Полная версия

Главная arrow Экология arrow ПРОМЫШЛЕННАЯ ЭКОЛОГИЯ

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>

Энергетика

Энергетика — основа развития всех отраслей промышленности, сельского хозяйства, транспорта, коммунально-бытового хозяйства. Это отрасль с очень высокими темпами развития и огромными масштабами производства. Соответственно, и доля участия энергетических предприятий в нагрузке на природную среду весьма значительна. В табл. 2.1 приведены данные потребления энергии в 2010 г. и прогноз на 2040 г. для стран различных регионов мира (источник: «Прогноз развития энергетики мира и России до 2040 года» Института энергетических исследований РАН, Аналитического центра при Правительстве РФ).

Таблица 2.1

Мировой энергобаланс потребления первичных энергоресурсов

Вид энергоресурса

Потребление первичной энергии

2010

2040 (прогноз)

МЛН т н.э.

О/

МЛН т н.э.

о/

Мировое потребление

Нефть

4199

32,3

4788

26,6

Газ

2782

21,4

4428

24,6

Уголь

3588

27,6

4608

25,6

Атомная энергия

728

5,6

1188

6,6

Гидроэнергетика

299

2,3

522

2,9

Другие виды

1404

10,8

2466

13,7

Итого

13000

100

18000

100

Россия

Нефть

687

39,6

557

28,3

Вид энергоресурса

Потребление первичной энергии

2010

2040 (прогноз)

МЛН т н.э.

%

МЛН т н.э.

%

Газ

719

41,5

981

49,8

Уголь

203

11,7

201

10,2

Атомная энергия

45

2,6

106

5,4

Г идроэнсргсти ка

64

3,7

61

3,1

Другие виды

16

0,9

63

3,2

Итого

1734

100

1969

100

Страны СНГ

Нефть

183

19,4

237

19,4

Газ

497

52,7

633

51,8

Уголь

172

18,2

136

11,1

Атомная энергия

62

6,6

142

11,6

Гидроэнергети ка

21

2,2

28

2,2

Другие виды

9,0

0,9

46

3,8

Итого

944

100

1222

100

Страны Европы

Нефть

740

36,3

538

27,4

Газ

491

24,1

563

28,7

Уголь

332

16,3

224

11,4

Атомная энергия

249

12,2

226

11,5

Г идроэнергети ка

55

2,7

63

3,2

Другие виды

171

8,4

348

17,8

Итого

2038

100

1962

100

Страны ОЭСР

Нефть

2107

38,3

1752

30,2

Газ

1298

23,6

1643

28,4

Уголь

1072

19,5

829

14,3

Атомная энергия

589

10,7

599

10,3

Г идроэнергети ка

115

2,1

152

2,6

Другие виды

319

5,8

825

14,2

Итого

5500

100

5800

100

Страны Северной Америки

Нефть

1062

38,6

946

31,8

Газ

701

25,5

868

29,2

Вид энергоресурса

Потребление первичной энергии

2010

2040 (прогноз)

МЛН т н.э.

%

МЛН т н.э.

%

Уголь

545

19,8

431

14,5

Атомная энергия

247

9,0

262

8,8

Г идроэнсргсти ка

58

2,1

74

2,5

Другие виды

137

5,0

393

13,2

Итого

2750

100

2974

100

Страны Южной и Центральной Америки

Нефть

284

45,9

353

35,9

Газ

126

20,4

252

25,7

Уголь

24

4,0

44

4,5

Атомная энергия

9,0

1,4

22

2,2

Гйдроэнергети ка

58

9,4

103

10,5

Другие виды

117

18,9

208

21,2

Итого

618

100

982

100

Развитые страны Азии

Нефть

406

40,6

292

29,7

Газ

169

16,9

237

24,1

Уголь

263

26,3

204

20,8

Атомная энергия

124

12,4

139

14,1

Г идроэнергегика

12

1,2

14

1,4

Другие виды

26

2,6

97

9,9

Итого

1000

100

983

100

Развивающиеся страны Азии

Нефть

899

23,8

1511

22,3

Газ

298

7,9

989

14,6

Уголь

1922

50,9

2922

43,1

Атомная энергия

30

0,8

332

4,9

Гидроэнергетика

79

2,1

183

2.7

Другие виды

547

14,5

840

12,4

Итого

3777

100

6777

100

Страны Ближнего Востока

11ефть

339

50,4

455

42,7

Вид энергоресурса

Потребление первичной энергии

2010

2040 (прогноз)

млн т н.э.

%

млн т н.э.

%

Газ

320

47,6

562

52,7

Уголь

-

-

24

2,3

Атомная энергия

-

-

14

1,3

Гидроэнергетика

14

2,0

9,0

0,8

Другие виды

-

-

-

-

Итого

673

100

1064

100

Страны Африки

Нефть

153

22,5

281

23,4

Газ

85

12,5

155

12,9

Уголь

107

15,7

289

24,1

Атомная энергия

13

1,9

12

1,0

Г и дроэ! юргети ка

-

-

24

2,0

Другие виды

322

47,4

439

36,6

Итого

680

100

1200

100

Примечание: 1. Нефтяной эквивалент, единица условного топлива, принятая Международным энергетическим агентством (ITA) — н.э. 2. Страны ОЭСР — страны Организации экономического сотрудничества и развития.

Для получения энергии используют либо топливо — нефть, газ, уголь, древесину, торф, сланцы, ядерные материалы, либо другие первичные источники энергии — воду, ветер, энергию Солнца и т.д. Практически все топливные ресурсы невозобновляемы. И это первая ступень воздействия на природу энергетической отрасли — безвозвратное изъятие масс вещества. Каждый из источников при его использовании характеризуется специфическими параметрами загрязнения природных комплексов.

Уголь — самое распространенное ископаемое топливо на нашей планете. При его сжигании в атмосферу поступают диоксид углерода, летучая зола, сернистый ангидрид, оксиды азота, фтористые соединения, а также газообразные продукты неполного сгорания топлива. Иногда в летучей золе содержатся чрезвычайно вредные примеси, такие как мышьяк, свободный диоксид кремния, свободный оксид кальция.

Нефть. При сжигании жидкого топлива в воздух поступают кроме диоксида углерода сернистый и серный ангидриды, оксиды азота, соединения ванадия, натрия, газообразные и твердые продукты неполного сгорания. При сжигании жидкого топлива выделяется меньше вредных веществ, чем при сжигании твердого, но использование нефти в энергетике сокращается (в связи с исчерпанием естественных запасов и исключительным использованием ее на транспорте, в химической промышленности).

Природный газ — наиболее безвредный из ископаемых видов топлива. При его сжигании единственным существенным загрязнителем атмосферы помимо С02 являются оксиды азота.

Древесина больше всего используется в развивающихся странах (70% населения этих стран сжигает в среднем около 700 кг на человека в год). Сжигание древесины безвредно — в воздух попадают диоксид углерода и пары воды, но при этом нарушается структура биоценозов — уничтожение лесного покрова вызывает изменение во всех компонентах ландшафта.

Ядерное топливо — одно из самых спорных в современном мире. Конечно, атомные электростанции (АЭС) в гораздо меньшей степени, чем тепловые (использующие уголь, нефть, газ), загрязняют атмосферный воздух, но количество воды, используемой на АЭС, в два раза превышает потребление на тепловых станциях — 2,5—3,0 км3 в год на АЭС мощностью 1 млн кВт, а тепловой сброс на АЭС в расчете на единицу производимой энергии значительно больше, чем на теплоэлектростанциях (ТЭС) в аналогичных условиях. Но особенно жаркие споры вызывают проблемы радиоактивных отходов и безопасности эксплуатации атомных станций. Колоссальные последствия для природной среды и человека возможных аварий на ядер- ных реакторах не позволяют относиться к ядерной энергии так же оптимистично, как это было в начальный период использования «мирного атома».

Для всех способов разработки месторождений характерно воздействие на биосферу, затрагивающее практически все ее элементы: водный и воздушный бассейны, землю, недра, растительный и животный мир. Оказывается, что, к примеру, при добыче нефти и газа проседает грунт. Известно о проседании дна Северного моря в пределах месторождения Экофиск после извлечения из его недр 172 млн т нефти и 112 млрд м3 газа. Оно сопровождается деформациями стволов скважин и самих морских платформ. Последствия трудно предсказать, но их катастрофический характер очевиден.

Ежегодно в Мировой океан по тем или иным причинам сбрасывается от 2 до 10 млн т нефти (последний пример — авария на нефтяной платформе в Мексиканском заливе). Аэрофотосъемкой со спутников зафиксировано, что уже почти 30% поверхности океана покрыто нефтяной пленкой. 16 ноября 2012 г. береговая охрана США официально подтвердила, что недалеко от берегов Луизианы горит нефтяная платформа. Буровая установка расположена рядом с бухтой Вэст Кот Бланш Бэй в центральной части штата. Сообщается о двоих погибших и двоих пропавших без вести. По предварительным данным, причиной пожара стал взрыв.

По заявлениям официальных лиц, нефтяная установка West Delta 32 не является аналогом Deepwater Horizon компании ВР, взрыв которой в 2010 г. привел к гибели 11 человек и к самому масштабному в истории человечества разливу нефти.

В Ненецком автономном округе в результате аварии на месторождении им. Р. Требса разлилась нефть на площади более 1 тыс. м2. По данным регионального управления МЧС, 14 октября 2013 г. на скважине произошел разлив нефти, связанный с негерметичностыо противовыбросового оборудования, что привело к разливу около 130 м3 нефти.

Особенно загрязнены воды Средиземного моря, Атлантического океана и их берега. Литр нефти лишает кислорода, столь необходимого рыбам, 40 тыс. л морской воды. Тонна нефти загрязняет 12 км2 поверхности океана. Икринки многих рыб развиваются в приповерхностном слое, где опасность встречи с нефтью весьма велика.

В докладе Международного энергетического агентства (МЭА) от 12 апреля 2014 г. отмечается, что энергетическая отрасль является крупнейшим источником выбросов парниковых газов, приводящих к изменению климата. Мировые выбросы парниковых газов стремительно увеличиваются. В мае 2013 г. уровень углекислого газа (С02) в атмосфере впервые за сотни тысяч лет превысил 400 промилле (частей на миллион). На долю энергетической отрасли приходится около двух третьих выбросов парниковых газов, за счет того, что более 80% мировых энергоносителей приходится на запасы ископаемого топлива. Большинство экспертов сходятся во мнении, что будет повышаться как частота, так и интенсивность экстремальных климатических явлений (жара, наводнения и др.). Также ожидается дальнейшее повышение глобальной температуры и уровня мирового океана.

Несмотря на положительные тенденции в некоторых странах, уровень выбросов С02 мировой энергетики вырос на 1,4%, достигнув в 2012 г. рекордного значения 31,6 Гт.

Уровень выбросов в странах, не входящих в ОЭСР, вырос с 45% мировых выбросов в 2000 г. до 60% в настоящее время (2014 г.).

В 2012 г. на долю Китая пришлась большая часть мировых выбросов С02, несмотря на то что рост выбросов в этой стране был минимальным за последние десять лет благодаря, прежде всего, развитию возобновляемых источников энергии и значительному повышению энергетической эффективности китайской экономики.

В США переход к использованию газа вместо каменного угля для производства энергии способствовал снижению выбросов на 200 млн тонн (Мт), достигнув таким образом уровня середины девяностых годов.

В Европе, несмотря на увеличение потребления угля, выбросы сократились на 50 Мт в результате снижения темпов экономического роста, развития возобновляемых источников энергии и установления ограничений на выбросы в промышленных и энергетических отраслях.

В Японии выбросы парниковых газов выросли на 70 Мт в связи с тем, что усилиям по повышению энергоэффективности не удалось полностью компенсировать рост потребления ископаемого топлива в результате сокращения использования ядерной энергии.

МЭА предлагает к реализации комплекс технических и юридических мер по ограничению выбросов углекислого газа, но даже если начнется их немедленная реализация, то прогнозируется, что к 2020 г. мировые выбросы парниковых газов энергетической отрасли на 4 Гт эквивалента С02 превысят уровень, позволяющий ограничить глобальное потепление двумя градусами °С, что свидетельствует о масштабности проблемы, которую предстоит решить в ближайшие десять лет.

Если рассматривать влияние утилизации ископаемых видов топлива на другие компоненты природных комплексов, то следует выделить вторую ступень влияния на природу — воздействие на природные воды. Для нужд охлаждения генераторов на электростанциях производится огромный водозабор: для выработки 1 кВт электроэнергии необходимо от 200 до 400 л воды; современная ТЭС мощностью 1 млн кВт требует в течение года 1,2— 1,6 км3 воды. Как правило, забор воды для систем охлаждения энергетических установок составляет 50—60% от общего промышленного изъятия воды. Возвращение сточных вод, нагретых в системах охлаждения, вызывает тепловое загрязнение воды, в результате которого, в частности, падает растворимость в воде кислорода и одновременно активизируется жизнедеятельность водных организмов, которые начинают потреблять больше кислорода.

Следующий аспект негативного влияния на ландшафт при добыче топлива (третья ступень) — отчуждение больших площадей, на которых уничтожается растительность, изменяются структура почвы и водный режим. Это касается в первую очередь открытых способов добычи топлива (в мире около 85% полезных ископаемых и строительных материалов добывается открытым способом).

Среди других первичных источников энергии — ветра, речной воды, солнца, приливов и отливов, подземного тепла — особое место занимает вода. Геотермальные электростанции, солнечные батареи, ветряные турбины, приливно-отливные электростанции обладают преимуществом незначительного воздействия на окружающую среду, но их распространение в современном мире пока достаточно ограничено.

Речные воды, используемые гидроэлектростанциями (ГЭС), преобразующими энергию водного потока в электрическую, практически не оказывают загрязняющего воздействия на окружающую среду (за исключением теплового загрязнения). Их негативное влияние на экологию заключается в другом. Гидротехнические сооружения, в первую очередь плотины, нарушают режимы рек и водоемов, препятствуют миграции рыб, влияют на уровень грунтовых вод. Пагубно влияют на экологию и водохранилища, создаваемые для выравнивания речного стока и бесперебойного снабжения ГЭС водой. Суммарная площадь только крупных водохранилищ мира составляет 180 тыс. км2 (столько же затоплено земель), а объем воды в них — около 5 тыс. км3. Помимо затопления земель создание водохранилищ сильно изменяет режим стока рек, влияет на локальные климатические условия, что, в свою очередь, воздействует на растительный покров по берегам водохранилища.

Топливно-энергетическая промышленность состоит из топливной промышленности и энергетики. Топливная промышленность — комплекс отраслей, занимающихся добычей и переработкой топливно-энергетического сырья. Она включает угольную, газовую, нефтяную, торфяную, сланцевую и уранодобывающую промышленность. В условиях научно-технической революции роль топливной промышленности возрастает в связи с развитием электрификации и теплофикации производств, обусловливающих интенсивный рост потребления энергии.

Все современные способы производства электроэнергии имеют массу недостатков, и работа ТЭС, ГЭС, АЭС сопровождается рядом отрицательных экологических последствий, например, как уже говорилось, при добыче полезных ископаемых нарушается почвенный покров, «съедаются» целые природные ландшафты, при добыче и транспортировке нефти и газа происходит загрязнение Мирового океана. Мировая тепловая энергетика выбрасывает в окружающую среду вредные вещества, изменяется состав атмосферы, происходит ее тепловое загрязнение. При строительстве ГЭС изменяется микроклимат территории, ее гидрологический режим. Атомная энергетика породила проблему захоронения радиоактивных отходов (не говоря уже о Чернобыле).

ТЭС имеют низкий КПД — не более 35%, что вызывает необходимость добычи огромных объемов топлива, а это значительные затраты труда, металла, земли, перегруженность транспорта, сжигание нефти, большие потери энергии при ее передаче — до 10% на каждую тысячу километров ЛЭП. Кроме того, работа ТЭС ведет к загрязнению природного окружения, прежде всего загрязнению воздуха сернистым ангидридом, превращающимся в серную кислоту, и золой, способствует «парниковому эффекту». Характерные для тепловой энергетики выбросы наиболее токсичных веществ — пятиокиси ванадия и бензапирена. Велики объемы сброса загрязненных сточных вод и золошлакоотвалов. Основными факторами воздействия ТЭС на гидросферу являются выбросы теплоты, следствиями которых могут быть локальное постоянное повышение температуры в водоеме; временное общее повышение температуры; изменение условий ледостава, зимнего гидрологического режима; изменение условий паводков, распределения осадков, испарений, туманов. Наряду с нарушением климата тепловые выбросы приводят к зарастанию водоемов водорослями, нарушению кислородного баланса, что создает угрозу для жизни обитателей рек и озер.

Основными факторами воздействия ТЭС на литосферу является осаждение на ее поверхности твердых частиц и жидких растворов — продуктов выбросов в атмосферу, потребление ресурсов литосферы, в том числе вырубка лесов, добыча топлива, изъятие из сельскохозяйственного оборота пахотных земель и лугов под строительство ТЭС и для устройства золоот- валов. Следствием этих преобразований является изменение ландшафта.

ГЭС. Строительство водохранилищ связано с потерями большого количества плодородных земель на равнинах. В горах такое строительство, как считает ряд специалистов, может вызвать землетрясение в результате усиления тектонического давления массы воды на земную кору. Сокращаются рыбные запасы. Вода обедняется кислородом и становится почти безжизненной.

АЭС. Техногенные воздействия на окружающую среду при строительстве и эксплуатации атомных электростанций многообразны. Обычно говорят, что имеются физические, химические, радиационные и другие факторы техногенного воздействия АЭС на объекты окружающей среды. При строительстве возникает локальное механическое воздействие на рельеф. При эксплуатации происходит сток поверхностных и грунтовых вод, содержащих химические и радиоактивные компоненты, изменение характера землепользования и обменных процессов в непосредственной близости от АЭС, а также микроклиматических характеристик прилежащих районов. 11а рис. 2.1 приведена схема комплексного воздействия объектов энергетики на окружающую среду.

Факторы воздействия электроэнергетики на окружающую среду

Рис. 2.1. Факторы воздействия электроэнергетики на окружающую среду

 
<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>