экология. Экология в электроэнергетике
 Скачать 18.66 Kb.
|
|
Роговской Экология в электроэнергетике Энергетика - одна из ведущих отраслей мировой экономики. От уровня развития энергетики зависит степень развития экономики страны. В состав электроэнергетики входит производство электроэнергии на ТЭС, ГЭС, АЭС и на электростанциях, работающих на альтернативных источниках энергии – энергии ветра, солнца, приливов, геотермальной энергии Земли. Почти 99% всей электроэнергии в мире вырабатывается на ТЭС, ГЭС, АЭС. Больше всего электроэнергии производится в Китае (22,2% от мирового производства), США (19,4%), Индии (4,91%). России и Японии (по 4,8%). Наиболее распространёнными электростанциями являются тепловые электростанции. Они производят 68% электроэнергии в мире, представлены во многих странах и работают на минеральном сырье (уголь, мазут, природный газ). Больше всего электроэнергии на ТЭС производится в Китае, США, Индии, России, Японии. Самые большие ТЭС работают на Тайване "Тайчжунская" и в России "Сургутская 2". Электроэнергия на ТЭС производится за счет сжигания угля, мазута, природного газа. В структуре мирового производства электроэнергии доля ТЭС, работающих на угле, – 39%, на мазуте – 9%, на природном газе – 15%. Доля мазута в качестве энергоисточника на ТЭС наиболее велика в Ираке (97%), Кувейте (70%), природного газа – в Катаре (100%), ОАЭ (98%), Алжире (47%), угля – в ЮАР (93%), Китае (80%), Казахстане (76%). Тепловые электростанции оказывают значительное негативное влияние на окружающую среду. Наибольшее количество выбросов в окружающую среду характерно для ТЭС, работающих на угле (особенно на буром угле). В таблице приведены данные, отражающие влияние ТЭС, работающих на угле, мазуте, природном газе в сравнении с АЭС. Согласно таблице, угольные ТЭС потребляют топливо больше других электростанций - 3,9 млрд т; также используют больше всех атмосферный кислород – 5,5 млрд т. При этом в процессе сжигания угля в атмосферу выбрасывается углекислый газ - 10 млн т, окислы серы - 124 тыс т, окислы азота - 34 тыс т, а также зола, тяжелые металлы, бензопирен и другие вредные вещества. Для рассеивания загрязняющих веществ в атмосфере на ТЭС строятся дорогостоящие трубы высотой 200 - 300 м. Поэтому зона влияния выбросов ТЭС на окружающую среду увеличивается и ощущается на больших расстояниях (до 50 км от источника выбросов). Для строительства ТЭС используется участок местности в 3-4 км². На этой территории полностью изменяются рельеф местности, характеристики и распределение воздушных течений и поверхностного стока, нарушается почвенный слой, растительный покров, режим грунтовых вод. Производственный шум агрегатов, электромагнитные поля и освещенность в ночное время приводят к нарушению экологического равновесия. Выброс больших количеств теплоты и влаги из градирен вызывает снижение солнечной освещенности приводит к образованию низкой облачности и туманов, моросящих дождей, инея, гололеда, обледенения дорог и конструкций. В теплый период года в результате испарения с земли конденсата возможно засоление почв. В технологическом цикле электростанций более 95 % воды, необходимой для охлаждения турбин, нагревается на 8-12 °С и сбрасывается в водоемы. Происходит тепловое загрязнение водоемов. Необходимость создания водохранилищ-охладителей для мощных электростанций с поверхностью зеркала 20-30 км² приводит к перераспределению стока, изменению режима паводков, разливов, восполнения запасов грунтовых вод, условий рыбоводства, существенно изменяет условия существования экосистем. Сточные воды и ливневые стоки с территории ТЭС загрязняются отходами технологических циклов энергоустановок (нефтепродукты, шлаки, обмывочные воды). Их сброс в водоемы может привести к гибели водных организмов, снизить способность водоема к самоочищению. Отрицательное влияние на природные условия оказывают золоотвалы - земля исключается из сельскохозяйственного оборота, происходит загрязнение грунтовых и поверхностных вод, атмосферы, нарушается функционирование природных экосистем. Таким образом, ТЭС (особенно угольная) является мощнейшим загрязнителем окружающей среды и атмосферы, в частности. На долю гидроэлектростанций в структуре производства электроэнергии приходится 16%. По общим размерам выработки электроэнергии на ГЭС лидируют Китай, Бразилия, Канада, США, Россия. По доле гидроэнергии в структуре энергетического баланса страны лидируют Парагвай (100%), Норвегия (99%), Бразилия (95%). Самыми крупными ГЭС в мире построены в Китае – Санься, или «Три ущелья» (р. Янцзы, 22,5 млн кВт), Силоду (р. Янцзы, 13,9 млн кВт); в Бразилии и Парагвае - Итайпу (Парана, 14,0 млн кВт). Гидроэлектростанции на первый взгляд являются экологически чистыми сооружениями, не наносящими вреда природе. Так считали многие десятилетия. Однако теперь стало ясно, что строительство и эксплуатация ГЭС наносит большой урон и природе и людям. Воздействие ГЭС на окружающую среду связано с необходимостью затопления значительных площадей земель сельскохозяйственного и лесохозяйственного назначения и с переселением людей в другие места. Перегораживая реку, плотина создает непреодолимые препятствия на путях миграций проходных и полупроходных рыб, поднимающихся на нерест в верховья рек. Создание плотины на реке изменяет кормовую базу и условия воспроизводства, приводит к гибели рыбы в водозаборах. При этом могут сократиться запасы ценных промысловых рыб, а в некоторых случаях и исчезнуть популяции тех или иных видов. Для предотвращения этих нежелательных последствий в проектах ГЭС необходимо предусматривать специальные мероприятия, в том числе и строительство рыбопропускных и рыбозащитных сооружений. Вода в мелководных водохранилищах интенсивно прогревается солнцем, создавая условия для роста сине-зеленых водорослей, которые гниют, заражая воду и атмосферу. Вода в хранилищах застаивается, ее проточность замедляется, что сказывается на жизни всех живых существ, обитающих в реке и у реки. Замедленный водообмен в водохранилище способствует накоплению донных отложений, ила, а вместе с ними загрязняющих веществ растворенных в воде, что приводит к обмелению водохранилища и препятствует движению водного транспорта. Местное повышение уровня воды влияет на грунтовые воды, приводит к подтоплению, заболачиванию, к эрозии берегов и оползням. Кроме того, крупные водохранилища ГЭС могут изменять микроклимат прилегающих территорий. При этом снижаются летние максимумы температуры на 2-3 ºС и повышаются зимние максимумы на 1-2 ºС, повышается влажность воздуха. Крупные высотные плотины на горных реках представляют собой источники опасности, особенно в районах с высокой сейсмичностью, В мировой практике известно несколько случаев, когда прорыв таких плотин приводил к огромным разрушениям и гибели сотен и тысяч людей. Атомные электростанции в структуре производства электроэнергии занимают третье место. Но их долю приходится 13%. В настоящее время в мире насчитывается 435 атомных реакторов, в том числе в США — 104, Франции — 58 и Японии — 50. Наибольшее количество атомной электроэнергии производится в США (790 млрд кВт*ч), Франции (456 млрд кВт*ч) и России (162 млрд кВт*ч). Доля электроэнергии, производимой АЭС в структуре энергетического баланса страны, наиболее велика во Франции (74%), Словакии (52%), Бельгии (51%). Крупнейшими по мощности АЭС в мире являются Касивадзаки-Карива (суммарная мощность которой составляет 8 212 МВт Япония), Брюс (Канада) и Запорожская (Украина). После аварии на Чернобыльской АЭС и на АЭС Фукусима многие страны изменили свое отношение к атомной энергетике. Страны разделились в своем отношении к перспективам развития атомной энергетике: страны "отказники" (Австрия, Италия, Польша); страны без демонтажа и без строительства новых АЭС (США, Украина, Россия) и страны с широкомасштабными атомно-энергетическими программами (Франция, Япония, Республика Корея, Китай). Как известно, в атомной энергетике развиваются два направления получения энергии путем деления атомных ядер тяжелых элементов (ядерная энергетика) и синтезом ядер легких элементов (термоядерная энергетика). Возможности ядерной энергетики впечатляющие: по энергетической ценности 1 ООО т угля или 530 т мазута эквивалентны 0,33 кг урана на атомных электростанциях и 45 г дейтерия - на термоядерных реакторах. С экологической точки зрения, АЭС являются наиболее чистыми среди других ныне действующих энергетических комплексов. Опасность радиоактивных отходов полностью осознается специалистами, поэтому и конструкция, и эксплуатационные нормы атомных электростанций предусматривают надежную изоляцию от окружающей среды, по крайней мере 99,9% всех получающихся радиоактивных отходов. В процессе эксплуатации АЭС образуются газообразные, жидкие и твердые радиоактивные отходы. В газовоздушных выбросах АЭС содержится небольшое количество трития, радиоактивных изотопов ксенона, криптона, йода, осколки деления ядер, продукты активации. Объем твердых отходов ежегодно достигает 2000-3000 м3. Основным видом твердых отходов является отработанное ядерное топливо (ОЯТ), вследствие необходимости ежегодной замены около трети тепловыделяющих элементов новыми, так как коэффициент использования ядерного топлива составляет менее 3-5 %. Остальная его часть поступает в отходы. В жидких и твердых отходах содержатся, как правило, долгоживущие радионуклиды с большим периодом полураспада, представляющие собой опасность для всей биоты. ОЯТ необходимо хранить в специальных хранилищах, которые требуют особого технического обслуживания. АЭС оказывают сильное тепловое воздействие на окружающую среду, особенно на естественные водоемы. Сброс теплоты от АЭС в 1,5-1,8 раза больше, чем от ТЭС, что объясняется разницей в значениях КПД, равных 30- 40 %. Расход воды на охлаждение мощной АЭС достигает 180 м3/с, причем температура охлаждающей воды, поступающей в водоемы, составляет 40-45 ºС. Такие тепловые сбросы могут приводить к изменению теплового режима рек и озер и, как следствие, к гибели отдельных водных организмов. Продолжительность эксплуатации (расчетный срок службы) АЭС составляет около 60 лет, после этого должен быть произведен демонтаж оборудования, зданий, сооружений, рекультивирована промышленная площадка. Подсчитано, что на эти работы необходимо затратить средства, соизмеримые со стоимостью строительства самой АЭС. Мы может говорить о технических достоинствах и недостатках электростанций, но надо помнить о неприкосновенности исполнения требований в эксплуатации энергетических сооружений и тогда мы избежим огромных экологических проблем и катастроф. |