Топливно-энергетический комплекс России и его воздействие на окружающую среду
пнейшая в мире энергосистема, имеющая в своем
потенциале 600 тепловых, 100 гидроэлектростанций и 9 атомных.
1.3. Проблемы развития отрасли. Ряд первоочередных проблем в отрасли
относится к общеэкономическим: сокращается прирост мощностей; не
производится замена, модернизация работающего оборудования; ряд районов
испытывает трудности с обеспечением электроэнергией.
Необходимы поиски и внедрения более эффективных путей передачи
электроэнергии, например, использование явления высокотемпературной
сверхпроводимости.
Все современные способы производства электроэнергии имеют массу
недостатков и работа ТЭС, ГЭС, АЭС сопровождается рядом отрицательных
экологических последствий.
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». Характерны для
тепловой энергетики выбросы наиболее токсичных веществ – пятиокиси ванадия
и бенз(а)пирена. Велики объемы сброса загрязненных сточных вод и
золошлакоотвалов.
Необходимо улучшать существующие способы сжигания топлива, например,
разрабатывать и применять технологии сжигания бурого угля в кипящем слое,
МГД-генераторы, где струя плазмы в магнитном поле непосредственно
генерирует ток и , следовательно, тепловая энергия прямо преобразуется в
электрическую, минуя механический участок цепи.
Следует добиваться эксплуатации пылеочистного оборудования с
максимально возможным КПД, при этом образующуюся золу эффективно
использовать в качестве сырья при производстве строительных материалов.
ГЭС. Строительство водохранилищ связано с потерями большого количества
плодородных земель на равнинах. В горах такое строительство, как считают
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.
Перспективно строительство сравнительно небольших электростанций,
работающих в автоматическом режиме, прежде всего в горной местности, а
также – обваловка водохранилищ для освобождения плодородных земель.
АЭС. Ядерная энергетика имеет большие перспективы в развитии
термоядерных электростанций. Это практически вечный источник энергии, почти
безвредный для окружающей среды. Пределы ставит лишь ограничение
возможности производства добавленной энергии. В основе – ядерный синтез в
противоположность ядерному распаду на современных АЭС. Процесс реализован
пока лишь в водородной бомбе. Плазму, разогретую до 100 млн. градусов,
необходимо достаточно долго удерживать в рабочем состоянии. В современных
«токамаках» достигнуты температуры порядка 60 млн. градусов и процесс идет
лишь доли секунды. В разработке международного токмана ИТЭР объединяют
усилия ученые США, Европы, Японии, России.
Альтернативная или нетрадиционная электроэнергетика. К наиболее
современной, экологически чистой энергетике будущего относятся
геотермальные, солнечные, ветровые, приливные, биогазовые, водородные
электростанции.
Геотермальные электростанции используют тепло земных недр, где
температура повышается на один градус через каждые 33 метра вглубь. Пока
используются в основном естественные термальные воды. Например, на Камчатке
работает Паужетская ГеоТЭС – старая, несовершенная, но дающая самую дешевую
энергию. АО «Геотерм» начато строительство Мунтовской ГеоТЭС. Решено
построить 7 блоков общей мощностью 92 МВт. Зпапсы термальных вод в стране
велики – только в недрах Западной Сибири имеется целое море кипятка,
превосходящее по объему Средиземное.
Однако основным направлением в геотермальной энергетике является
использование сухих раскаленных пород в глубине Земли. Бурение
сверхглубоких скважин, закачка воды, её разогрев и подача пара по
параллельной скважине – замкнутый цикл. Эта работа начата в США, Японии,
Италии, Новой Зеландии.
Солнечная энергия пока используется в основном для низкотемпературного
нагревания воды при отоплении жилищ. Первая наша СЭС была построена в
Крыму. Работала она на гелиостатах – нагревание сфокусированными солнечными
лучами воды в емкости, а дальше – обычный процесс производства
электроэнергии с помощью пара.
Разработаны уже более эффективные пути использования гелиоэнергии –
непосредственное преобразование солнечной энергии в электрическую с помощью
фотоэлементов. Использование в фотоэлементах полупроводников на основе
галлия позволяет получать КПД порядка 12%. В Японии строятся первые СЭС
такого типа.
Приливно-отливные электростанции используют энергию напора воды,
который создается между морем и отсеченным от него плотиной заливом. Первой
такой станцией является Кислогубская ПЭС (400 кВт), которая назодится в
хорошем состоянии.
2. Воздействие на окружающую среду.
ТЭК России – один из крупнейших в промышленности загрязнителей
окружающей среды: в 1997 г. на его долю пришлось 47,7% общих выбросов
вредных веществ в атмосферу в промышленности (39,1% - по России) и до 70%
парниковых газов, 27% сброса загрязненных сточных вод в поверхностные
объекты и более 30 % твердых отходов. Большое количество отходов,
образовавшихся на предприятиях ТЭК в предыдущие десятилетия, находится в
отвалах и шламонакопителях. В электроэнергетике, например, в отвалах
накоплено свыше 1,2 млрд. т золошлаковых отходов.
2.1. Выбросы в атмосферу. По данным Госкомстата России суммарный объем
выбросов вредных веществ в атмосферу предприятиями энергетической,
нефтеперерабатывающей, нефтедобывающей, газовой и угольной отраслей
снизился почти на 6,1% по сравнению с предыдущим годом (93,9% к уровню 1996
г.) и составил 7558,5 тыс. т , из них 58,6% - выбросы предприятий тепло- и
электроэнергетики. Незначительное повышение выбросов вредных веществ
зафиксировано только в нефтедобывающей промышленности, которая опередила в
1997 г. остальные отрасли ТЭК по приросту выбросов твердых веществ (на
27,4%), оксидов азота (на 19,3%), сернистого ангидрида (на 16,0%) и оксида
углерода (на 10,3%)
Из 316 предприятий – основных загрязнителей атмосферного воздуха почти
половина (49,4%) приходится на ТЭК.
В 1997 г. на предприятиях электроэнергетики образовалось 8,1 млн.т
токсичных отходов, нефтеперерабатывающей промышленности – 0,76 млн. т,
газовой – 0,06 млн.т, угольной промышленности – 0,15 млн. т.
Различные компоненты продуктов сгорания топлива, выбрасываемые в
атмосферу и во время пребывания там ведущие себя по-разному (изменяется
температура, свойства, фазовые и агрегатные состояния, образуются и
разлагаются химические соединения, смеси) называются примесными выбросами.
Происходящие в продуктах сгорания при движении их в пределах
энергоустановки, изменения обусловлены высокими абсолютными температурами,
большими перепадами температур, высокими скоростями движения,
взаимодействием с конструкционными материалами (огнеупорные и изоляционные
материалы, металлы и сплавы), а также взаимодействиями, происходящими в
этих условиях.
При выходе в атмосферу выбросы содержат продукты реакций в твердой,
жидкой и газовой фазах. Изменения состава выбросов после их выхода могут
проявляться в виде: осаждения тяжелых фракций; распада на компоненты по
массе и размерам; химические реакции с компонентами воздуха; взаимодействия
с воздушными течениями, облаками, атмосферными осадками, солнечным
излучением различной частоты (фотохимические реакции) и др.
В результате состав выбросов может существенно измениться, могут
образоваться новые компоненты, поведение и свойства которых (в частности,
токсичность, активность, способность к новым реакциям) могут значительно
отличаться от исходных. Не все эти процессы в настоящее время изучены с
достаточной полнотой, но по наиболее важным имеются общие представления,
касающиеся газообразных, жидких и твердых веществ.
2.1.1.Газообразные выбросы образуют соединения углерода, серы и
азота.
Окислы углерода практически не взаимодействуют с другими веществами в
атмосфере и время их существования почти не ограничено. К числу примесей
относятся, прежде всего, окись и двуокись углерода. Свойства СО2 и СО,
как и других газов, по отношению к солнечному излучению характеризуются
избирательностью в небольших участках спектра. Так, для СО2 при нормальных
условиях характерны три полосы селективного поглощения излучения в
диапазонах длин волн: 2,4-3,0; 4,0-4,8; 12,5-16,5 мкм. С ростом температуры
ширина полос увеличивается, а поглощательная способность уменьшается, так
как уменьшается плотность газа.
Сера. Одним из наиболее токсичных газообразных выбросов
энергоустановок является сернистый ангидрид - SO2. Он составляет примерно
99% выбросов сернистых соединений, содержащихся в уходящих газах
котлоагрегатов. Его удельная масса составляет 2,93 кг/м^3, температура
ки
| |  скачать работу |
Топливно-энергетический комплекс России и его воздействие на окружающую среду |
