Ochrona przyrody jest ważnym zadaniem, ponieważ postęp cywilizowanego świata prowadzi do nieuniknionych trudności i zagrożeń związanych z zanieczyszczeniem środowiska. Wśród innych zagrożeń społecznych jedno z pierwszych miejsc zajmują problemy środowiskowe związane z użytkowaniem silników cieplnych.
Czym są dla nas silniki cieplne
Na co dzień mamy do czynienia z silnikami napędzającymi samochody, statki, maszyny przemysłowe, lokomotywy kolejowe i samoloty. To pojawienie się i szerokie zastosowanie silników termicznych szybko rozwinęło branżę.
Problem środowiskowy używania silników cieplnych polega na tym, że emisje energii cieplnej nieuchronnie prowadzą do ogrzewania otaczających obiektów, w tym atmosfery. Naukowcy od dawna zmagają się z problemem topnienia lodowców i podnoszenia się poziomu mórz, uznając działalność człowieka za główny czynnik wpływu. Zmiany wnatura doprowadzi do zmiany naszych warunków życia, ale mimo to zużycie energii rośnie z każdym rokiem.
Gdzie stosowane są silniki cieplne
Miliony pojazdów z silnikami spalinowymi przewożą pasażerów i towary. Po torach kolejowych poruszają się potężne lokomotywy spalinowe, statki motorowe poruszają się po torach wodnych. Samoloty i śmigłowce są wyposażone w silniki tłokowe, turboodrzutowe i turbośmigłowe. Silniki rakietowe „wypychają” stacje, statki i satelity Ziemi w przestrzeń kosmiczną. Silniki spalinowe w rolnictwie montowane są w kombajnach, przepompowniach, ciągnikach i innych obiektach.
Środowiskowy problem korzystania z silników cieplnych
Maszyny używane przez ludzi, silniki cieplne, produkcja samochodów, napędy turbin gazowych, lotnictwo i wyrzutnie rakiet, zanieczyszczenie środowiska wodnego przez statki - wszystko to ma katastrofalny wpływ na środowisko.
Po pierwsze, podczas spalania węgla i ropy do atmosfery uwalniane są związki azotu i siarki, które są szkodliwe dla ludzi. Po drugie, procesy wykorzystują tlen atmosferyczny, którego zawartość w powietrzu z tego powodu spada.
Emisja szkodliwych substancji do atmosfery nie jest jedynym czynnikiem wpływającym na oddziaływanie silników cieplnych na przyrodę. Produkcja energii mechanicznej i elektrycznej nie może odbywać się bez uwolnienia do środowiska.środowisko o znacznych ilościach ciepła, które nie może nie prowadzić do wzrostu średniej temperatury na planecie.
Zanieczyszczenie termiczne jest potęgowane przez fakt, że palące się substancje zwiększają stężenie dwutlenku węgla w atmosferze. To z kolei prowadzi do „efektu cieplarnianego”. Globalne ocieplenie staje się prawdziwym zagrożeniem.
Problem środowiskowy używania silników cieplnych polega na tym, że spalanie paliwa nie może być całkowite, a to prowadzi do uwolnienia płatków popiołu i sadzy do powietrza, którym oddychamy. Według statystyk, elektrownie na całym świecie corocznie uwalniają do powietrza ponad 200 milionów ton popiołu i ponad 60 milionów ton tlenku siarki.
Problemy ekologiczne związane z wykorzystaniem maszyn termicznych próbują rozwiązać wszystkie cywilizowane kraje. W celu ulepszenia silników cieplnych wprowadzane są najnowsze energooszczędne technologie. Dzięki temu zużycie energii do produkcji tego samego produktu jest znacznie zmniejszone, zmniejszając szkodliwy wpływ na środowisko.
Elektrownie cieplne, silniki spalinowe samochodów i innych maszyn w dużych ilościach odprowadzane są do atmosfery, a następnie do gleby, szkodliwe dla wszystkich żywych odpadów np. chlor, związki siarki (podczas spalania węgla), tlenek węgla CO, tlenki azotu itp. Silniki samochodów rocznie emitują do atmosfery około trzech ton ołowiu.
W elektrowniach jądrowych kolejnym problemem środowiskowym związanym z użytkowaniem silników cieplnych jest bezpieczeństwo i utylizacjaodpady radioaktywne.
Z powodu niewiarygodnie wysokiego zużycia energii, niektóre regiony utraciły zdolność do samooczyszczania własnej przestrzeni powietrznej. Eksploatacja elektrowni jądrowych pomogła znacznie ograniczyć szkodliwe emisje, ale eksploatacja turbin parowych wymaga ogromnych ilości wody i dużej przestrzeni pod stawami do chłodzenia pary wylotowej.
Sposoby rozwiązywania
Niestety ludzkość nie jest w stanie odmówić użycia silników cieplnych. Gdzie jest wyjście? Aby zużyć o rząd wielkości mniej paliwa, to znaczy zmniejszyć zużycie energii, konieczne jest zwiększenie wydajności silnika w celu wykonania tej samej pracy. Walka z negatywnymi skutkami stosowania silników cieplnych polega jedynie na zwiększeniu efektywności wykorzystania energii i przejściu na technologie energooszczędne.
Ogólnie błędem byłoby stwierdzenie, że globalny problem środowiskowy związany z używaniem silników cieplnych nie został rozwiązany. Coraz więcej lokomotyw elektrycznych zastępuje tradycyjne pociągi; samochody na baterie stają się popularne; do przemysłu wprowadzane są energooszczędne technologie. Jest nadzieja, że pojawią się przyjazne środowisku samoloty i silniki rakietowe. Rządy wielu krajów realizują międzynarodowe programy ochrony środowiska przed zanieczyszczeniem Ziemi.
