Влияние топливно-энергетического комплекса на окружающую среду и здоровье человека

1. Оценка воздействия объекта на окружающую среду

Оценка воздействия на окружающую среду является одним из важнейших способов и инструментов управления и регулирования природопользования, играющим главнейшую роль в предупреждении возникновения экологических проблем в настоящем и будущем.

Термин «оценка воздействия на окружающую среду» (ОВОС) у нас в стране начал использоваться с конца восьмидесятых годов как дословный перевод термина «Environmental Impact Assessment» (EIА). В 1985 г. была принята директива Европейского Экономического Сообщества по оценке воздействия некоторых государственных и частных проектов на окружающую среду (85/337/ЕЭС), которая явилась образцом для совершенствования национальных систем ОВОС во многих странах.

Всемирный банк, Европейский банк реконструкции и развития и другие международные учреждения восприняли политику и внутренние процедуры ОВОС, что способствовало внедрению этого процесса во многих странах мира.

Конвенция по ОВОС в трансграничном контексте, принятая в 1991 г. Европейской экономической комиссией ООН (UNECE), определила принципы и положения для ОВОС проектов, оказывающей значительное воздействие на окружающую среду (например, строительство АЭС).

В современном понимании ОВОС – это, прежде всего, систематический процесс, охватывающий как планирование (проектирование), так и осуществление (реализацию) намечаемой деятельности. Он включает (не в порядке проведения) следующие основные составляющие:

  • анализ (прогноз) потенциальных воздействий намечаемой деятельности на окружающую среду и оценку их значимости на всех этапах ее планирования и реализации;
  • консультации с заинтересованными в экологических, социальных, экономических и иных аспектах планируемой сторонами деятельности с целью поиска взаимоприемлемых решений;
  • документальное оформление процедуры проведения оценки, всех согласований (обсуждений, консультаций) и результатов оценки воздействия;
  • использование результатов оценки воздействий в процессе принятия решений, относящихся к намечаемой деятельности.

Министерством природных ресурсов и охраны окружающей среды (Минприроды) установлен перечень объектов и видов деятельности, для которых ОВОС проводится в обязательном порядке. Для других объектов целесообразность проведения оценки воздействия определяется местными территориальными органами Минприроды. Для видов и объектов хозяйственной и иной деятельности, не включенных в перечень, для которых не проводится оценка воздействия, заказчик (или по его поручению разработчик) в составе проектной документации разрабатывает раздел «Охрана окружающей среды», на основании которого им делается вывод о допустимости предполагаемого воздействия на окружающую среду.

В Республике Беларусь порядок проведения ОВОС определен Положением о порядке проведения оценки воздействия на окружающую среду, утвержденным Постановление Совета Министров Республики Беларусь от 05.2011 № 689.

Согласно Положению, целями проведения оценки воздействия являются:

  • всестороннее рассмотрение всех экологических и связанных с ними социально-экономических и иных последствий планируемой деятельности до принятия решения о ее реализации;
  • поиск оптимальных проектных решений, способствующих предотвращению или минимизации возможного значительного вредного воздействия планируемой деятельности на окружающую среду;
  • принятие эффективных мер по минимизации возможного значительного вредного воздействия планируемой деятельности на окружающую среду и здоровье человека;
  • определение допустимости (недопустимости) реализации планируемой деятельности на выбранном земельном участке.

Результатами оценки воздействия являются:

  • основные выводы о характере и масштабах воздействия на окружающую среду альтернативных вариантов размещения и (или) реализации планируемой деятельности;
  • описание экологических и связанных с ними социально-экономических и иных последствий реализации планируемой деятельности и оценка их значимости;
  • описание мер по предотвращению, минимизации или компенсации возможного значительного вредного воздействия планируемой деятельности на окружающую среду и улучшению социальноэкономических условий;
  • обоснование выбора приоритетного места размещения объекта, наилучших доступных технических и других решений планируемой деятельности, а также отказа от ее реализации (нулевая альтернатива).

2. Экологические проблемы углеводородной и атомной энергетики

Функционирование топливно-энергетического комплекса приводит к следующим основным экологическим проблемам:

  • выбросам парниковых газов;
  • загрязнению воздуха частицами пыли, твердыми и жидкими отходами;
  • тепловому загрязнению окружающей среды;
  • изменению ландшафта.

Выбросы парниковых газов. Начиная примерно с 1850 года, использование ископаемых видов топлива (угля, нефти и газа) в глобальном масштабе увеличилось, став доминирующим в энергоснабжении и заменив многие традиционные источники биоэнергии, а также предоставив новые энергетические услуги. Быстрое увеличение сжигания ископаемого топлива (в том числе сжигание попутного газа) предопределило соответствующий быстрый рост выбросов CO2 (рис. 1, 2). Повышение концентрации парниковых газов является одной из причин глобального изменения климата, глобального потепления (рис. 3).

Как показано во многих исследованиях, изменение климата зависит и от многих других глобальных атмосферных и космических явлений (например, изменение солнечной активности, орбиты Земли и наклона ее оси вращения, вулканической деятельности). Однако нельзя отрицать влияние антропогенного фактора на глобальное потепление, в особенности, с увеличивающейся концентрацией парниковых газов, прежде всего за счет использования углеводородных источников энергии (см. рис. 1).

Глобальные выбросы CO2 от сжигания ископаемого топлива

Рис. 1. Глобальные выбросы CO2 от сжигания ископаемого топлива: gas fuel – газовое топливо; liquid fuel – жидкое топливо; solid fuel – твердое топливо; carbon dioxide emission estimations – данные по эмиссии диоксида углерода

Динамика изменения концентрации парниковых газов

Рис. 2. Динамика изменения концентрации парниковых газов

Динамика глобального потепления, зафиксированная метеостанциями

Рис. 3. Динамика глобального потепления, зафиксированная метеостанциями

Исходя из информации Международного энергетического агентства, мировой спрос на энергоносители увеличится более чем на одну треть в период до 2035 года. Связанные с энергетикой выбросы CO2 вырастут по оценкам с 31,2 Гт в 2015 году до 37,0 Гт в 2035 году, указывая на долгосрочное среднее повышение температуры на 3,6 °С. Более низкие темпы глобального экономического роста в краткосрочной перспективе приведут только лишь к незначительным изменениям в долгосрочной энергетической и климатической перспективе.

Чтобы уменьшить вероятность глобального потепления в среднем на величину более 2°C, выбросы CO2 от сжигания ископаемого топлива и изменения в землепользовании в первой половине этого века должны быть ниже 1 440 Гт. Это возможно при широком использовании возобновляемых источников энергии (рис. 4), которые обеспечивают значительное снижение выбросов парниковых газов в сравнении с углеводородными источниками.

Следует отметить, что перспективы замены углеводородных источников на возобновляемые в электроэнергетическом секторе намного выше, чем в теплоэнергетике, так как эффективность преобразования энергии для электростанций значительно ниже, чем у теплогенерирующих систем.

Сравнение выбросов CO2 от ископаемых и возобновляемых источников энергии

Рис. 4. Сравнение выбросов CO2 от ископаемых и возобновляемых источников энергии: greenhouse gas emissions – эмиссия парниковых газов; lignite – лигнит (бурый уголь); CCS (Coal Creek Station) – угольная крик электростанция; hard coal – каменный уголь; natural gas – природный газ; CC (Combined Cycle) – комбинированный цикл (когенерация); biogas from mature – биогаз с навоза; biogas from maize – биогаз из кукурузы; geothermal energy – гетотермальная энергия; solid biomass – твердая биомасса; PV (PhotoVoltaic) – фотоэлектричество; solar thermal power plants – солнечные термические электростанции; wind – ветер; hydropower – гидроэнергетика

Загрязнение воздуха частицами пыли, твердыми и жидкими отходами. Основными загрязнителями атмосферы на тепловых электростанциях (ТЭС) являются диоксид серы, оксиды азота, соединения фтора и твердые частицы угольной золы и несгоревшего топлива (рис. 5). Соединения серы могут присутствовать в твердом топливе в виде включений сульфида железа (FeS) и серы, входящей в состав молекул органической массы топлива, или в виде сульфатов (обычно СаSO4). При сгорании топлива в топках ТЭС сульфидная сера и сера, содержащаяся в органических соединениях, переходят в SO2 и частично в SO3, выделяющиеся вместе c отходящими газами. Соединения серы входят в состав жидкого топлива – мазута, частично сжигаемого на ТЭС.

Известно два направления по снижению выбросов соединений серы в атмосферу – это очистка органического топлива или очистка образующихся при его сжигании дымовых газов. В результате обогащения угля удаляется только сульфидная сера, поэтому эти процессы эффективны для углей, содержащих большую часть серы в виде FeS.

Загрязнение окружающей среды отходящими газами

Рис. 5. Загрязнение окружающей среды отходящими газами (ТЭЦ-4, Минск)

В настоящее время наиболее перспективное решение очистки угля и других видов топлива от серы связано с развитием процессов газификации древесины (см. раздел 2). Однако, необходимо иметь в виду, что при газификации только 50 % энергии, сконцентрированной в твердом топливе, переходит в образующийся газ.

Другой путь предотвращения попадания соединений серы в окружающую среду связан с очисткой отходящих газов. Практически все внедренные в промышленность способы очистки дымовых газов ТЭС от оксидов серы являются вариантами известкового или известнякового методов очистки.

Помимо диоксида серы серьезнейшую опасность для окружающей среды представляют оксиды азота, выбрасываемые с дымовыми газами ТЭС. Оксиды азота образуются за счет окисления содержащегося азота в топливе и воздухе. Поэтому оксиды азота содержатся в отходящих газах всех ТЭС независимо от природы используемого топлива.

Значительного уменьшения выбросов оксидов азота можно добиться при сжигании угля в кипящем слое. В этом случае, как отмечалось ранее, возможно также уменьшение выбросов оксидов серы в атмосферу.

В случае неполного сгорания топлива в топках могут образовываться оксид углерода (СО), углеводороды (CH4, C2H4 и др.), а также высокотоксичные канцерогенные полициклические ароматические вещества (ПАУ) и наиболее активное из них – бенз(а)пирен. Максимальное количество последнего образуется при температуре 700–800 оС в условиях нехватки воздуха для полного сгорания топлива. Поэтому главным средством борьбы с загрязнением атмосферного воздуха канцерогенными углеводородами является обеспечение максимальной полноты сгорания топлива.

Отходящие газы ТЭС являются серьезным источником загрязнения атмосферы соединениями фтора. Присутствующий в углях фтор в результате процессов горения переходит во фтористый водород и четырехфтористый кремний, которые являются основными фторсодержащими соединениями в дымовых газах.

До настоящего времени специальных методов очистки дымовых газов ТЭС от фтористого водорода не разработано. Хотя, конечно, использование абсорбционных методов очистки газов ТЭС от оксидов серы и азота позволяет уменьшить и количество фтористых соединений, выбрасываемых с отходящими газами. Однако, данные эффективности такой очистки фтористых соединений практически отсутствуют.

В состав углей в виде микропримесей входит множество химических элементов, многие из которых токсичны. При сгорании топлива эти элементы в виде оксидов или солей переходят в несгоревшую неорганическую часть углей – угольную летучую золу. Возможное поступление угольной золы вместе с отходящими газами в атмосферу представляет серьезную опасность для окружающей среды, поскольку в результате биологического накопления и последующего сжигания, концентрация токсичных элементов в золе значительно превосходит их содержание в земной коре. Поэтому в настоящее время все ТЭС, работающие на твердом топливе, снабжены устройствами для улавливания золы из дымовых газов.

Наряду с газообразными выбросами теплоэнергетика является «производителем» огромных масс твердых отходов; к ним относятся хвосты углеобогащения, золы и шлаки (рис. 6). Отходы углеобогатительных фабрик содержат 55–60 % SiO2, 22–26 % Al2O3, 5–12 % Fe2O3, 0,5–1 % CaO, 4–4,5 % K2O и Na2O и до 5 % С. Они поступают в отвалы, которые также вызывают загрязнение воздуха, почвы и поверхностных вод вредными компонентами, требуют выведения земель из оборота.

Отвалы теплоэнергетики

Рис. 6. Отвалы теплоэнергетики

Локальное тепловое загрязнение окружающей среды. Основное количество тепловой энергии на ТЭС и ТЭЦ поступает в окружающую среду на стадии конденсации пара, около 50–55 % от тепловой энергии, выделяемой при сгорании топлива. На АЭС эта величина еще больше и составляет для ВВЭР (водоводяных реакторов) 65–68 % от общей тепловой энергии, вырабатываемой в реакторе.

В настоящее время наиболее распространенным хладагентом при конденсации пара на ТЭС и АЭС является вода системы технического водоснабжения (СТВС). При прямоточной СТВС теплота конденсации передается проточной воде рек или озер. При организации замкнутых СТВС тепло передается циркуляционной воде, охлаждаемой в замкнутых прудах-охладителях или градирнях.

При организации прямоточных СТВС во избежание необратимых экологических изменений в водоемах (рис. 7) и в соответствии с санитарными нормами, повышение температуры водоемов не должно превышать 5 °С в зимнее время и 3 °С летом. Эти нормы могут быть выдержаны, если удельная нагрузка на водоем не будет превышать 12–17 кДж/м3 сбрасываемой тепловой энергии. Это накладывает серьезные ограничения на возможности использования прямоточных СТВС, которые являются с экономической точки зрения самыми дешевыми.

Градирни и охладительные пруды теплоэлектростанций

Рис. 7. Градирни и охладительные пруды теплоэлектростанций

При организации оборотной СТВС с охлаждением воды в градирнях практически все тепло, забираемое водой при конденсации пара, передается атмосферному воздуху. Однако в связи со значительным испарением воды в градирнях, эти системы нуждаются в постоянной подпитке свежей водой. На АЭС, имеющих оборотные СТВС с градирнями, на каждые 1000 МВт мощности станции требуется 0,8–1,2 м3 воды каждую секунду. Помимо этого, недостаточно изучено влияние градирен на микроклимат и атмосферные явления. Организация оборотных СТВС возможна и при естественном охлаждении воды в прудах-охладителях. В последнее время для этих целей на новых электростанциях широко используются акватории существующих водохранилищ комплексного назначения. При этом, в целях экономии земельных и водных ресурсов и предотвращения влияния сбросного тепла на гидробиологический режим водохранилища, акватория, используемая для охлаждения, отделяется от остального водохранилища ограждающей дамбой. В настоящее время около 80 % действующих ТЭС и АЭС имеют оборотные СТВС, причем около 56 % всех электростанций оборудованы системами с водохранилищами-охладителями, 22 % – градирнями и только 22 % электростанций имеют прямоточные СТВС.

Глобальное тепловое загрязнение, вызывающее нарушение устойчивости биосферы Земли. Особую роль в нарушении устойчивости биосферы играет непрерывный рост производства и потребления энергии, а любое ее использование в конечном итоге приводит к рассеиванию и появлению на поверхности Земли дополнительных источников тепла.

Изменение ландшафта. Как уже упоминалось выше, природные ландшафты также являются важной частью человеческого наследия. Строительство электростанций, создание водохранилищ при строительстве гидроэлектростанций может привести к исчезновению исключительно ценных ландшафтов, таких как, например, впечатляющих водопадов и каньонов (рис. 8).

Изменение ландшафта при строительстве электростанций

Рис. 8. Изменение ландшафта при строительстве электростанций

Долгосрочные изменения ландшафта могут быть вызваны также такими факторами, как эрозия почв, отложения и низкий уровень воды в водохранилищах, а также через сопутствующее воздействие инфраструктуры (например, строительство новых дорог, линий электропередачи). Поэтому важно принимать соответствующие меры для сохранения природной красоты в зоне реализации проектов по строительству объектов энергетики и защиты культурных ценностей с высокой исторической ценностью.

Влияние на окружающую среду атомных электростанций. Любая работающая АЭС оказывает влияние на окружающую среду по следующим направлениям:

  • газообразные (в том числе радиоактивные) выбросы в атмосферу;
  • выбросы большого количества тепла;
  • распространение вокруг АЭС жидких радиоактивных отходов;
  • потенциально возможные загрязнения окружающей среды при аварии;
  • проблема захоронения радиоактивных отходов;
  • биологическое воздействие малых доз радиации.

Однако, в сравнении с тепловыми электростанциями, АЭС оказывают меньшее влияние на окружающую среду, так как не вызывают нарушения экологических циклов кислорода, углекислого газа, серы и азота. Отсутствуют также выбросы в атмосферу вредных соединений серы и азота, потребляется меньше природных энергетических ресурсов.

Основная проблема АЭС – это обеспечение безопасности их эксплуатации, так как аварии на АЭС приводят к радиационному заряжению окружающей среды (аварии на Чернобыльской АЭС и Факусиме).

Влияние антропогенных загрязнений окружающей среды на здоровье человека. Виды антропогенного загрязнения окружающей природной среды в результате хозяйственной деятельности человека многообразны. Они обусловливают химическое, физическое, механическое, акустическое, тепловое, ароматическое и визуальное изменения качества природной среды, превышающие установленные нормативы вредного воздействия. В итоге создается угроза здоровью населения, а также состоянию растительного, животного мира и накопленным материальным ценностям.

Многочисленные антропогенные загрязнители окружающей среды всегда потенциально опасны для человека. Экспериментальными и натурными исследованиями установлено, что экопатогенное влияние зависит от уровня и качества загрязнителя, его экспозиции, так называемый эффект «доза – вещество – время». Изменения в состоянии здоровья зависят от возраста людей, их профессиональной деятельности, исходного уровня здоровья, а также от индивидуально-поведенческой ориентации и социально-гигиенических условий жизни.

Наиболее изучено воздействие на здоровье человека химических факторов окружающей среды, которых выделяется большое количество в атмосферу в зонах работы ТЭЦ и ТЭС. При этом, проблема химического загрязнения объектов биосферы рассматривается как проявление глобального экологического кризиса. Перечень известных химических соединений приближается к 20 млн наименований, из них десятки тысяч высокотоксичные, а у современного поколения людей не выработан механизм защиты от их агрессивного воздействия на организм.

Ежегодная техногенная нагрузка на все объекты биосферы – сотни миллионов тонн химических веществ, являющихся отходами производственной, сельскохозяйственной и транспортной деятельности. Наиболее опасны для здоровья человека химические соединения, которые повсеместно распространены, устойчиво сохраняются в объектах окружающей среды, мигрируют по экологическим цепочкам, поступая в организм с воздухом, водой, продуктами питания. В перечне таких веществ – основные загрязнители атмосферного воздуха большого города (оксиды азота, серы, углерода, взвешенные вещества), тяжелые металлы, полихлорированные бифенилы, пестициды, полиароматические углеводороды и многие другие. Большинство из них высокотоксичные (1–2-й классы опасности), обладают политропным и специфическим действием на организм человека, вызывая самые тяжелые и отдаленные по времени мутагенные и канцерогенные эффекты (табл. 1).

Таблица 1. Влияние выбросов теплоэлектростанций на здоровье человека

Вещество Действие на организм Источники выбросов
Сероводород При концентрации более 1 мг/л наблюдаются судороги, обморок, смерть Коксохимические заводы, добыча природного газа
Оксид серы, диоксид серы Действует на кожу, слизистые оболочки, дыхательные пути, сильно раздражает глаза и дыхательные пути, а также легкие вплоть до их отека. Возможен спазм голосовой щели. Контакт с жидкостью ведет к обморожению кожи и тяжелым повреждениям глаз ТЭК, металлургическая и химическая промышленность
Диоксид углерода Концентрация более 5 % опасна для жизни Газы после сгорания органического топлива
Оксиды азота NO – при попадании к организму действует на ЦНС, при большой концентрации разрушает гемоглобин крови NO2 – действует на слизистую оболочку легких, при концентрации более 5 мг/мнаблюдается тяжелое отравление Заводы по производству азотной кислоты, ТЕС, выхлопы ДВС, котельные, которые работают на органическом топливе
Оксид углерода Действует на кровь, в результате чего кровь теряет способность переносить кислород Коксохимические заводы, производство чугуна и стали, выхлопы ДВС

Оксиды, взвешенные частицы. В атмосферном воздухе повсеместно присутствуют твердые взвешенные частицы, оксиды серы, азота, углерода, фенол, формальдегид. Оксиды серы – SO2, SO3, азота – NO, NO2, монооксид углерода СО – «кислые» газы со специфическим, относительно однотипным характером влияния на органы дыхания. Вследствие образования слабых кислот при соприкосновении со слизистыми оболочками дыхательных путей они раздражают и прижигают слизистые, вызывая тем самым начальные морфологические повреждения эпителия и угнетение местного иммунитета. Чем менее растворимы газы, тем глубже они проникают в дыхательные пути. Оксиды, прежде всего, диоксид серы, адсорбируются на твердых взвешенных частицах, глубина проникновения которых в организм зависит от их размеров: чем мельче частицы, тем больше их поступает в бронхи и альвеолы. Раздражение сопровождается выбросом гистаминов, что может приводить к бронхоспазмам, а в дальнейшем – к формированию астмоидного бронхита и бронхиальной астмы.

Одним из широко распространенных вредных веществ в результате работы ТЭК является пыль, которая представляет собой мелкие твердые частицы, находящиеся в воздухе во взвешенном состоянии.

Пыль образуется в результате дробления сырьевых компонентов, транспортировки и перевалке угля и т. п. В соответствии с воздействием на организм человека пыль может быть ядовитой (токсичной) и неядовитой (нетоксичной). Токсичная пыль (содержащая свинец, тяжелые металлы и т. д.) растворяется в биологической среде организма и вызывает отравление. Нетоксичная пыль вредна для дыхательных путей, она вызывает болезни верхней части легких, действуя на кожу, глаза и уши (острый и хронический ринит (насморк), катар бронхов, бронхиальную астму).

Вредное воздействие зависит от количества вдыхаемой пыли, размера и формы частиц пыли и их химического состава. Мелкие частицы пыли размером 0,1–0,2 мкм называют дымом. Они не остаются в легких и выдыхаются. Размер частиц 10 мкм и более оседают в носоглотке. Наиболее опасные частицы 0,2 микрона, которые попадают в верхние дыхательные пути и проникают в легкие, и, как следствие, становятся причиной профессиональных заболеваний – пневмокониозов (силикоз, и т. п.). Силикоз возникает при воздействии пыли, содержащей диоксид кремния. Пневмокониоз приводит к ограничению дыхательной поверхности легких и изменениям во всем организме человека.

Попадание вредных веществ через дыхательный аппарат является наиболее распространенным и опасным: всасывание токсических веществ происходит быстро, они попадают в системный кровоток, минуя печень.

Проникновение токсичных веществ через желудочно-кишечный тракт является менее опасным, потому что большинство из них всасывается через кишечник, попадает в печень, остается там и в результате нейтрализуется.

Проникновение токсичных веществ через здоровую кожу также очень опасно, так как вещества попадают непосредственно в системный кровоток и вызывают отравление организма человека. Тяжесть отравления зависит от концентрации веществ, времени воздействия, температуры окружающей среды (в условиях высокой температуры вредные пары проникают в тело быстрее.)

Кислые аэрозоли повреждают не только органы дыхания. Тонкая эпителиальная пленка слизистой дыхательных путей с обильным кровоснабжением не препятствует быстрому всасыванию загрязнителей в кровь и их распространению внутри организма. Повсеместное загрязнение атмосферного воздуха оксидами серы, азота, углерода – одна из причин гипоксии организма, поскольку поллютанты быстро соединяются с гемоглобином крови, образуя сульфагемоглобин, метгемоглобин, карбогемоглобин, блокируют тем самым доставку кислорода к органам и тканям. На фоне гипоксии угнетаются окислительно-восстановительные процессы в головном мозге, внутренних органах (сердце, печени), мышцах тела.

Практически все указанные оксиды оказывают полиморфное неблагоприятное действие на морфофункциональное состояние нервной, сердечно-сосудистой системы, органов пищеварения, органов зрения и слуха, они оказывают также гонадотропное и эмбриотоксическое действие.

Диоксины – это обширная группа высокотоксичных полихлорпроизводных соединений, стойких и широко распространенных загрязнителей окружающей среды. Источниками диоксинов являются многие отрасли народного хозяйства: химическая, нефтехимическая, целлюлозно-бумажная, металлургическая промышленность, производство трансформаторов, конденсаторов, теплообменников, пестицидов и пр. Диоксины образуются при высокотемпературных процессах переработки хлорсодержащей продукции. Они отличаются термической устойчивостью, резистентностью к химическому разложению, слабой растворимостью в воде. Расширение масштабов производства ряда химических соединений, их использование в военных целях сопровождается опасностью воздействия диоксинов не только на лиц, профессионально контактирующих с ними, но и на население.

Таким образом, развитие энергетики в стране невозможно без учета как сложившейся экологической ситуации в различных регионах, так и новых требований к качеству окружающей среды, предъявляемых директивами Всемирной организации здравохранения (ВОЗ) и другими международными организациями. Многие производства топлива и энергетические установки размещены в населенных пунктах с высоким уровнем загрязнения окружающей среды, а часть из них и на территориях, признанных зонами чрезвычайной экологической ситуации. Если раньше население традиционно расселялось вдоль рек, в благополучных природных условиях, то теперь гигантские месторождения топливных ресурсов, тысячекилометровые нефте- и газопроводы пронизывают все территорию страны, притягивая людей трудоспособного возраста в районы, неблагоприятные для проживания.

Воздействие ТЭК на здоровье населения стран СНГ в целом оценить сложно. По имеющимся оценкам, загрязнение атмосферного воздуха обуславливает до 3 % от общей смертности городского населения, из которых не менее 15–20 % – вклад топливно-энергетического комплекса. В некоторых населенных пунктах с высоким уровнем загрязнения атмосферного воздуха в результате деятельности ГРЭС или ТЭЦ, работающих на угле, эта доля еще выше, и может достигать 30–40 % от дополнительной смертности, вызванной загрязнением атмосферного воздуха. Недопустим перевод на уголь локальных энергетических установок с невысокими трубами, расположенных в жилых кварталах, или в этих случаях необходимо использовать наиболее передовые технологии.

Дальнейшие развитие энергетического сектора обязательно должно учитывать социально-экономические условия проживания населения. Для дальнейшего роста ТЭК необходима модернизация энергетических установок не только на основе безопасного использования сырьевых ресурсов, но и с учетом возможностей устойчивого развития территорий, их экологической емкости. Крайне важно учитывать, в каких конкретных условиях планируется увеличение количества сжигаемого мазута и/или угля, каково состояние окружающей среды и здоровья населения в том или ином населенном пункте, где разработаны инвестиционные проекты. Одним из необходимых правил должна стать ориентация не только на российские нормативы, но и на рекомендуемые международными организациями новые стандарты качества окружающей среды населенных мест. Требуется также широкое общественное обсуждение экологических проблем в местах влияния выбросов ГРЭС.

Обоснованность принятия тех или иных управленческих решений по расширению ТЭК в обязательном порядке должна сопровождаться оценкой риска для здоровья и мероприятиями по снижению риска до допустимого уровня. Экологически непроработанные решения по строительству и/или расширению топливо-энергетических объектов могут привести к дальнейшему ухудшению условий проживания и здоровья населения.

3. Экологические проблемы возобновляемой энергетики

Технологии использования возобновляемых источников, как было показано в разделе 2, считаются чистыми, при этом оптимальное их применение в сравнении с углеводородными источниками минимизирует отрицательное воздействие на окружающую среду, производит минимальное количество вторичных отходов и является устойчивым с точки зрения текущих и будущих экономических и социальных потребностей общества. Однако даже в этом случае необходимо учитывать наряду с положительными качествами и некоторые отрицательные влияния.

Гидроэлектростанции. Сооружение гидроэлектростанций вносит наиболее значительные негативные экологические и социальные последствия. Эти последствия в значительной степени зависят от типа ГЭС (аккумулирующая, деривационная, насосная, комбинированная). Интегрированно можно отметить следующие негативные экологические эффекты:

  • изменение расхода воды в реке приводит к изменению качества воды и условий жизни водных организмов, особенно рыб;
  • дамба разделяет популяции рыб, живущих в нижнем и верхнем течении, и блокирует пути их миграции;
  • изменение климата на местном уровне и на уровне грунтовых вод в значительных масштабах;
  • осаждение в водохранилище может привести к эрозии в нижней части водного потока;
  • изменения в водных потоках могут привести к изменениям в переносе осадка;
  • строительство водохранилища приводит к повышению переноса грязи и отложений, тем самым снижая качество воды в нижнем течении;
  • изменение визуальных эффектов и ландшафта;
  • возможные затопления мест проживания населения, необходимость отселения.

Помимо фундаментальных социально-экономических последствий, характерных для энергетических сооружений (экологически чистый источник электроэнергии, возможность хранения в водохранилищах и др.), можно рассмотреть их вторичные положительные эффекты, например, роль летнего туризма и потенциального пребывания у воды в рекреационных целях, водных видов спорта и рыбалки. Защиту от наводнений и возможное использование более экологически чистого транспорта можно также рассматривать как значительное положительное влияние.

Ветроэнергетические установки. Необходимо отметить, что малые ветроагрегаты оказывают минимальное влияние на окружающую среду. Для больших ветроэнергетических установок (с высотой башни 110–130 метров), как упоминалось в разделе 2, актуальны такие экологические проблемы, как шум, визуальное воздействие, столкновение с птицами и летучими мышами и интерференция электромагнитных полей. С энергетической точки зрения это источник, зависящий от погодных условий, мощность которого ограничена и неустойчива. В качестве дополнительных положительных эффектов можно отметить отсутствие необходимости дополнительных затрат на источник энергии (ветер), ветровые парки не требуют больших земельных участков и с точки зрения землепользования являются наиболее экономичными.

Солнечные электрические и тепловые источники энергии. При наземном монтаже солнечных электростанций требуются значительные площади отчуждения земель, изменение ландшафтной структуры и характера ландшафта. Другим недостатком является сильная зависимость эффективности солнечных электростанций от климатических условий, особенно от интенсивности солнечного излучения и количества солнечных дней в году. Необходима утилизация отработавших солнечных модулей. В качестве дополнительных положительных эффектов в сравнении с другими ВИЭ можно отметить, что использование солнечной энергии может быть самым чистым способом воздействия на окружающую среду. Прямое использование солнечной энергии для производства тепла является также еще одним преимуществом солнечной энергетики (тепловые коллекторы, концентрированная солнечная энергия – сoncentrating solar power).

Источники энергии на биомассе. Производство электроэнергии соответствует технологии тепловых электростанций при сжигании ископаемого топлива (уголь, газ). Таким образом, соответствующие аналогичные отрицательные эффекты могут наблюдаться на электростанциях на биомассе в отношении выбросов дымовых газов и твердых и газообразных загрязняющих веществ, как и в случае тепловых электростанций. Однако по сравнению с тепловыми электростанциями выбросы двуокиси углерода (CO2) и других парниковых газов значительно ниже, особенно в современных моделях котельного оборудования. Кроме этого опасность представляют утечки твердых частиц микронных размеров 2–10 мкм, поскольку фильтры не могут захватить их, и эти частицы вдыхаются человеком. Другими недостатками биоэнергетики являются необходимость заготовки древесного топлива; воздействие техники на лесное биоразнообразие; изменение лесного подстилающего слоя. Воздействие на ландшафт имеет, как правило, визуальный характер.

В качестве положительных эффектов можно отметить широкое применение технологии прямого сжигания биомассы для ее энергетического использования; методы конверсии биомассы в биотопливо, такие как пиролиз, газификация, аэробное разложение и ферментация, также достаточно хорошо отработаны. Современные устройства способны сжигать практически любые обработанные или необработанные органические материалы. Учитывая воздействие на окружающую среду, особенно древесных отходов, отходов сельского хозяйства и бытовых отходов, их сжигание или конверсия с помощью биогазовых технологий имеет большое значение для уменьшения антропогенного влияния на окружающую среду. Большие перспективы с точки зрения снижения выбросов парниковых газов имеют и технологии энергетического использования свалочных газов.

Геотермальные источники энергии. При использовании этого вида энергии существует риск возможного выброса токсичных соединений из скважины (например, борной кислоты) или радиоактивного радона (непосредственно из термальной воды или пара). Изменяется ландшафт нахождения требуемых сооружений. Экологически чистым является применение тепловых насосов, в особенности при создании первичного контура с помощью скважин. Следует отметить, что геотермальные источники характеризуются высокой производительностью в постоянном режиме работы и не производят никаких технологических отходов или загрязняющих веществ.

 

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *