Экологические проблемы энергетики

2.1. АНТРОПОГЕННАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ И ЕЕ ВЛИЯНИЕ НА ЭКОЛОГИЮ

Антропогенные факторы разрушают химические процессы, регулирующие основные экосистемы.

Углекислый газ, который природа миллионы лет удаляла в кладовые земли в виде угля и нефти, человек за несколько десятилетий XX в. снова выбросил в атмосферу. Ежегодные вы­бросы пыли, копоти и сажи к 2006 г. составили 6,7 млрд т. Их концентрация в атмосфере достигла 373 единиц. Экологи счи­тают, что такого уровня она не достигала за предшествующие 20 млн лет. Это стало одним из самых мощных факторов измене­ния климата, явлением, которое уже почувствовали в своей по­вседневной жизни все земляне.

За последние 50 лет среднемировая температура повысилась почти на 1 °С, с 13,87 в 1950 г. до 14,53 в 2004 г. Со времени начала регистрации температуры, более ста лет тому назад, де­вять самых высоких среднегодовых температур в мире отмечены в последние 12 лет. За 250 лет промышленной революции кон­центрация углекислого газа в атмосфере увеличилась на 31%, в том числе на 18% с 1960 г. Чем больше повышается температу­ра, тем меньше способен океан поглощать сажу. Установлено, что ее содержание в океане в 50 раз выше, чем в атмосфере. По мере повышения температуры вод океана снижается их способность абсорбировать сажу из атмосферы. Это означает, что парниковый эффект ускоренно нарастает.

США, население которых составляет 4% мирового населе­ния, выбрасывают в атмосферу четверть всей пыли, копоти и сажи — в 17 раз больше на душу населения, чем в Индии, чис­ленность населения которой приближается к миллиарду.

Повышение температуры для многих людей, например для россиян, живущих в самой холодной стране, может казаться долгожданным благом. На деле оно ведет к нарушениям привыч-

Глава 2

ных природных явлений и ритмов. Тают ледники и айсберги. Гло­бальный уровень Мирового океана поднимается на несколько миллиметров в год. Казалось бы, что особенного: речь о милли­метрах! Но за прошлое столетие океан поднялся на 10...20 см. Ученые считают, что в XXI в. уровень океана может подняться на 50 и даже на 100 см.

Это означает, что миллионы гектар суши уйдут под воду, в том числе многие островные государства на Тихом океане. Одновременно быстро увеличивается численность населения на земном шаре.

Рост народонаселения сам по себе не является решающим фактором загрязнения окружающей среды. Решающим является использование энергии и то, из чего она производится и как используется. Жизнь есть потребление и отдача энергии. Энерго­носители стали решающим фактором и современного производ­ства, и современной геополитики. В экономической науке уже давно используется показатель энергоемкости, измеряемой за­тратой энергии на денежную единицу продукции. Подсчитано, что за 120 лет, с 1850 по 1970 г., число жителей на нашей планете утроилось, а потребление энергии увеличилось в 12 раз. Если потребление энергии будет расти прежними темпами, то к 2050 г. оно должно увеличиться еще в 5 раз. И это несмотря на извест­ные успехи в снижении на 28% энергоемкости продукции, до­стигнутые после нефтяного эмбарго, объявленного в 1973 г. неф­тедобывающими странами, и пятикратного роста цен на нефть. Использование возобновляемых источников энергии остается по-прежнему низким.

Потребление энергии и выбросы в атмосферу углекислого газа в развитых странах несравнимо с большинством менее развитых стран, о чем свидетельствуют данные, приведенные в табл. 2.1.

Обращает на себя внимание не столько то, что американец в среднем потребляет электричества в 560 раз больше, чем эфиоп, а то, что он потребляет его вдвое больше, чем немец, жи­тель не менее индустриально развитой страны. Соответственно вклад немца в загрязнение атмосферы вдвое меньше, чем вклад американца.

Добыча, производство, переработка, хранение и использова­ние ТЭР объективно оказывают негативное воздействие на при­родную среду, изменяется ландшафт, потребляется большое ко­личество пресной воды и кислорода, загрязняются все элементы окружающей среды продуктами сгорания топлива, твердыми

 

ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ ЭНЕРГЕТИКИ

и жидкими отходами. В России с производством и потреблением топлива, включая транспорт, связано свыше 70% вредных выбро­сов в атмосферу, около трети сточных вод и твердых отходов всех отраслей народного хозяйства.

Таблица 2.1

 

ПОТРЕБЛЕНИЕ ЭНЕРГИИ И ВЫБРОСЫ УГЛЕКИСЛОГО ГАЗА НА ДУШУ НАСЕЛЕНИЯ В РАЗНЫХ СТРАНАХ
	Потребление в год
Страна	нефти, т, на душу населения	электричества, кВт-ч, на душу населения	на душу населения
США	8,1		19,7
Япония	4,1		9,1
Германия	4,1		9,7
Польша	2,4		8,1
Бразилия	1,1		1,8
Китай (без Гонконга)	0,9		2,3
Индия	0,5		1,1
Эфиопия	0,3		0,1

Доля отдельных потребителей топлива в общем объеме вред­ных выбросов в атмосферу составляет, %:

Транспорт..................................................... 29,0

Электроэнергетика...................................... 32,0

Топливные отрасли промышленности... 11,0

Несмотря на меры, принимаемые в области охраны окружа­ющей среды, абсолютные объемы вредных выбросов от предпри­ятий ТЭК до 2002 г. возрастали.

Состояние воздушной среды определяется в основном объема­ми и условиями переработки и сжигания топлива в стационарной энергетике и на транспорте. С продуктами сгорания топлива поступает в атмосферу основная масса золы, сажи, окислов серы и азота, углеводородов и канцерогенных веществ.

В районах действия крупных ГРЭС и предприятий топлив­ной промышленности ежегодно на 1 км² территории осаждается до 20 т соединений серы, до 50 т других легкорастворимых хи­мических соединений, до 1000 т ограниченно растворимых твер­дых продуктов. В составе твердых продуктов в почву поступает до 0,5 т/км токсичных микроэлементов и канцерогенных веществ.

 

Глава 2

ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ ЭНЕРГЕТИКИ

 

Крупные ТЭС создают повышенные локальные концентра­ции вредных компонентов на территории 400...500 км², увеличи­вают минерализацию воды в реках, ухудшают их гидрохимиче­ские и гидробиологические характеристики.

Добыча и использование твердого топлива связаны с выходом большого количества твердых отходов, свыше 1,6 млрд т в год, которые вызывают загрязнение атмосферы, почвы и поверхност­ных вод вредными компонентами, требуют вывода земель из по­лезного использования, приводят к нарушению ландшафта. Осо­бенно велик ущерб, причиняемый окружающей среде золошла-ковыми отходами, объем которых достиг 100 млн т/год.

Ученые-прогнозисты считают, что доля транспорта в потреб­лении энергии будет увеличиваться, если человечество не при­мет меры, чтобы сокращать энергоемкие виды транспорта, избе­гать переездов и перевозок, которые не соответствуют критерию устойчивости развития. Критерий этот должен учитывать не толь­ко требования рынка, но требования общества и природы. Только 0,5% пассажиров используют воздушный транспорт, но на неги тратится 5% всей энергии транспорта. Автоперевозки в 4-5 раз более энергоемки, чем железнодорожные, и в десятки раз — чем морские.

Наиболее быстро растут затраты энергии на частный парк автомашин. По дорогам планеты в 2006 г. мчались, отравляя ат­мосферу, 682 млн автомобилей. Дыхание каждых девяти человек сопровождается выхлопами одной автомашины. Треть из них (214 млн) — в США, 72 млн — в крошечной Японии. Число личных пассажирских автомашин достигло 583 млн, треть из них — опять же в США.

Данные о динамике роста парка автомобилей в некоторых странах приведены в табл. 2.2.

Опыт показывает, что увеличение производства автомашин — дело простое, несравнимое с постройкой «Шаттлов» и «Бурана», с освоением космоса. Японцы за десять лет, с 1960 до 1970 гг., увеличили свой автопарк в 13 раз. В Китае в конце 2007 г. было 20 млн личных автомашин и ожидается 24 млн в 2010 г. и 150 млн через 20 лет.

Растет потребление энергии и в жилых домах. Четверть насе­ления планеты или не имеет вообще крыши над головой, или прозябает в трущобах. Но в богатых странах жилища становятся все просторнее и потребляют все больше энергии. За последник 20 лет более просторные жилища стали причиной 20%-го роста потребления энергии на душу. На жилища приходится 12% пар­никового эффекта.

Таблица 2.2

ДИНАМИКА РОСТА ПАРКА АВТОМОБИЛЕЙ, млн шт.

 

 

Страна			Год
США	73,9	168,4	155,8	188,8	213,5
Япония		17,3	37,1	56,5	71,7
Германия	5,6	15,5	24,6	32,2	45,8
Китай	—	—	1,7	5,8	12,8
Индия	0,5	1,1	1,9	4,2	8,2
Аргентина	0,9	2,3	4,3	5,9	6,6
Южная Африка	1,2	2,1	3,4	5,1	6,6
Чехословакия	0,4	1,0	2,6	3,7	5,1
Всего в мире	126,9	246,4	411,0	583,0	681,8

Средний размер жилища в США за последнюю четверть века вырос на 38%, составив 210 м² на семью, что вдвое больше, чем в Европе, и в 26 раз больше, чем в Африке.

Уже не только ученым и специалистам, но и простому обыва­телю становится ясным, что природа болеет. Это с запозданием в 20-30 лет начинают осознавать даже жители городов и мега­полисов, которые почти полностью оторваны от природы и ее циклов.

В 1997 г. в японском городе Киото после двухлетних переговоров было достигнуто соглашение — Протокол Киото, который предусматривает сокращение к 2012 г. загрязнения ат­мосферы на 5,2% по сравнению с выбросами 1990 г. Япония, Канада и 15 стран Европейского союза, ратифицировали его. К концу 2003 г. его, без особых раздумий, подписали 120 госу­дарств. Протокол Киото установил для стран квоты выброса сажи, пыли, копоти и газов в атмосферу, за превышение которых предусматривается штраф. Недоиспользованные квоты могут быть проданы другим государствам, которые не укладываются в свою квоту. Россия присоединилась к Киотскому соглашению в ноябре месяце 2004 г.

2.2. ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ПОЛИТИКИ ПРИ РАЗВИТИИ ТЭК

Осуществляемые в стране социально-экономические рефор­мы позволяют формировать варианты активной экологической

Глава 2

ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ ЭНЕРГЕТИКИ 49

 

политики, направленной на обеспечение нормативных санитар­но-гигиенических требований во всех регионах страны.

Эту генеральную линию в экологической политике на совре­менном этапе целесообразно осуществлять в первую очередь в регионах с наиболее неблагоприятной экологической ситуацией. Реализация активной экологической политики связана с выделе­нием дополнительных материальных ресурсов. Поэтому, прини­мая активную экологическую политику как основу, ее необходимо гибко осуществлять в региональном разрезе, сообразуясь с мас­штабностью работ и этапностью их проведения.

Объем вредных выбросов зависит от структуры топливно-энергетического баланса (ТЭБ), экологической чистоты исполь­зуемого топлива (рис. 2.1), от технического уровня и условий эк­сплуатации топливоиспользующих установок и очистного обору­дования, от организации управления природозащитной деятель­ностью. Поэтому для успешного решения проблемы защиты окружающей среды недостаточно применения каких-то отдель­ных разрозненных мероприятий, связанных с научно-техниче­ским прогрессом в какой-то одной отрасли, а необходима систе­ма взаимосвязанных технических, организационных, правовых и экономических мероприятий.

Учет требований защиты окружающей среды и охраны при­роды начинается при формировании и оптимизации ТЭБ страны и экономических районов. Энергетическая потребность, как из­вестно, может быть покрыта различными видами топлива и энер­гии, которые имеют различную экологическую чистоту и эконо­мические показатели, изменяющиеся в широком диапазоне.

На объем вредных выбросов оказывает влияние качество топ­лива, экологическая чистота и совершенство технологии его под­готовки и сжигания (табл. 2.3).

Важным направлением уменьшения объема вредных выбро­сов является комплексная переработка топлива и утилизация от­ходов его сжигания. Комплексная переработка топлива не только позволяет решать остро стоящие проблемы экологии, но и суще­ственно расширяет сырьевую базу важной для страны продукции (алюминия, кремния, галлия, серы). Особого внимания заслужи­вает вопрос утилизации серы, содержащейся в топливе. При сло­жившемся дефиците серы в народном хозяйстве увеличивается выход ее в окружающую среду в составе выбросов и отходов при использовании топлива. Причем себестоимость извлечения по­путной серы из топлива меньше, чем ее производство из само­родных источников. Вместе с тем в стране извлекается только около 20% попутной серы от содержания в исходном сырье. Из угля извлекается — 0,4%, из нефти — 1,8%, в газовой промыш­ленности доля извлекаемой серы составляет 90%, что обусловле­но не интересом к использованию серы, а необходимостью обес­печить требования к качеству газа. Увеличение извлечения серы из топлива до рациональных объемов позволит ликвидировать дефицит серы в народном хозяйстве без выделения капитальных вложений на добычу самородной серы.

Таблица 2.3

УДЕЛЬНЫЕ ВЫБРОСЫ ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ В АТМОСФЕРУ ПРИ СЖИГАНИИ ТОПЛИВА РАЗЛИЧНЫМИ ПОТРЕБИТЕЛЯМИ, кг/т у. т.

 

Рис, 2.1. Сопоставление удельных выбросов вредных веществ в атмосферу при сжигании топлива различными потребителями, кг/т у. т.

 

Виды вредных	Виды используемого топлива и удельные выбросы вредных веществ
выбросов	Газ Мазут | Твердое топливо (ср. взвешенное)
	Teпловые электростанции
Оксиды серы	—	40,6	46,1
Оксиды азота	5,3	7,0	14,7
Твердые частицы	—	—	12,1
	Районные и промышленные котельные
Оксиды серы	—	40,6	41,7
Оксиды азота	5,0	5,5	7,3
Твердые частицы	—	—	47,4
	Печи и коммунальные котельные
Оксиды серы	—	40,6	41,4
Оксиды азота	3,5	3,5	5,2
Твердые частицы	—	—	78,7

Глава 2

ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ ЭНЕРГЕТИКИ

 

Зольные отходы электростанций являются ценным сырьем для производства строительных материалов и могут применяться в дорожном строительстве, производстве минеральных удобре­ний. Однако, несмотря на растущую потребность в строительных материалах и сырье, фактические объемы утилизации золошла-ковых отходов в народном хозяйстве составляют около 10%. На перспективу намечается наращивание объемов утилизации золошлаковых отходов. Строительство установок по сбору золы и шлаков электростанций, ввод необходимых мощностей для их переработки даст большой экономический и экологический эффект.

Мероприятия но высвобождению светлых нефтепродуктов на транспорте и замене их альтернативными видами топлива также являются важной природоохранной мерой. Вытеснение бензина и дизельного топлива сжатым, сжиженным газом не только со­кращает удельный расход топлива, но и в 2,5 раза снижает выход вредных веществ в воздушный бассейн при эксплуатации двига­телей. Помимо этого, от объектов добычи и переработки газа за­грязнение окружающей среды в 7 раз меньше, чем от объектов добычи и переработки нефти. В целом при замене нефтепродук­тов на сжатый и сжиженный газ выход вредных веществ в атмо­сферу снижается на 650 кг в расчете на тонну замещаемых на транспорте светлых нефтепродуктов.

Энергетическое использование метана, образующегося при шахтной добыче угля, позволило бы предотвратить более 4 млн т ежегодных выбросов углеводородов при одновременном расши­рении ресурсов экологически чистого газообразного топлива.

Благоприятные для окружающей среды последствия будет иметь намечаемое на перспективу повышение степени хозяйст­венного использования попутного нефтяного газа, уменьшение потерь нефтепродуктов при переработке и хранении нефти.

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: