Видобуток первинних енергоресурсів, їх транспортування, виробництво електричної та теплової енергії на електростанціях, у котельнях робить досить істотний шкідливий вплив на навколишнє середовище, яке полягає у викиді в атмосферу і гідросферу шкідливих речовин, тепловому забрудненні навколишнього середовища, підвищення радіоактивного фону, відчуження земель під енергооб'єкти . Доставка енергії споживачам пов'язана з відчуженням значних територій, порушенням природних ландшафтів, середовища перебування тварин і птахів, електромагнітними випромінюваннями і акустичними шумами від ліній електропередачі ультра-і надвисокої напруги. Крім того, неминучий ризик аварій на цих об'єктах, наслідки яких при сучасних потужностях енергоустановок і інтенсивності енергопотоків можуть носити глобальний характер.
В даний час теплові електростанції Білорусі (основна частина виробленої енергії) і інших країн світу працюють на мазуті і природному газі, при спалюванні яких (для газу в істотно меншій мірі) в атмосферу надходять токсичні газоподібні викиди оксидів сірки і азоту, а також дрібні тверді частинки золи і сажі. Оксиди сірки і азоту, з'єднуючись з атмосферною вологою, утворюють розчини кислот і випадають у вигляді «кислотних дощів», під впливом яких відбувається закислення грунтів і збільшення кислотності вод поверхневих водойм, що завдає шкоди сільському, рибному, лісовому господарствам, не кажучи вже про шкідливий впливі на здоров'я населення. Проблему кислотних дощів не можна вирішити на національному рівні, необхідні узгоджені дії всіх країн. Але поки не створено достатньо ефективних технологій очищення димових газів від цих компонентів. Одним з можливих напрямків є попереднє очищення палив (рідких і газоподібних) від сірки. Тверді види палив піддати такій очищення практично неможливо.
ГЕС також негативно впливають на навколишнє середовище (особливо при спорудженні гребель в рівнинних місцевостях, які переважають в РБ). Значні площі землі займають мілководні сховища, скорочуючи сільськогосподарські угіддя. Вода в них інтенсивно прогрівається сонцем, створюючи умови для зростання синьо-зелених водоростей, які гниють, заражаючи воду і атмосферу. Крім цього утруднюється можливість судноплавства і страждає рибне господарство, так як риба не може вільно мігрувати вгору-вниз за течією.
Спорудження АЕС небезпечно з точки зору можливих аварій, які можуть призводити до катастрофічного забруднення навколишнього середовища на величезних територіях. Також існує ряд проблем з похованням радіоактивних відходів і консервацією станцій після закінчення розрахункового терміну служби.
Накопичення вуглекислого газу, метану та інших газів в атмосфері через спалювання величезної кількості органічних палив (вугілля, природного газу, нафтопродуктів - котельне паливо для електростанцій, котелень і технологічних печей, бензини, дизельне і реактивні палива для транспорту) в енерговиробних і енергоспоживаючих установках - одна з основних причин парникового ефекту. Шар парникових газів не пропускає тепло назад у космос, і середня температура приземного шару атмосфери поступово підвищується. Прогнозується, що при збереженні обсягів викидів середня глобальна температура на планеті до 2100 року підвищиться на 4-5 ° С, що призведе до перерозподілу опадів, збільшенню числа посух, до затоплення значних територій, до глобальних змін клімату, які спричинять руйнування сільського, водного, лісового господарств, енергетичних, транспортних і ін. виробничих систем. Буде завдано непоправної шкоди здоров'ю людей.
Автотранспорт - один з основних джерел забруднення атмосфери вуглекислим газом (40%). Двигунами автомобілів виділяється в повітря міст більше 95% оксиду вуглецю (чадного газу), близько 65% вуглеводнів і 30% оксидів азоту від сумарних викидів цих речовин (тобто 70-80% від загального рівня забруднення атмосфери для великих міст). Це сильно скорочує середню тривалість життя населення. Смог - фотохімічний туман з вологістю 70%, який містить продукти (значно більш токсичні, ніж вихідні викиди автотранспорту) фотохімпревращеній викидаються в атмосферу речовин. Тому дуже велику увагу сьогодні приділяється питанню переведення транспорту з традиційних палив на водень. при згорянні якого не виділяється шкідливих речовин. Серйозну увагу у великих містах звернуто на розвиток підземного електричного транспорту, так як підземний транспорт дозволяє розвантажити наземні магістралі і знизити викиди шкідливих речовин в атмосферу мегаполісів. Також активно проводяться науково-експериментальні роботи по створенню енергоефективних електромобілів.
Як правило, будь-який енергозберігаючий захід тягне за собою позитивні екологічні ефекти. Тому при прийнятті рішень про доцільність витрат на ці заходи і визначенні їх пріоритетів необхідно проводити кількісну оцінку екологічних ефектів. Значення енергозбереження для збереження здоров'я і середовища проживання людини полягає в наступному:
перший ефект енергозбереження пов'язаний з нагодою не споруджувати нові паливні бази, інфраструктури топливообеспечения, генеруючі джерела, мережі транспорту і розподілу енергії;
другим найважливішим ефектом енергозбереження є зниження антропогенних викидів парникових та забруднюючих газів за рахунок зниження обсягів спалювання палива, тобто збереження чистоти атмосфери;
третім ефектом енергозбереження є збереження гідросфери.
Сучасний період розвитку людства іноді характеризують через три «Е»: енергетика, економіка, екологія. Енергетика в цьому ряду займає особливе місце. Вона є визначальною і для економіки, і для екології. Від неї залежить економічний потенціал держав і добробут людей. Вона ж надає найбільш сильний вплив на навколишнє середовище, екологічні системи і біосферу в цілому. Найгостріші екологічні проблеми, такі як зміна клімату, кислотні опади, загальне забруднення середовища, стрімке виснаження запасів органічного палива, прямо або побічно пов'язані з виробництвом або використанням енергії. Енергетиці належить першість не тільки в хімічному, а й інших видах забруднення: тепловому, аерозольному, електромагнітному, радіоактивному, вібраційному. Тому від вирішення енергетичних проблем залежить можливість вирішення основних екологічних проблем. Енергетика - галузь виробництва, що розвивається небаченими темпами. Якщо чисельність населення в умовах сучасного демографічного вибуху подвоюється за 40-50 років, то у виробництві та споживанні енергії це відбувається через кожні 12-15 років.
Проблеми відшукання альтернативних способів отримання енергії завжди цікавили людство, проте настільки хвилюючими, як сьогодні, вони не були ніколи. Світове споживання енергії стало порівнянним з запасами горючих копалин - базою сучасної енергетики. Те, що природою створювалося протягом геологічних епох (мільйонів років), витрачається протягом декількох десятиліть. Якщо до 1980 року всього в світі було видобуто 150 млрд. Т н е, то за 20 останніх років ХХ століття передбачається використовувати майже в 1,2 рази більше, що загрожує не тільки вичерпанням легкодоступних, дешевих родовищ, а й серйозними екологічними ускладненнями.
У всьому світі для виробництва електричної та теплової енергії використовується органічне паливо, атомна і гідроенергія. За умови, що енергоресурси будуть споживатися все зростаючими темпами, називаються такі приблизні терміни їх повного витрачання: вугілля - в кінці XXII століття; нафту і газ - в кінці XXI століття; уран - в середині XXI століття.
Гідроенергія відноситься до поновлюваних видів енергії, а й її освоєння закінчиться до початку XXI століття.
Крім проблеми обмеженості природних ресурсів є і ряд інших негативних наслідки використання органічного палива на навколишнє середовище. Так, витяг нафти і природного газу веде до осідання грунту. Нафта і газ, які накопичилися в пористих породах під поверхнею Землі, є своєрідною «подушкою», що підтримує лежить зверху породу. Коли ця подушка витягується, земна поверхня в районі залягання нафти і газу опускається на глибину до 10 метрів. Крім того, витяг із земних надр корисних копалин веде до перерозподілу гравітаційного напруги в земній корі, які іноді закінчуються землетрусами.
Спалювання палива - не тільки основне джерело енергії, але і найважливіший постачальник в навколишнє середовище забруднюючих речовин. Теплові електростанції разом з транспортом поставляють в атмосферу основну частку техногенного вуглецю (в основному у вигляді СО), близько 50% діоксиду сірки, 35% оксидів азоту і близько 35% пилу.
Екологічні проблеми теплової енергетики. У викидах ТЕС міститься значна кількість металів і їх з'єднань. При перерахунку на смертельні дози в річних викидах ТЕС потужністю 1 млн. КВт міститься алюмінію та його сполук понад 100 млн. Доз, заліза - 400 млн. Доз, магнію - 1,5 млн. Доз. Летальний ефект цих забруднювачів не виявляється тільки тому, що вони потрапляють в живі організми в незначних кількостях, що, однак, не виключає їх негативного впливу через воду, грунти та інші ланки екологічних систем.
Теплова енергетика чинить негативний вплив практично на всі елементи навколишнього середовища, в тому числі на людину, інші живі організми та їх спільноти.
Вплив енергетики на навколишнє середовище сильно залежить від виду використовуваного палива. Найбільш «чистим» паливом є природний газ, що дає при його спалюванні найменшу кількість забруднюючих атмосферу речовин. Далі слід нафту (мазут), кам'яне вугілля, буре вугілля, сланці, торф.
Як вже говорилося вище, в процесі спалювання палива утворюється багато побічних речовин. При спалюванні вугілля утворюється значна кількість золи та шлаку. Більшу частину золи можна вловити, але не всю. Всі гази потенційно шкідливі, навіть пари води і діоксид вуглецю СО2. Ці гази поглинають інфрачервоне випромінювання земної поверхні і частина його знову відображають на Землю, створюючи так званий «парниковий ефект». Якщо рівень концентрації СО2 в атмосфері Землі буде збільшуватися, можуть відбутися глобальні кліматичні зміни.
При спалюванні палива утворюється теплота, частина якої викидається в атмосферу, приводячи до теплового забруднення атмосфери. Це, в кінцевому підсумку, спричиняє підвищення температури водного і повітряного басейнів, танення льодовиків і тому подібним явищам. Весь цей процес накопичення теплоти може привести до значного підвищення температури на Землі, якщо використання енергії буде продовжувати рости такими ж темпами, як зараз. У свою чергу підвищення температури може викликати глибокі зміни клімату на всій Землі.
Таким же катастрофічним може бути ефект від надходження в атмосферу великої кількості твердих частинок. У табл. 2.5 наводяться кількісні дані про різні речовини, що утворюються при роботі типовий ТЕС потужністю 1000 МВт на органічному паливі.