Как тепловая энергетика влияет на окружающую среду? Какие альтернативы?

Ну как... Зависит от того, как считать.

ВО-первых, вырабатываемая тепловая энергия нарушает тепловой баланс между получаемым от Солнца теплом и излучаемым Землё обратно. Раз вырабатывается какая-то ещё энергия, то средняя темпаратура автоматом должна немного увеличиться.

Каковое увеличение, между прочим, не штука даже и оценить.

Тепловая энергетика (сюда же отнесём и транспорт) получается из четырёх основных источников: нефть, газ, уголь, атомная энергия. Объёмы добычи нефти, угля и газа известны: на 2015 год это было соответственно 4,36 млрд. тонн, 3,19 млрд тонн и 7,9 млрд тонн. Удельная теплота сгорания соответственно равна 41, 36 и 20 ГДж на тонну. Будем для простоты считать, что всё это сгорает, а не теряется, не откладывается и не перерабатывается химической промышленностью. Стало быть, средняя мощность, выделяемая при сгорании этой прорвы топлива, составляет 14,3 Твт.

Установоенная мощность всех атомных энергоблоков 377 ГВт, то есть мелочь на фоне традиционной энергетики, но всё ж будем считать, что круглым счётом человечество в дополнение к солнечной энергии вырабатывает ещё 15 ТВт.

Полная же энергия, получаемая от Солнца, примерно равна 150 Пвт, то есть на 4 порядка больше.

И если вспомнить закон Стефана-Больцмана, по которому средняя излучаемая энергия пропорциональна четвёртой степени температуры, то становится понятно, что это сущая вшивота. Для изменения излучаемой энергии на 0,01 процента температура должна измениться на 0,0025%. Хрен заметишь...

Но вот другое влияние тепловвой энергетики куда существеннее, и именно из-за него в последнее время столько полемики, споров и даже протоколов: изменение альбедо Земли, из-за чего изменяется коэффициент в законе Стефана-Больцмана. Результатом этого изменения и является пресловутый парниковый эффект.

Штука в том, что это только для абсолютно чёрного тела коэффициент пропорциональности педе T^4 равен постоянной Стефана-Больцмана. Для реальных тел его надо умножать на коэффициент черноты, который для А.Ч.Т. равен 1, а вот для зеркального шара - почти ноль. Для абсолютно белого тела - строго 0. Поэтому чем выше альбедо планеты (=чем она "белее"), тем б?льшая часть энергии отражается обратно, не нагревая планету, а значит, тем меньше её равновесная темпаратура. Поэтому на Луне тамошним "днём" температура доходит до +160, и почти такой же она была бы и на Земле, не отражай она 37 процентов солнечного излучения.

И если по какой-то причине этот параметр меняется, то меняется и вся энергетика планеты. И коль скоро, как мы видим, эта энергетика несопоставимо выше всего, что генерирует человечество, то и вклад оказывается выше.

Вот именно это и делают парниковые газы: они задерживают тепловое излучение Земли и тем самым снижают её эффективное альбедо, особенно в ИК. Является ли этот эффект стопроцентно техногенным результатом или тут велика роль природных факторов, до конца нам ещё не известных, - отдельный вопрос. Ведь тыщу лет назад нефть в таких объёмах ещё не добывали, а виноград в Гренландии рос... Но то, что париковые газы таки да, способны поднять среднюю температуру на поверхности Земли, - факт.