Чем вредна тэц для окружающей среды
Тепловые электростанции, как одни из основных источников загрязнения окружающей среды: влияние на окружающую среду и последствия работы предприятий
Время на чтение: 3 мин
Принцип работы тепловых электростанций (ТЭС) заключается в сжигании топлива в топках паровых котлов, где образуется тепловая энергия пара. Через паровую турбину энергия пара преобразуется в механическую, которая в турбогенераторе превращается в электроэнергию. Около 90% всей электроэнергии вырабатывается на тепловых электростанциях. Но и по степени воздействия на окружающую среду теплоэнергетика стоит тоже на первом месте. В связи с этим актуальность снижения негативного влияния теплоэлектростанций на экологию ни у кого не вызывает сомнений.
Последствия проживания вблизи ТЭЦ
В современном обществе остро ощущается нехватка электрической энергии, для производства которой предназначены тепловые электростанции. Но необходимо учитывать, что подобные сооружения – не самое лучшее соседство для людей в плане состояния здоровья.
По действующим государственным санитарным нормам и правилам, указанные объекты причисляют ко второму классу опасности (высокой степени). Многие ошибочно полагают, что ТЭЦ выделяют исключительно пар, поэтому проживание вблизи подобных комплексов абсолютно безвредно. Такое мнение ошибочно.
Процесс выработки энергии сопровождается выделением в окружающую среду следующих газов и веществ, опасных для здоровья человека:
Кроме газообразных выбросов, вредные вещества сбрасываются в водоёмы в жидком виде, в процессе чего не всегда применяются достаточные меры для очистки сбросов.
Также в воздух попадают твёрдые частицы следующих компонентов:
Эти вещества негативно влияют на работу органов дыхания и загрязняют окружающую среду.
Дополнительную опасность представляет радиоактивное топливо, используемое в процессе выработки электроэнергии.
Экологические последствия работы ТЭС
При дальнейшем активном использовании тепловых электростанций становятся неотвратимы такие последствия:
Способы себя обезопасить
Если квартира или частный дом расположены вблизи ТЭЦ, жильцы могут прибегнуть к следующим мерам, позволяющим уменьшить негативное влияние указанного промышленного объекта:
Также читайте: Межповерочный интервал трансформаторов тока
Определяя степень опасности действующей ТЭЦ, важно учитывать установку на объекте современного оборудования для обеспечения защиты экологии, вид топлива, на котором работает станция. Важное значение имеет высота труб.
На каком расстоянии можно жить
Минимальное расстояние, на котором разрешается располагать жилые дома от действующей ТЭЦ, согласно принятым санитарным нормам, составляет от 300 до 500 м, в зависимости от вида используемого станцией топлива.
Согласно СанПиН 2.2.1/2.1.1.1200-03 “Санитарно-защитные зоны и санитарная классификация предприятий, сооружений и иных объектов”, ТЭЦ и районные котельные тепловой мощностью 200 Гкал и выше, работающие на угольном и мазутном топливе, относятся ко второму классу опасности с СЗЗ не менее 500 м, работающие на газовом и газомазутном топливе (последний – как резервный), относятся к предприятиям третьего класса с СЗЗ не менее 300 м.
Но однозначную рекомендацию по данному вопросу дать сложно, поскольку фактор риска, кроме характеристик самого объекта, во многом определяется климатическими и природными особенностями местности, господствующим направлением и силой ветра, прочими факторами.
Даже если вблизи вашего дома не расположены крупные промышленные объекты, не стоит думать, что в данном месте жить абсолютно безопасно. Но помогут сохранить и укрепить здоровье регулярные выезды в экологически чистые регионы, здоровый образ жизни и контроль собственного физического состояния. А наличие рядом с домом крупного предприятия не всегда связано с опасностью для здоровья, если производственный процесс организован по современным технологиям с надлежащими мерами по защите экологии.
Воздействие АЭС на окружающую среду
Чем потенциально опасны атомные электростанции?
Каково воздействие АЭС в нормальных и нештатных условиях, можно ли предотвратить катастрофы и какие меры принимаются для обеспечения безопасности на ядерных объектах?
Развитие и значение атомных электростанций
Первые исследования по ядерной энергетике пришлись на 1890-е гг., а строительство крупных объектов началось с 1954 г. Атомные электростанции возводятся для получения энергии путем радиоактивного распада в реакторе.
Сейчас используются такие типы реакторов третьего поколения:
В период с 1960 г. по 2008 г. в мире были введены в работу около 540 атомных реакторов. Из них около 100 закрылись по разным мотивам, в том числе из-за негативного воздействия АЭС на природу. До 1960 г. реакторы отличались высоким показателем аварийности из-за технологического несовершенства и недостаточной проработки регулирующей нормативной базы. В следующие годы требования ужесточались, а технологии совершенствовались. На фоне уменьшения запасов природных энергоресурсов, высокой энергоэффективности урана строились более безопасные и оказывающее меньшее негативное воздействие АЭС.
Для плановой работы атомных объектов добывается урановая руда, из которой обогащением получается радиоактивный уран. В реакторах вырабатывается плутоний – самое токсичное из существующих веществ, полученных человеком. Обработка, транспортировка и захоронение отходов деятельности АЭС требует тщательных мер предосторожности и безопасности.
Факторы воздействия АЭС на окружающий мир
Наряду с прочими промышленными комплексами атомные электростанции оказывают воздействие на природную среду и человеческую жизнедеятельность. В практике использования энергетических объектов нет на 100% надежных систем. Анализ воздействия АЭС проводится с учетом возможных последующих рисков и ожидаемой пользы.
При этом совершенно безопасной энергетики не существует. Воздействие АЭС на окружающую среду начинается с момента возведения, продолжается при эксплуатации и даже по ее окончании. На территории расположения станции по выработке электроэнергии и за ее пределами следует предусматривать возникновение таких негативных влияний:
Один из самых значительных загрязняющих факторов – тепловое воздействие АЭС, возникающее при функционировании градирен, охлаждающих систем и брызгальных бассейнов. Они влияют на микроклимат, состояние вод, жизнь флоры и фауны в радиусе нескольких километров от объекта. КПД атомных электростанций составляет около 33-35%, остальное тепло (65-67%) выделяется в атмосферу.
На территории санитарной зоны в результате воздействия АЭС, в частности водоемов-охладителей, выделяются тепло и влага, вызывая повышение температуры на 1-1,5° в радиусе нескольких сот метров. В теплое время года над водоемами образуются туманы, которые рассеиваются на значительное удаление, ухудшая инсоляцию и ускоряя разрушение зданий. При холодной погоде туманы усиливают гололедные явления. Брызговые устройства вызывают еще большее повышение температуры в радиусе нескольких километров.
Охлаждающие воду испарительные башни-градирни испаряют летом до 15%, а зимой до 1-2% воды, формируя пароконденсатные факелы, вызывая на 30-50% уменьшение солнечного освещения на прилегающей территории, ухудшая метеорологическую видимость на 0,5-4 км. Воздействие АЭС сказывается на экологическом состоянии и гидрохимическом составе воды прилегающих водоемов. После испарения воды из охладительных систем в последних остаются соли. Для сохранения стабильного солевого баланса часть жесткой воды приходится сбрасывать, заменяя ее свежей.
В нормальных условиях эксплуатации радиационное заражение и влияние ионизирующего излучения сведены к минимуму и не превышают допустимый природный фон. Катастрофическое воздействие АЭС на окружающую среду и людей может возникнуть при авариях и утечках.
Возможные техногенные воздействия АЭС
Не стоит забывать про техногенные риски, возможные в атомной энергетике. Среди них:
Нормативный срок функционирования АЭС составляет 30 лет. После вывода станции из эксплуатации требуется сооружение прочного, сложного и дорогостоящего саркофага, который придется обслуживать еще очень длительный промежуток времени.
Защита от негативных влияний, их контроль
Предполагается, что воздействие АЭС в виде всех перечисленных выше факторов должно контролироваться на каждом этапе проектирования и эксплуатации станции.Специальные комплексные меры призваны спрогнозировать и предотвратить выбросы, аварии и их развитие, минимизировать последствия.
Важно уметь прогнозировать геодинамические процессы на территории станции, нормировать электромагнитные излучение и шум, воздействующие на персонал. Для размещения энергетического комплекса участок выбирается после тщательного геологического и гидрогеологического обоснования, проводится анализ его тектонического строения. При строительстве предполагается тщательное соблюдение технологической последовательности работ.
Задача науки, обслуживающей и практической деятельности – не допустить чрезвычайных ситуаций, создать нормальные условия для эксплуатации атомных станций. Одним из факторов экозащиты от воздействия АЭС является нормирование показателей, то есть установление допустимых значений того или иного риска и следование им.
Для минимизации воздействия АЭС на окружающую территорию, природные ресурсы и людей проводится комплексный радиоэкологический мониторинг. Чтобы отвратить ошибочные действия работников электростанции, осуществляется многоуровневая подготовка, занятия на учебных тренажерах и другие мероприятия. Для предотвращения террористических угроз применяются физические защитные меры, а также ведется деятельность специальных государственных организаций.
Современные атомные станции создаются с высокими показателями защищенности и безопасности. Они должны соответствовать высочайшим требованиям надзорных органов, включая защиту от загрязнения радионуклидами и другими вредными веществами. Задача науки – снизить риск воздействия АЭС в результате аварии. Для ее решения проводится разработка более безопасных по конструкции реакторов, имеющих внушительные внутренние показатели самозащиты и самокомпенсации.
Насколько безопасно воздействие АЭС на окружающий мир?
В природе существует естественная радиация. Но для экологии опасно интенсивное радиационное воздействие АЭС в случае аварии, а также тепловое, химическое и механическое. Также весьма актуальна проблема с утилизацией ядерных отходов. Для безопасного существования биосферы нужны особые защитные меры и средства. Отношение к строительству атомных электростанций в мире крайне неоднозначно, особенно после ряда крупных катастроф на ядерных объектах.
Восприятие и оценка атомной энергетики в обществе никогда не будут прежними после Чернобыльской трагедии, произошедшей в 1986 году. Тогда в атмосферу попало до 450 разновидностей радионуклидов, включая короткоживущий йод-131 и долгоживущие цезий-131, стронций-90.
После аварии некоторые исследовательские программы в разных странах были закрыты, нормально функционирующие реакторы превентивно прекратили свое действие, а отдельные государства ввели мораторий на ядерную энергетику. Вместе с тем около 16% электроэнергии в мире вырабатывается с помощью АЭС. Заменить атомные электростанции способно развитие альтернативных источников энергии.
Метки: атомная энергетика, воздействие АЭС
Интересная статья? Поделитесь ей с друзьями:
Как устаревшие ТЭЦ уничтожают экологию Сибири
Уголь против воздуха
Один из целевых показателей национального проекта «Экология» — снижение уровня загрязнения воздуха в крупных промышленных центрах, в том числе уменьшение не менее чем на 20% совокупного объема выбросов загрязняющих веществ в наиболее загрязненных городах. В общей сложности до 2024 года на достижение целей нацпроекта планируется потратить 4041 млрд рублей, в том числе на программу «Чистый воздух» — 500,1 млрд рублей.
Эксперты полагают, что существенную роль в решении текущих экологических проблем государства может сыграть замена устаревших угольных ТЭЦ (преимущественно сосредоточенных в Сибири и на Урале) на более современные газовые станции.
«Угольная генерация не зря считается одной из самых «грязных» для окружающей среды. При сжигании угля на ТЭЦ или в котельных выделяется множество вредных веществ в больших количествах. Это и оксид углерода, и оксид азота, и бензапирен, и диоксид серы, и диоксид азота. Кроме отравляющих воздух газов, в него выбрасывается большое количество твердых фракций – сажа и неорганическая пыль. Плюс – проблема утилизации или захоронения остающейся после сгорания угля золы», — говорит аналитик ГК «Финам» Алексей Калачев.
По его словам, газовая генерация в разы менее вредна для природы, при сжигании газа объемы выбросов гораздо меньше, хотя и здесь присутствует некоторое количество диоксида азота, оксида азота, диоксида серы и бензапирена. Но вдобавок газовая генерация эффективнее: операционные затраты на получение энергии от сжигания газа значительно ниже, чем от угля, поясняет эксперт.
Его точку зрения разделяет и заместитель директора группы «Корпоративные рейтинги», S&P Global Ratings Сергей Горин. По его словам, газовые электростанции считаются более экологичными, технологичными и энергоэффективными по сравнению с угольными, что предопределяет тренд в развитых странах на постепенное выведение последних из эксплуатации. Это особенно справедливо для старых блоков, построенных с применением предыдущих технологий, без внедрения современных систем «чистого угля».
Угольные электростанции, на которые сейчас приходится примерно треть мирового производства электроэнергии — один из основных источников выбросов углекислого газа и загрязняющих веществ в глобальной электроэнергетике. Например, выбросы веществ, получающихся при выработке электроэнергии на старых угольных станциях, более радиоактивны, чем работа атомной электростанции со сравнимой выработкой, подчеркивает Горин.
Необходимость ухода от угольных ТЭЦ, по словам старшего аналитика «Фабрики инвестиционных идей» БКС Виталия Громадина, можно прекрасно проследить на примере Китая. Конечно, тенденция к переходу на более экологичные виды топлива таит в себе определенные препятствия, так как население северных регионов Китая слишком сильно зависит от добычи угля. Сейчас угольные электрогенерирующие мощности составляют примерно 60% от общих мощностей. Полноценный переход от угля заключается в трех фазах: запрет на строительство новых мощностей; уничтожение самых старых и загрязняющих экологию; по возможности сжигание угля только в часы пик потребления электроэнергии.
«Ситуация в Китае пусть и в гораздо меньших масштабах актуальна и для России. Главным топливом в России является именно природный газ с долей порядка 46%, так как производится локально. Китаю приходится наращивать импорт природного газа. Доля угля в электрогенерирующих мощностях в России около 18%. И все же, как и в Китае, для России актуален экономический эффект ухода от угля для отдельных регионов», — говорит эксперт.
Газ в каждый дом
Как сообщила пресс-служба Кремля, глава государства поручил правительству и местным органам власти при участии «Газпрома» обеспечить формирование источников финансирования мероприятий по подключению граждан к газораспределительным сетям без привлечения их средств. Поэтапное завершение газификации страны, по словам Владимира Путина, должно быть завершено к 2024 году и к 2030 году.
Ведущий методолог рейтингового агентства «Эксперт РА» Антон Прокудин уверен, что переоборудовать электростанцию, заменив вид используемого топлива, вполне возможно. Проще всего это сделать при замене самого энергоблока (сразу строить газовый взамен выбывающего угольного). Но можно переоборудовать и действующую электростанцию.
«Стоимость замены для электростанции точно не известна. Можно сказать, лишь то, что нужно подвести газ по трубопроводу, а дороговизна его проведения зависит от удаленности магистрали газопровода, а также потребуется замена котельного агрегата. Стоимость котельного агрегата составляет порядка 20-25% стоимости новой электростанции. Поэтому проект замены вполне может обойтись в 30% от стоимости новой газовой электростанции (новая газовая КЭС стоит около 1 млн. долл. за 1 МВт мощности, но есть еще мощности чисто тепловые у ТЭЦ и ГРЭС, которые используют только для отопления в холодное время года)», — отмечает эксперт.
«Если же дожидаться естественного выбытия, то надо учесть, что строительство угольной электростанции обходится примерно на 25% дороже газовых в расчете на 1 МВт мощности, поэтому замена на газовые электростанции может оказаться даже дешевле, несмотря на затраты на подведение газопровода. Энергоблок строится с нуля за 2-4 года, поэтому переоборудование одного блока на существующей электростанции должно занимать не более 2-х лет», — делится расчетами Прокудин.
Вложения в будущее
Аналитик ГК «Финам» Алексей Калачев поясняет, что в Сибири и на Дальнем Востоке традиционно велика доля именно угольной генерации. Основная проблема – в логистике. Уголь можно доставлять железнодорожным транспортом, а система железных дорог в стране развита сравнительно неплохо. Автомобильный транспорт решает проблему последних миль от станции до котельной. «А для бесперебойного обеспечения природным газом необходима развитая сеть магистральных трубопроводов. Построить протяженные и разветвленные сети газопроводов – большая задача. Ее поставили перед «Газпромом», и будем надеяться, он ее выполнит», — говорит Калачев.
Однако это не единственная проблема. В России, как поясняет эксперт, отсутствует собственное производство газовых турбин средней и большой мощности. Это достаточно сложные технологии, в мире вообще не так много стран, который вышли на уровень производства газовых турбин большой мощности, и потому такое оборудование приходится импортировать. Сейчас собственные проекты больших газовых турбин развивают «Ростех» и «Силовые машины». Если их проекты удастся успешно реализовать, это значительно облегчит задачу перевода угольной энергетики на газовое топливо.
Согласно оценкам Алексея Калачева, реализация отдельного проекта по переоборудованию старых угольных ТЭЦ может занять 3-5 лет и потребует инвестиций в пределах 10-15 млрд руб. Реализация всей программы потребует в десятки раз больше вложений и займет не менее 10 лет.
Сопоставимые оценки приводит и доцент кафедры экономики промышленности РЭУ им. Г.В. Плеханова Олег Каленов, отмечая, что газификация некоторых регионов действительно инициатива более экологической направленности, нежели экономической.
«По объемам выброса вредных веществ в атмосферу предприятия теплоэнергетики занимают лидирующее место. Это около 30% от общего числа выбросов всех предприятий различных отраслей. И в первую очередь это именно угольные ТЭЦ. Однако, перевод угольных ТЭЦ на газ в Сибири – очень спорный проект. Взять, к примеру Красноярский край. С одной стороны, замена угля на газ позволит улучшить экологическую ситуацию в регионе. Однако край характеризуется не самыми большими объемами потребления газа, в связи с чем вызывает вопросы экономическая привлекательность мероприятий по его газификации», — считает он.
По словам эксперта, комплексная газификация обойдется примерно в 200 млрд рублей, плюс потребуется около 18 млрд рублей для переоборудования городских ТЭЦ.
Доцент кафедры организационно-управленческих инноваций РЭУ им. Г.В. Плеханова Сергей Кукушкин полагает, что в нынешних условиях будет более эффективно сконцентрироваться на разработке технологических решений, таких, как, например, обогащение бурого угля или сокращение выбросов ТЭЦ от его сжигания. Однако заместитель директора группы «Корпоративные рейтинги», S&P Global Ratings Сергей Горин с ним не согласен.
«Строительство новой или даже модернизация старой угольной станции с применением технологий «чистого угля», что обеспечивает значительное снижение выбросов и большую экологичность, во-первых, достаточно дорого (и чаще дороже, чем газовая электростанция сравнимой мощности), а во-вторых, на выходе все равно получается традиционный источник электроэнергии с последующими возможными экологическими вопросами. В частности, в Европе начинаются дискуссии о потенциальном введении налога на импорт продукции из стран с высоким уровнем выбросов углекислого газа, что может сказаться на конкурентоспособности российского экспорта», — поясняет он.
Согласно расчетам эксперта, среднюю стоимость перехода типовой ТЭЦ в России на газ можно оценить в диапазоне 50-60 млрд рублей. К этому следует добавить стоимость строительства газопровода к станции – нужно смотреть на каждый конкретный проект, но это может быть еще порядка 5-10%, в зависимости от протяженности.
Чем вредна тэц для окружающей среды
Экологический кризис биосферы – это кризис не природы, а человеческого общества. Среди главных проблем, обусловивших его возникновение, – объем антропогенного воздействия на природу в XX веке, приблизивший биосферу к пределу устойчивости; противоречия между сущностью человека и природой, его отчуждение от природы.
Многократное расширение ресурсной базы человечества потребовало и роста энергетических мощностей. Выявлена историческая тенденция, в соответствии с которой суммарное потребление энергии на Земле возрастает пропорционально квадрату численности населения. Повышение уровня благосостояния человека на Земле требует постоянного увеличения потребляемой энергии. В то же время резкое увеличение производства энергии за последнее время стремительно ухудшает экологическую обстановку на Земле.
Предприятия энергетики воздействуют на четыре сферы:
• атмосферу: потребление кислорода, выброс газов и твердых частиц, полученных при горении, тепловое воздействие, электромагнитное воздействие, ионизация;
• литосферу: потребление ископаемых, отходы;
• гидросферу: загрязнение жидкими стоками, тепловое воздействие с охлаждающей водой,
• биосферу: нарушение биоценозов, миграции и вымирание животных и растений.
Развитие мировой и российской энергетики требует решения проблемы экологической оценки возможных последствий на окружающую среду, жизнь и здоровье населения. Объекты энергетики по степени влияния на окружающую среду принадлежат к числу наиболее интенсивно воздействующих на биосферу. Поэтому при решении выбора источника энергии необходимо учитывать не только экономические, но и экологические последствия возможного влияния объектов энергетики при строительстве и эксплуатации.
Комбинированное производство энергии двух видов на мини-ТЭЦ способствует не только гораздо более экологичному использованию топлива по сравнению с раздельной выработкой электроэнергии и тепловой энергии на котельных установках, но и повышению чистоты воздушного бассейна, улучшению общего экологического состояния окружающей среды.
Мини-ТЭЦ работает, как правило, в двух основных производственных режимах: получение электричества и тепла (когенерация) и получение электричества, тепла и холода (тригенерация).
Основными достоинствами мини-ТЭЦ являются малые потери при транспортировке тепловой и электрической энергии; автономность функционирования; повышение надежности теплоснабжения; более низкая себестоимость тепловой и электрической энергии, экологическая безопасность.
При эксплуатации мини-ТЭЦ происходит загрязнение атмосферного воздуха продуктами сгорания топлива, тепловое и акустическое загрязнение окружающей среды [1].
Загрязнение атмосферного воздуха
Основное внимание уделяется выбросам загрязняющих веществ в атмосферу. Отрицательное влияние загрязнения атмосферы выражается в ухудшении здоровья людей и животных, снижении урожайности сельскохозяйственных культур и продуктивности животных. Воздействию вредных веществ подвержены лесные угодья. Загрязнение атмосферы влияет также на коррозионные процессы строительных конструкций, ускорение износа зданий и оборудования.
При работе мини-ТЭЦ с газопоршневыми и газотурбинными двигателями на природном газе в атмосферу будут выбрасываться следующие вредные вещества: оксиды азота и оксид углерода. Для мини-ТЭЦ с дизельными двигателями: оксиды азота, оксид углерода, углеводороды, сажа, диоксид серы, формальдегид, 3,4 бенз(а)пирен [2].
Неблагоприятное действие на окружающую среду оказывают оксиды серы, разрушающие хлорофилл растений, повреждающие листья и хвою. Поступающий в атмосферу триоксид серы (SО3), взаимодействуя с влагой воздуха, образует серную кислоту. При неполном сгорании топлива продукты сгорания содержат токсичную окись углерода, углеводороды, в том числе сложные полициклические ароматические углеводороды (некоторые из них являются канцерогенными соединениями) и сажу. Оксид углерода (СО) изменяет состав крови (вытесняет молекулы О2 в гемоглобине), приводит к нарушению нервной деятельности. При сжигании топлива могут образовываться оксиды азота. При окислении молекулярного азота кислородом воздуха образуется окись азота (NО). В дальнейшем окись азота частично окисляется до двуокиси (NО2). Диоксид азота оказывает раздражающее действие на дыхательные пути и слизистую оболочку глаза. В присутствии влаги NO2 легко вступает во взаимодействие с кислородом воздуха, образуя азотную кислоту (НNO3). Оксиды азота, поглощая естественную солнечную радиацию, снижают прозрачность атмосферы и способствуют образованию фотохимического смога.
Было проведено экологическое сравнение мини-ТЭЦ с газопоршневыми и дизельными двигателями, использующими различные виды топлива. Исходными данными для расчета являлись паспортные данные двигателей: концентрации загрязняющих веществ в выхлопных газах, объем сжигаемого топлива, которые были взяты из Каталога энергетического оборудования. Расчет для дизельных двигателей выполнялся в соответствии с «Методикой расчета выбросов загрязняющих веществ в атмосферу от стационарных дизельных установок» с учетом мощности двигателя, частоты вращения и расхода топлива.
Паспортные данные газопоршневых двигателей производства РУМО и дизельных двигателей производства Уральского дизель-моторного завода мощностью 1 МВт приведены в табл. 1.
Паспортные данные газопоршневых и дизельных двигателей