько минут и нанесло непоправимый ущерб главным городам, среди них Портленд, Сиэтл, Олимпия и даже Ванкувер и Виктория. Несомненно, многие строения, подвергшиеся модернизации, смогли противостоять землетрясению, как и большинство новейших зданий. Однако годы экономических потрясений, а также отсутствие опыта противостояния мощным землетрясениям в общем, сделали некоторые строения уязвимыми.

Мосты и автомагистрали рушились, почва в зоне бухты Сиэтла разрыхлилась и тянула здания под воду. Повреждения газопроводных магистралей и линий электропередач вызвали многочисленные пожары. Землетрясение создало мощные цунами, порождающие затопление береговой населенной зоны от Калифорнии до Аляски. Эти гигантские волны направляются через Тихий океан, нанося ущерб в таких отдаленных регионах, как Гавайи и Япония. Миллионы людей остались без электроэнергии, в то время как спасатели пытаются отыскать эффективные решения для устранения последствий от такой масштабной катастрофы. Общее число погибших исчисляется тысячами, в то время как финансовые потери превышают сотни миллиардов долларов. Вместе с таким же разрушительным землетрясением на юге Калифорнии, данная катастрофа погружает большую часть западного берега Америки в финансовый кризис.

Больше…

Первый экономически самостоятельный город без автомобилей в континентальном Китае

Проект под названием Great City — экологически устойчивый, не наносящий ущерба окружающей среде город-спутник, построенный на участке площадью около 3 км² поблизости города Чэнду в Центральном Китае. Эта футуристическая инженерная разработка, достроенная в 2020 году является отсылкой к проблемам перегруженной инфраструктуры, присущим большинству урбанистических центров Китая; город не потребляет много энергии и не загрязняет окружающую среду выбросами углерода, в отличие от множества беспорядочных пригородных застроек.

Great City стал домом для 30 тысяч семей, или 80 тысяч человек, многим из которых предоставляется возможность работать в рамках проекта. Перекликаясь с задумками Жака Фреско и его проектом «Венера», город устроен так, что расстояние между двумя любыми его точками преодолевается пешком за 15 минут, фактически устраняя потребность в автомобилях. Город сообщается с Чэнду и близлежащими окрестностями мощной сетью транспортных коммуникаций, образующей региональный транзитный узел в центре города, вынесенный под землю.

Great City потребляет на 48% меньше энергии, на 58% меньше воды, наносит на 89% меньше вреда от захоронения отходов и вырабатывает на 60% меньше углерода, чем любые другие пригородные поселения. Из 800 акров городских территорий работающие и живущие в нем люди занимают 40% земельного пространства, остальная его часть отведена под открытые зеленые насаждения и земледелие. Проект города задуман как прототип или модель для воспроизводства подобных ему поселений по всей стране. Ранее уже существовал город без автомобилей, расположенный на крошечном острове Гуланъюй, вблизи острова Сямынь, но Great City намного превосходит его в размерах, к тому же, он является первым подобным городом, построенным на материковой части Китая.

Значительно сократились ртутные загрязнения

Ртуть — тяжелый, содержащий серебро элемент, единственный из металлов, который может находиться в жидком состоянии при комнатной температуре. Он используется в основном для производства промышленных химикатов, электронных устройств, термометров, а также в газообразной форме для создания люминесцентных ламп.

При вдыхании или взаимодействии с кожей и слизистыми оболочками, ртуть и большинство ее соединений являются чрезвычайно токсичными. Они несут целый ряд разрушительных последствий для здоровья, в том числе повреждений головного мозга и неврологических повреждений (особенно среди молодежи), порождают различные аномалии в развитии, нарушения в работе почек и проблемы пищеварительной системы. Жертвы могут страдать потерей памяти и расстройством речи наряду со многими другими описанными в медицине симптомами.

В начале 21 столетия крупнейшие выбросы ртути пришлись на добычу золота. Сжигание ископаемого топлива — в основном угля, в коммунальных, промышленных и бытовых котлах центрального отопления — стало очередным крупным источником выбросов. По оценкам, каждый год производилось 1,960 тонн выбросов, на первом месте стоит Китай, на него приходится почти одна треть общемирового объема ртутных загрязнений. Неправильная утилизация определенных продуктов, таких как аккумуляторы, автомобильные запчасти и лампы дневного света также привела к попаданию ртути в окружающую среду. Около 30% от общего количества ртути, каждый год попадающего в атмосферу Земли, является следствием антропогенного (техногенного) фактора.

Выбросы ртути вследствие человеческой деятельности по данным на 2010 год. Источник: ЮНЭП

Несмотря на то, что ртутное загрязнение окружающей среды является преимущественно проблемой развивающихся стран, его признали общемировой проблемой. В течение всего лишь 100 лет концентрация техногенных выбросов ртути увеличилась вдвое в верхнем 100-метровом слое мирового океана. Цепи питания были нарушены по мере поглощения небольших объемов ртути рыбами и моллюсками, что затронуло вопросы здравоохранения во всем мире. В первую очередь проблема представляет опасность для беременных женщин и матерей с маленькими детьми.

В 2013 году Программа ООН по окружающей среде (ЮНЭП) утвердила глобальный, юридически обязательный договор по предотвращению выбросов и сбрасывания ртути. Правительства согласовали широкий спектр ртутьсодержащих продуктов, производство, экспорт и импорт которых следовало запретить к 2020 году. Были разработаны подробные планы по сокращению количества ртути, которое регулярно используется при добыче полезных ископаемых, на угольных электростанциях, промышленных котлах, заводах, при сжигании отходов и производстве цемента. Были также запущены кампании по информированию общественности, разработаны медицинские программы и альтернативы использованию ртути в производстве. Хотя проблемы загрязнения окружающей среды ртутью не были устранены до конца, все эти меры привели к его резкому сокращению и постепенного отказа от использования ртути многими странами.

Больше…

Национальный парк Глейшер и другие регионы больше не покрыты льдами

К настоящему времени Национальный парк Глейшер в Монтане полностью освобожден ото льда, не соответствуя более своему названию (с англ. «glacier» – глетчер, ледник), причиной чему послужило глобальное потепление. Предварительные расчеты, основанные на исследовании Геологической службы США (см. рисунок ниже), прогнозировали это событие на 2030 год, наряду с прогнозами Межправительственной группы экспертов по изменению климата (МГЭИК) в 1992 году. Тем не менее, обновленные компьютерные модели и свежие данные, полученные в 2009 году, показали, что температурные показатели увеличиваются в два раза быстрее, чем предполагалось ранее.

Таким образом, с наступлением 2020 года ледники уже исчезли, оставив после себя лишь пустую породу. Многие зависимые от холодной воды растения и животные вымерли впоследствии из-за потери среды обитания, включая целый ряд редких видов. Снижение сезонного таяния льда также оказывает влияние на водоток во время сухого лета и осенних сезонов, снижая уровень грунтовых вод и увеличивая число лесных пожаров. К этому добавился эффект увеличения выбросов углерода в атмосферу. Исчезновение ледников также уменьшило эстетику визуальной привлекательности региона для туристов.

Данный процесс находит свое отражение по всему миру, когда ледниковые массы неполярного происхождения стали исчезать из многих выдающихся регионов, включая Анды, Альпы, Гималаи и Килиманджаро.

Чуть позже в этом столетии, потеря ледниковой массы Гималаев будет иметь катастрофические последствия – дестабилизируя большую часть индийского субконтинента, в том числе и Пакистан. Первичное таяние льдов будет вызывать наводнения и оползни. После этого, уменьшение ледников в размерах будет приводить к истощению стоков в реки, такие как Ганг, которые обычно являются источниками пресной воды для питья, сельскохозяйственного производства и производства гидроэлектроэнергии. Учитывая, что реки Меконг, Янцзы и Желтую реку также затронула эта проблема, это может означать нехватку воды для примерно двух миллиардов человек.

Больше…

Пекин значительно сокращает использование угля

К 2020 году использование угля и связанные с ним продукты запрещены в главных центральных районах Пекина. Такие санкции стали необходимыми в связи с катастрофическим загрязнением воздуха в регионе. В предыдущем десятилетии в столице Китая уровень твердых частиц до 30 раз превышал безопасный уровень, рекомендованный Всемирной организацией здравоохранения. Из-за смога жители были вынуждены подолгу оставаться внутри помещений, видимость снижалась до менее 100 метров, авиакомпании отменяли рейсы.

В Китае более четверти миллиона человек умирают каждый год в результате деятельности угольных электростанций. Подобные загрязнения в Азии имеют глобальное значение: мельчайшие твердые частицы влияют на природу возникновения бурь, которые движутся через Тихий океан и впоследствии изменяют погодные условия в Северной Америке и остальном мире.

Чистая солнечная энергия, в частности, становится всё более доступной в последние годы и в состоянии эффективно заменить угольные электростанции в Пекине. В перспективе планируется расширить запрет на другие области и провинции. Индия также начинает вводить похожие ограничения.

Длительное наращивание добычи угля Австралией в связи с высоким спросом в Юго-Восточной Азии в настоящее время сменилось сокращением.

Больше…

Глобальная средняя температура повысилась на 1°C

Температурные показатели на суше и на море продолжают расти, в связи с ростом уровня CO2. К началу 2020-х годов они стали на 1°C выше по сравнению с 1961-1990 гг.

Эти данные – только средний мировой показатель, тем не менее, многие удаленные от моря районы подвергаются бóльшим колебаниям. Великие равнины в США – один из таких регионов. Канзас, Небраска и другие близлежащие штаты переживают сейчас худшие «пыльные» времена, чем те, что происходили в 1930 году.

Это наносит значительный ущерб сельскому хозяйству и экономике, ещё более увеличивая убытки, причиненные повышением цен на топливо. Некоторые крупнейшие пылевые бури вызывают тревогу из-за своих масштабов и суровости. Верхний слой почвы, разрушенный и отнесенный к востоку сильными континентальными ветрами, в некоторых случаях даже достигает Чикаго.

Государство Бангладеш в южной Азии сейчас регулярно страдает от ливневых наводнений и штормов. Эта страна особенно уязвима для постоянно меняющихся уровней моря. В будущем она подвергнется невиданному ранее в истории страны кризису беженцев. Арктика столкнулась с самыми высокими показателями температуры. К середине этого десятилетия она превратится из накопителя углерода в его источник, в конечном итоге освободив более 100 гигатонн CO2.

Между тем, в юго-западных штатах США остро встают проблемы хронического дефицита воды.

Кризис водоснабжения на юго-западе США

На фото –  Плотина Гувера, по уровню воды можно заметить явное обмеление озера Мид.

Юго-западные районы США – включая Неваду, Аризону и Южную Калифорнию – в настоящее время сталкиваются с катастрофической нехваткой воды. Озеро Мид, ключевой источник воды для более чем 25 миллионов человек (около 8% населения США), высыхает в результате изменения климата. Свою роль сыграли также рост численности населения и связанный с этим спрос на водные ресурсы. Когда-то это было самое большое водохранилище в стране, но его пропускная способность существенно сократилась из-за чистого дефицита воды в реке Колорадо, составляющего около 1200 миллиона м3 в год. Помимо обеспечения пресной водой, озеро Мид являлось главным источником гидроэлектростанции через плотину Гувера. В настоящее время всё чаще происходят блэкауты. Власти пытаются стабилизировать ситуацию путем строительства объектов солнечной энергетики, а также прокладки подземных трубопроводов из других районов Невады.

Больше…

Самый большой в мире рой насекомых появляется снова

Brood X является самой крупной из 15 групп 17-летних цикад. Её члены, принадлежащие к одному роду Magicicada, массово прокладывают тоннель к поверхности земли, спариваются и откладывают яйца, а затем умирают. Это самый большой рой насекомых в мире. Площадь, которую он занимает, простирается от Нью-Йорка вниз по восточному побережью к Джорджии и на запад к Иллинойсу.

В последний раз Brood X появилась в 2004 году. Бесчисленные миллиарды насекомых наводнили восточную часть США, нарушая все пределы спокойствия своим непрерывным жужжанием во время брачного ритуала, слышным на километры. Несмотря на причиняемые неудобства, появление этого роя относительно недолговечно. Рой также вносит жизненно важные питательные вещества в верхний слой почвы, оставляя родную среду в значительно улучшенном состоянии в течение нескольких недель после вымирания.

Сетевой паритет солнечных источников электроэнергии достигнут почти на 10% территории США

Сетевой паритет определяется как точка, в которой возобновляемые источники энергии эквивалентны по стоимости или дешевле, чем местные электросети, без государственных субсидий. В случае солнечной энергии, хотя следует учитывать целый ряд других факторов, все же более солнечные страны должны достичь этой знаменательной отметки раньше. В США такие штаты, как Калифорния и Гавайи,  были в числе первых, достигших  сетевого паритета.

Эффективность фотоэлектрических солнечных установок в США.

С 2010 года начался взрывной рост количества устанавливаемых солнечных мощностей как в США, так и по всему миру. Резкое падение стоимости, более короткий производственный цикл благодаря автоматизации, новые материалы и повышение эффективности, беспокойство по поводу глобального потепления, новые модели финансирования и высокая  конкуренция с Китаем и другими странами,  –  все это способствовало росту использования солнечной энергии.

Банкротство Solyndra (получившей сотни миллионов долларов через федеральную программу кредитования) бурно обсуждалось в американских СМИ. Однако это произошло в большей степени за счет снижения цен на конкурирующую продукцию, нежели из-за провала самой технологии. Панели Solyndra были сделаны на основе медь-индий-селенида галлия – бескремниевой технологии. Эта технология была дорогой, но конкурентоспособной в 2008 году, когда цены на кремний были высокими. Когда цены на кремний упали, также как и стоимость  кремниевых панелей, технологии изготовления Solyndra стали устаревшими.

Тенденция роста доли рынка, занимаемой солнечной энергетикой, будет продолжаться на протяжении 2010-х годов и в следующем десятилетии на фоне дальнейшего падения цен.  Традиционные коммунальные предприятия начали сталкиваться с высокой конкуренцией со стороны продавцов недорогих солнечных панелей, устанавливаемых на крышах, даже в таких северных штатах, как Миннесота, Висконсин и Мичиган.

К 2022 году почти на 10% территории США был достигнут сетевой паритет солнечных источников электроэнергии. Это помогает смягчить некоторый экономический ущерб, вызванный ростом цен на нефть. К 2030 году по всей стране была создана общенациональная «умная сеть», способная  интеллектуально управлять и распределять солнечную энергию именно там, где это больше всего необходимо. К 2040-м годам даже космические солнечные панели становятся выгодными с коммерческой точки зрения, а к середине века солнечные  источники электроэнергии уже доминируют в глобальном энергоснабжении.

Больше…

Германия сворачивает использование ядерной энергии

После катастрофы в Фукусиме, в Японии, некоторые страны начали пересматривать свое отношение к  использованию ядерной энергии. Германия была в числе стран, полностью отказавшихся от этого вида энергии. Правительство изначально планировало сохранить АЭС работающими до 2036 года, но все произошло быстрее. Семь станций, временно закрытых для проведения инспекции в 2011 году, и восьмая,  остановленная по причине технических проблем, остались закрытыми навсегда. Остальные девять АЭС закроют к 2022 году.

До этого поэтапного отказа ядерная энергетика в Германии производила около четверти электроэнергии в стране. В отрасли было занято около 30 000 человек. Дефицит восполнят за счет  возобновляемых источников энергии, временного увеличения потребления угля и снижения потребления электроэнергии на 10 процентов за счет более эффективного оборудования и зданий.

Атомные электростанции Германии в 2011 году, с указанием зоны излучения в потенциальном худшем случае, схожем по сценарию с Фукусимой. Согласно этой карте, обширные площади на севере и юге Германии станут необитаемыми в случае аварии на этих станциях.

Больше…