В комплексе существующих экологических проблем энергетика занимает одно из ведущих мест. В связи с интенсивным вовлечением возобновляемых источников энергии в практическое использование особое внимание обращается на экологический аспект их воздействия на окружающую среду. Существует мнение, что выработка электроэнергии за счет возобновляемых источников представляет собой абсолютно экологически «чистый» вариант. Это не совсем верно, так как эти источники энергии обладают принципиально иным спектром воздействия на окружающую среду по сравнению с традиционными энергоустановками на органическом, минеральном и гидравлическом топливе, причем в некоторых случаях воздействия последних представляют даже меньшую опасность. К тому же определенные виды экологического воздействия НВИЭ на окружающую среду не ясны до настоящего времени, особенно во временном аспекте, а потому изучены и разработаны еще в меньшей степени, чем технические вопросы использования этих источников.
Разновидностью возобновляемых источников энергии являются гидроэнергетические ресурсы. Долгое время их также относили к экологически «чистым» источникам энергии. Не принимая во внимание экологические последствия такого использования, естественно, не проводилось достаточных разработок природоохранных и средозащитных мероприятий, что привело гидроэнергетику на рубеже 90-х годов к глубокому кризису. Поэтому возможные экологические последствия применения НВИЭ должны быть исследованы заранее.
Преобразование энергии нетрадиционных возобновляемых источников в наиболее пригодные формы ее использования – электричество или тепло – на уровне современных знаний и технологий обходится довольно дорого. Однако во всех случаях их использование приводит к эквивалентному снижению расходов органического топлива и меньшему загрязнению окружающей среды. До настоящего времени во всех методиках, в которых приводится технико-экономическое сопоставление традиционных видов получения энергии с возобновляемыми источниками, эти факторы не учитывались вообще или только отмечались, но не оценивались количественно. Таким образом, актуальной становится задача разработки научно обоснованных методов экономической оценки экологических последствий использования различных видов возобновляющихся источников энергии и новых методов преобразования энергии, которые должны количественно учесть факторы иного, по сравнению с традиционными установками, воздействия на окружающую среду.
2.2. Экологические последствия развития
солнечной энергетики
Солнечные электростанции являются еще недостаточно изученными объектами, поэтому отнесение их к экологически чистым электростанциям нельзя назвать полностью обоснованным. В лучшем случае к экологически чистой можно отнести конечную стадию – стадию эксплуатации СЭС – и то относительно. Солнечные станции являются достаточно землеемкими. Удельная землеемкость СЭС изменяется от 0,001 до 0,006 га/кВт с наиболее вероятными значениями 0,003-0,004 га/кВт. Это меньше, чем для ГЭС, но больше, чем для теплоэлектростанций (ТЭС) и атомных электростанций (АЭС). При этом надо учесть, что солнечные станции весьма материалоемки (металл, стекло, бетон и т.д.), к тому же в приведенных значениях землеемкости не учитываются изъятие земли на стадиях добычи и обработки сырья.
В случае создания СЭС с солнечными прудами удельная землеемкость повысится и увеличится опасность загрязнения подземных вод рассолами.
Солнечные концентраторы вызывают большие по площади затенения земель, что приводит к сильным изменениям почвенных условий, растительности и т.д.
Нежелательное экологическое действие в районе расположения станции вызывает нагрев воздуха при прохождении через него солнечного излучения, сконцентрированного зеркальными отражателями. Это приводит к изменению теплового баланса, влажности, направления ветров; в некоторых случаях возможны перегрев и возгорание систем, использующих концентраторы, со всеми вытекающими отсюда последствиями.
Применение низкокипящих жидкостей и неизбежные их утечки в солнечных энергетических системах во время длительной эксплуатации могут привести к значительному загрязнению питьевой воды. Особую опасность представляют жидкости, содержащие хроматы и нитриты, являющиеся высокотоксичными веществами.
Гелиотехника косвенным образом оказывает влияние на окружающую среду. В районах ее развития должны возводиться крупные комплексы по производству бетона, стекла и стали. Во время изготовления кремниевых, кадмиевых и арсенидогелиевых фотоэлектрических элементов в воздухе производственных помещений появляются кремниевая пыль, кадмиевые и арсенидные соединения, опасные для здоровья людей. Космические СЭС за счет СВЧ-излучения могут оказывать влияние на климат, создавать помехи теле- и радиосвязи, воздействовать на незащищенные живые организмы, попавшие в зону его влияния.
В связи с этим необходимо использовать экологически чистый диапазон волн для передачи энергии на Землю.
2.3. Экологическое воздействие объектов
гидроэнергетики на окружающую среду
Гидроэнергетика является важнейшей структурой в энергетической отрасли не только России, но и всего мира: более 25% промышленно-производственных фондов сосредоточено именно на ГЭС.
Положительной чертой гидроэнергетики является то, что при массовом производстве электроэнрегии в окроужающую среду не выделяются вредные вещества и не используется атмосферный кислород. Но, несмотря на это, многолетний опыт использование энергии воды обнаружил и существенные недостатки гидроэнергетике.
Наиболее значимым фактором воздействия гидроэлектростанций на окружающую среду является создание водохранилищ и затопление земель, что вызывает изменение видового состава и численности растений и животных, а также формирование новых биоценозов.
Решение этой проблемы - создание водохранилищ, регулирующих сток. Но создание водохранилищ влечет за собой ряд негативных для окружающей среды последствий:
- изменяют гидрологический и температурный режим рек;
- затапливают большие территории;
- вызывают оползневые процессы;
- перестройку сельского хозяйства и природных экологических систем.
Влияние водохранилища проявляется как у самого водоема, так и выше, и ниже по течению, в дельтовых участках, а иногда и в прибрежной морской зоне. Специалисты считают, что высотная плотина Асуанской ГЭС, почти полностью обеспечивающая электроэнергией Египет, вызвала отмирание рыболовства на Ниле и сокращение на 80% популяции сардин в Средиземном море.
Эффективным способом уменьшения затопления территорий является увеличение количества ГЭС в каскаде с уменьшением на каждой ступени напора и зеркала водохранилищ.
Еще одна экологическая проблема гидроэнергетики связана с оценкой качества водной среды. Объемы загрязнений, поступающие со сточными водами гидроэлектростанций, составляют ничтожную долю в общей массе загрязнений хозяйственного комплекса. В этом случае загрязнение воды вызвано не технологическими процессами производства электроэнергии, а низким качеством санитарно-технических работ при создании водохранилищ и сбросом неочищенных стоков в водные объекты.
Так как водохранилища аккумулируют в себе большой объем воды, то и большая часть питательных веществ, приносимая реками, задерживается в них. В верхних слоях обогащенного питательными веществами водохранилища происходит массовое размножение водорослей, которые, в ходе фотосинтеза, потребляют питательные вещества из водохранилища и производят большое количество кислорода. Увеличенный объем отмерших водорослей разлагаясь придают воде неприятный запах и вкус, оседают толстым слоем на дне. А массовое размножение, или "цветение", водорослей в неглубоких заболоченных водохранилищах делает их воду непригодной для хозяйственных нужд и промышленного использования.
При создании водохранилища очистку территории от биомассы проводят лишь частично, поскольку она трудна и дорога. Поэтому в первые годы после заполнения водохранилища в нем появляется много разложившейся растительности, что снижает уровень кислорода в воде, а гниение органических веществ приводит к выделению большого количества парниковых газов - метана и двуокиси углерода. Водохранилища "созревают" десятилетиями, а в тропическом климате этот процесс длится столетиями – пока разложится большая часть всей органики.
Также объективным показателем качества воды является состояние обитающих в воде живых организмов, в первую очередь планктонных. При транзите через каскад водохранилищ планктонные сообщества претерпевают сложные изменения: они поочередно попадают то в озерные условия (верхний бьеф), то в речные (нижний бьеф), в условиях которых формируются планктобиоценоз озерного и речного типа соответственно, которые сильно отличаются: по объему продуцируемого органического вещества, по плотности и биомассе организмов, по видовому составу. Организмы сообществ озерного типа не приспособлены к жизни в реке: течение даже средней силы оказывает губительное влияние на них. Также на структуру и динамику планктона влияют и сами гидротехнические сооружения, так как при преодолении гидроагрегатов планктон подвергается разрушению.
2.4. Экологические последствия использования
энергии океана
При преобразовании любых видов океанической энергии неминуемы определенные изменения естественного состояния затрагиваемых экосистем.
К отрицательным последствиям работы установок, использующих термальную энергию океана, можно отнести возможные утечки в океан аммиака, пропана или фреона, а также веществ, применяемых для промывки теплообменников (хлор и др.). Возможно значительное выделение углекислого газа из поднимаемых на поверхность холодных глубинных вод из-за снижения в них парциального давления 
и повышения температуры, Выделение из воды при работе океанических ТЭС предположительно на 30% больше, чем при работе обычных ТЭС той же мощности, использующих органическое топливо.
Охлаждение вод океана вызывает увеличение содержания питательных веществ в поверхностном слое и значительный рост фитопланктона. При подъеме к поверхности глубинные микроорганизмы будут загрязнять океан и придется применять специальные меры для его очистки.
Строительство приливных электростанций сказывается неблагоприятно на состоянии прибрежных земель, самого побережья и аквальной вдольбереговой полосы: изменяются условия подтопления, засоления, размыва берегов, формирование пляжей и т. д. Изменение движения грунтовых вод влияет на динамику засоления прибрежных земель.
На ПЭС в КНР изучены закономерности отложения наносов в водохранилище ПЭС и за плотиной, а также мероприятия по борьбе с ними. Эксплуатация ПЭС «Ране» во Франции показала, что принятая в ее проекте однобассейновая схема двухстороннего действия максимально сохраняет природный цикл колебаний бассейна и гарантирует тем самым экологическую безопасность приливной энергии.
Использование энергии волн на глубоководных местах в открытом океане сказывается на процессах в акватории океана. Преобразователи размещаются далеко от берега и не оказывают отрицательного действия на устойчивость побережья. При установке преобразователей вблизи побережья возникают проблемы эстетического характера, так как они видны с берега. Цепочка устройств типа ныряющих уток Солтера длиной в несколько километров выглядит эстетически менее привлекательно, чем группа продуманно размещенных, отдельно стоящих преобразователей энергии. Кроме того, непрерывная линия преобразователей в отличие от расположенных отдельно установок может стать препятствием для навигации и оказаться опасной для судов во время сильных штормов.
Один из важных вопросов влияния на окружающую среду преобразования энергии волн в прибрежной зоне – это воздействие на процессы в ее пределах. Вещества, перемещаемые волнами, называются прибрежными наносами. Движение их необходимо для стабилизации береговой полосы, т.е. баланса между эрозией и отложениями. В связи с этим цепь из преобразователей энергии волн целесообразно устанавливать в местах намечаемых волноломов, чтобы они выполняли двойную функцию: использование энергии волн и защиту побережья.