Воздействие тепловых электростанций ТЭС на окружающую среду зависит от используемого топлива. При сжигании твердых видов топлива в атмосферу поступают летучая зола, частицы несгоревшего топлива, сернистый и серный ангидриды, окислы азота, фтористые соединения. В золе содержатся разные токсичные соединения — мышьяк, двуокись кремния, оксид кальция и другие. Использование жидких видов топлива (мазутов) исключает из отходов производства только лишь золу. При этом отпадает проблема золоотвалов, которые занимают значительные территории и являются источником постоянных загрязнений атмосферы в районе станции. При сжигании природного газа существенным загрязнителем являются окислы азота, но в среднем они на 20% ниже, чем при сжигании твёрдых видов топлива. Это объясняется не только свойствами самого топлива, но и особенностями его сжигания. Таким образом, экологический ущерб от вредных воздействий ТЭС на окружающую среду в случае использования газа будет минимальным в сравнении с другими видами топлива.
Из-за высокого уровня развития промышленности 93% всех газовых выбросов сосредоточено в Северном полушарии Земли. Основная часть продуктов сгорания всех видов топлива (90%) выбрасывается на площади около 3% от поверхности планеты — в Европе, Японии и Северной Америке. Из газообразных веществ в наибольших количествах выбрасывается углекислый газ и угарный газ, которые образуются при сгорании топлива (угля, нефти, газа, автомобильного топлива и др.). Самые токсичные соединения, выбрасываемые в атмосферу, — диоксид серы и оксиды азота.
Ежегодный мировой выброс этих газов составляет более 255 млн. т если бы один из самых токсичных оксидов — сернистый ангидрид — не перерабатывали высшие растения, то за 20 лет все высшие животные погибли бы. Источниками диоксида серы и оксидов азота являются угольные ТЭЦ, промышленные предприятия, автотранспорт. В воздухе эти газы реагируют с парами воды, образуя серную и азотную кислоту. В результате в отдельных регионах выпадают осадки, кислотность которых в 10-1000 раз превышает нормальную. Кислотным считается дождь, имеющий рН менее 5,6.
Электроэнергетика лидирует по суммарным выбросам загрязняющих веществ в атмосферу. Ее доля в суммарных выбросах загрязняющих веществ промышленности от стационарных источников достигла в 2003 г. 21,7%. В 2005 г. выбросы загрязнителей составили 5,37 млн. т, что ниже уровня 1990 г. на 2,3 млн. т. В 1999 г. выбросы загрязнителей составили 3,9 млн. т, что ниже уровня 1998 г. на 56 тыс. т. Сохранение устойчивой тенденции сокращения выбросов обусловлено увеличением до 64% доли природного газа в структуре топливно-энергетического баланса (ТЭБ). Кроме того, повышается экологическая культура эксплуатации тепловых станций, осуществляется внедрение на ТЭС технологий, направленных на повышение эффективности действующих золоулавливающих установок. С целью обеспечения нормативной базы по снижению воздействия на атмосферу от энергетических установок разработан и введен в действие ГОСТ Р 50831-95 «Установки котельных. Техническое оборудование. Общие требования», в котором установлены нормативы удельных выбросов для вновь вводимых котельных установок, соответствующие мировым стандартам.
Крупными источниками загрязнения окружающей среды являются нефтегазовые месторождения и магистральные трубопроводы. Загрязнение почвы, грунтовых и поверхностных вод нефтью и ее компонентами, высокоминерализованными пластовыми и сточными водами, шлаками происходит также на стадии подготовки нефтегазового сырья к переработке. При этом в атмосферу поступает значительное количество компонентов нефти, нефтяной газ и продукты его сгорания.
Основными загрязняющими компонентами при строительстве и эксплуатации магистральных нефтепроводов являются нефть и ее пары, сточные воды и продукты сгорания. Объемы выбросов загрязнителей в атмосферу сократились за период 1990-2005 гг. в 1,8 раза, однако их доля в выбросах промышленности достаточно велика, в 2005 г. она составила примерно 8% от выбросов стационарными объектами промышленности. Основными загрязнителями в нефтедобывающей промышленности являются углеводороды — 48%, оксид углерода — 44% и твердые вещества — 4,4%. Рост доли нефтедобычи в выбросах промышленности обусловлен в значительной степени сжиганием в факелах добываемого попутного газа.
В настоящее время в целом по отрасли в факелах сжигается около 20% всего добываемого попутного газа, на отдельных месторождениях ОАО «Томскнефть», «ВНК», ОАО «НК «Юкос» этот показатель достигает 70%, что связано со значительным объемом ресурсов попутного газа и удаленностью месторождений от потребителей. Эффективным решением проблемы утилизации попутного газа является его использование на малогабаритных газогенераторных электростанциях, что позволит обеспечить потребности промыслов в электроэнергии и снизить эмиссию ПГ.
Для улучшения экологической ситуации в нефтедобыче требуется ремонт и замена устаревшего оборудования нефтедобывающих предприятий, внутрипромысловых трубопроводов, с использованием труб с повышенными антикоррозийными свойствами. На мой взгляд, решение этой проблемы требует разработки и принятия соответствующей законодательной базы, а также Федеральной программы утилизации попутного нефтяного газа на объектах ТЭК, потери которого еще очень велики, особенно на вновь вводимых месторождениях.
Объемы выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух от стационарных источников за 1990-2003 гг. сократились более чем в 3 раза (без учета выбросов метана). Следует отметить, что, несмотря на проводимую работу по снижению загрязнения атмосферного воздуха, выбросы загрязняющих веществ по газовой промышленности составили в 2003 г. более 590 тыс. т.
Основной причиной являются аварии на магистральных газопроводах, происходящие вследствие старения оборудования и отсутствия средств на капитальный ремонт. Увеличение нагрузки на окружающую среду обусловлено преимущественно ростом выбросов метана, с учетом которого выбросы загрязняющих веществ в 2005 г. составили 1,83 млн. т. Эмиссия метана и углекислого газа в газовой отрасли происходит на всех стадиях технологического процесса. Доминирующее влияние оказывает газотранспортная система, на долю которой приходится 70% всех выбросов.
В настоящее время на российских объектах газовой промышленности реализуется международный «Проект снижения выбросов парниковых газов при производстве и потреблении метана в России». Прогнозируется, что реализация предусмотренных мер позволит снизить потери природного газа на 3 млрд. м3. По экспертной оценке, доля потерь газа из распределительных газопроводов ОАО «Газпром» по всей технологической цепочке движения газа к потребителям составляет 25-29% от суммарной эмиссии метана по отрасли в целом. По отдельным этапам она составляет: добыча газа и переработка — 16-19% и 5-7%, в транспорте газа по магистральным газопроводам и хранении — 51-60%. Доля эмиссии метана из газораспределительных сетей США (по данным исследований, выполненных американскими специалистами в 1991-1996 гг. по контракту с Федеральным агентством защиты окружающей среды) составила 24-43%.
Выбросы вредных веществ в атмосферу угольной отраслью за период 1990-2005 гг. снизились в 1,5 раза. Ее доля в выбросах промышленности составляет 4,8% (2003 г.). В 2005 г. общий объем выбросов загрязнителей в атмосферный воздух составил 450 тыс. т следует отметить тенденцию роста выбросов, обусловленную сжиганием метана в отвалах (в настоящее время горит около 60 отвалов; в последние годы ресурсы метана в шахтных забоях возросли до 400 млн. м3, в этой связи увеличилось количество взрывоопасных ситуаций и реальных аварий на угольных шахтах).
По оценкам специалистов, в Кузбассе общие ресурсы метана составляют 10 -13 трлн. м3 (газовыделение углей составляет 20-25 м3 на 1 т угля), промышленные запасы метана Печорского угольного бассейна достигают 2 трлн. м3. Использование метана угольных пластов в энергетических установках позволит снизить затраты на теплоснабжение и улучшить экологическую ситуацию в жилых поселках за счет отказа от сжигания угля. По сравнению с другими энергоносителями уголь содержит наибольшее количество серы — 0,2-7,0%, мазут — 0,5-4,0%, дизельное топливо — 0,3-0,9%, природный газ — незначительную долю.
В условиях растущего дефицита природных ресурсов, увеличения масштабов и количества техногенных аварий и катастроф важнейшим направлением развития ТЭК России и субъектов Федерации в перспективе является повышение эффективности использования ТЭР, снижение отрицательного влияния деятельности ТЭК на окружающую природную среду в целях предотвращения экологической катастрофы и создание условий для перехода на энергосбережение. Приоритеты «Энергетической стратегии России на период до 2020 года» следующие:
Энергосбережение является наиболее эффективным и приоритетным видом природоохранной деятельности в ТЭК, в связи с чем выделяются три его основных направления:
1. Экономия энергии в добыче, транспортировке, переработке ТЭР, производстве и распределении электро- и теплоэнергии. При реализации этого направления основной эффект может быть получен, например:
2. Экономия «конечной» энергии в сфере ее использования в народном хозяйстве. Главными источниками данного направления энергоснабжения являются:
3. Замещение расхода органического топлива альтернативными энергетическими источниками. Третье направление энергосбережения должно происходить, прежде всего, в электроэнергетике, потребляющей почти 75% всего котельно-печного топлива путем всей большей выработки электрической и тепловой энергии на базе использования АЭС, ГЭС, а также использования энергетических установок на возобновляемых нетрадиционных источниках энергии (геотермальная энергия, энергия солнца, ветра, биомассы и др.).
Перечисленные направления энергосбережения, сопровождаемые одновременным снижением нагрузки на окружающую среду, можно классифицировать по количеству затрат, требующихся для их реализации: малозатратные мероприятия, связанные с рациональным использованием топлива и энергии, позволяют сократить потребление энергоресурсов на 10-12%;
Реализация потенциала энергосбережения и решение экологических проблем обусловливают необходимость проведения энергоэффективной политики во всех сферах народного хозяйства, расширение использования экологически более чистых видов топлива и источников энергии, законодательное регулирование в области энергопотребления, использование экономических санкций за превышение установленных нормативов загрязнения окружающей среды.
В настоящее время основная часть вырабатываемой электрической энергии производится тепловыми электростанциями, поэтому именно ТЭС представляет собой основной объект для изучения отрицательного влияния на биосферу.
Низкий уровень использования ТЭР обусловлен недостаточным совершенством применяемых классических методов преобразования топлива в электрическую энергию, низким коэффициентом полезного действия двигателей, наличием больших потерь при транспортировке и потреблении конечной энергии. Резервы экономии ТЭР в настоящее время имеются практически во всех звеньях энергетического цикла: при добыче топлива, его транспортировке, переработке, при выработке тепловой и электрической энергии, ее передаче и использовании. Нужно навести порядок в энергохозяйстве, разрабатывать программу сокращения выбросов ПГ в атмосферу, нужно серьезно, систематично заняться энергоэкономией. Народное хозяйство России во всех отношениях только выиграет от этих мер.
Валовой внутренний продукт (ВВП) – основной обобщающий макроэкономический показатель Системы национальных счетов (СНС), рассчитываемый на уровне стран и регионов. ВВП отражает вновь созданную стоимость во всех отраслях экономики, включая отрасли, оказывающие рыночные и нерыночные услуги. В системе СНС ВВП характеризует развитие экономики страны или региона на различных стадиях процесса воспроизводства (производства, распределения, перераспределения, конечного пользования). Таким образом, через ВВП можно оценить стоимость продукции, предназначенной для конечного потребления, накопления и экспорта на государственном уровне.
Охрана окружающей среды до сих пор сводилась к лечению, а не к профилактике. Задача будущего — не допустить, чтобы последствия загрязнения стали необратимыми. Главная проблема сегодня — глобальное потепление. Решить ее можно только усилиями всего мирового сообщества. Здесь есть три пути:
Сегодня приоритет следует отдать первому направлению, мобилизовав соответственно мотивационные рыночные механизмы и обратив внимание на препятствующие нерыночные факторы, такие как поведение и привычки миллионов людей, от которых зависит потребление энергии в домашнем хозяйстве и быту. Целью политики в области обеспечения экологической безопасности является последовательное ограничение нагрузки ТЭК России на окружающую среду, приближение к соответствующим европейским экологическим нормам.
Энергетика — важнейшая отрасль экономики страны. Она представляет собой топливно-энергетический комплекс (ТЭК), включающий получение, передачу, преобразование и использование различных видов энергии и энергетических ресурсов. Энергетика объединяет такие энергетические системы, как электрическую и тепловую (теплоснабжения); нефте- и газоснабжения; угольную и систему ядерной энергетики.
Энергетика осуществляет массовое извлечение из природной среды преимущественно не возобновляемых ресурсов. Многообразие видов работ в каждой системе, осуществляемых на открытом воздухе, требует избирательного и обширного метеорологического обеспечения. Это касается проектирования новых энергетических объектов (ЛЭП, ТЭЦ, ГЭС, угольных разрезов, шахт, нефтяных скважин и др.), их строительства и ежедневного функционирования, обеспечивающего энергоснабжение всех отраслей экономики. Единая энергетическая система любой стране разделена на ряд региональных энергосистем, имеющих свою специфику по энергоисточникам, масштабам обеспечения промышленности и городов, автономности и другим условиям гидрометеорологического и экономического характера.