Воздействие энергетики на биосферу и проблема антропогенного изменения климата (стр. 3 из 8)
Рис. 3. Усредненные показатели загрязнения атмосферы тепловыми электростанциями (без учета выбросов парниковых газов), г/(кВт./ч)
Ежегодный мировой выброс этих газов составляет более 255 млн. т. Если бы один из самых токсичных оксидов — сернистый ангидрид — не перерабатывали высшие растения, то за 20 лет все высшие животные погибли бы. Источниками диоксида серы и оксидов азота являются угольные ТЭЦ, промышленные предприятия, автотранспорт. В воздухе эти газы реагируют с парами воды, образуя серную и азотную кислоту. В результате в отдельных регионах выпадают осадки, кислотность которых в 10–1000 раз превышает нормальную. Кислотным считается дождь, имеющий рН менее 5,6.
Загрязнение атмосферного воздуха имеет серьезные последствия. Создается угроза здоровью человека, нормальному функционированию экосистем. Для нормального функционирования и устойчивости экосистем и биосферы в целом не следует превышать определенные нагрузки на них. В связи с этим необходимо вести поиск наиболее чувствительных звеньев в экосистемах, найти показатели, соответствующие наиболее сильнодействующим факторам, а также источники такого воздействия. Эти мероприятия входят в систему экологического мониторинга, под которым понимают единую систему средств и методов непрерывного наблюдения за состоянием окружающей среды и систему прогнозирования результатов антропогенного воздействия на нее. В задачи мониторинга входит наблюдение за состоянием биосферы, оценка и прогноз состояния окружающей среды, выявление факторов и источников антропогенного воздействия, обоснование решений по рациональному использованию природных ресурсов, регулирование процесса природопользования. Организация мониторинга должна решать как локальные задачи наблюдения за состоянием отдельных экосистем, так и задачи планетарного порядка, т. е. предусматривать систему глобального мониторинга.
Электроэнергетика. Электроэнергетика лидирует по суммарным выбросам загрязняющих веществ в атмосферу. Ее доля в суммарных выбросах загрязняющих веществ промышленности от стационарных источников достигла в 2003 г. 21,7%. В 2005 г. выбросы загрязнителей составили 5,37 млн. т, что ниже уровня 1990 г. на 2,3 млн. т. В 1999 г. выбросы загрязнителей составили 3,9 млн. т, что ниже уровня 1998 г. на 56 тыс. т Сохранение устойчивой тенденции сокращения выбросов обусловлено увеличением до 64% доли природного газа в структуре топливно‑энергетического баланса (ТЭБ). Кроме того, повышается экологическая культура эксплуатации тепловых станций, осуществляется внедрение на ТЭС технологий, направленных на повышение эффективности действующих золоулавливающих установок. В целях обеспечения нормативной базы по снижению воздействия на атмосферу от энергетических установок разработан и введен в действие ГОСТ Р 50831–95 «Установки котельных. Техническое оборудование. Общие требования», в котором установлены нормативы удельных выбросов для вновь вводимых котельных установок, соответствующие мировым стандартам.
Крупными источниками загрязнения окружающей среды являются нефтегазовые месторождения и магистральные трубопроводы. Загрязнение почвы, грунтовых и поверхностных вод нефтью и ее компонентами, высокоминерализованными пластовыми и сточными водами, шлаками происходит также на стадии подготовки нефтегазового сырья к переработке. При этом в атмосферу поступает значительное количество компонентов нефти, нефтяной газ и продукты его сгорания.
Нефтедобывающая промышленность. Основными загрязняющими компонентами при строительстве и эксплуатации магистральных нефтепроводов являются нефть и ее пары, сточные воды и продукты сгорания. Объемы выбросов загрязнителей в атмосферу сократились за период 1990–2005 г.г. в 1,8 раза, однако их доля в выбросах промышленности достаточно велика, в 2005 г. она составила примерно 8% от выбросов стационарными объектами промышленности. Основными загрязнителями в нефтедобывающей промышленности являются углеводороды — 48%, оксид углерода — 44% и твердые вещества — 4,4%. Рост доли нефтедобычи в выбросах промышленности обусловлен в значительной степени сжиганием в факелах добываемого попутного газа. В настоящее время в целом по отрасли в факелах сжигается около 20% всего добываемого попутного газа, на отдельных месторождениях ОАО «Томскнефть», «ВНК», ОАО «НК «Юкос» этот показатель достигает 70%, что связано со значительным объемом ресурсов попутного газа и удаленностью месторождений от потребителей. Эффективным решением проблемы утилизации попутного газа является его использование на малогабаритных газогенераторных электростанциях, что позволит обеспечить потребности промыслов в электроэнергии и снизить эмиссию ПГ. Для улучшения экологической ситуации в нефтедобыче требуется ремонт и замена устаревшего оборудования нефтедобывающих предприятий, внутрипромысловых трубопроводов, с использованием труб с повышенными антикоррозийными свойствами. На наш взгляд, решение этой проблемы требует разработки и принятия соответствующей законодательной базы, а также Федеральной программы утилизации попутного нефтяного газа на объектах ТЭК, потери которого еще очень велики, особенно на вновь вводимых месторождениях.
Газовая промышленность. Объемы выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух от стационарных источников за 1990–2003 гг. сократились более чем в 3 раза (без учета выбросов метана). Следует отметить, что, несмотря на проводимую работу по снижению загрязнения атмосферного воздуха, выбросы загрязняющих веществ по газовой промышленности составили в 2003 г. Более 590 тыс. т. Основной причиной являются аварии на магистральных газопроводах, происходящие вследствие старения оборудования и отсутствия средств на капитальный ремонт. Увеличение нагрузки на окружающую среду обусловлено преимущественно ростом выбросов метана, с учетом которого выбросы загрязняющих веществ в 2005 г. составили 1,83 млн. т Эмиссия метана и углекислого газа в газовой отрасли происходит на всех стадиях технологического процесса. Доминирующее влияние оказывает газотранспортная система, на долю которой приходится 70% всех выбросов [7].
В настоящее время на российских объектах газовой промышленности реализуется международный «Проект снижения выбросов парниковых газов при производстве и потреблении метана в России». Прогнозируется, что реализация предусмотренных мер позволит снизить потери природного газа на 3 млрд. м3. По экспертной оценке, доля потерь газа из распределительных газопроводов ОАО «Газпром» по всей технологической цепочке движения газа к потребителям составляет 25–29% от суммарной эмиссии метана по отрасли в целом [18]. По отдельным этапам она составляет: добыча газа и переработка — 16–19% и 5–7%, в транспорте газа по магистральным газопроводам и хранении — 51–60%. Доля эмиссии метана из газораспределительных сетей США (по данным исследований, выполненных американскими специалистами в 1991–1996 гг. по контракту с Федеральным агентством защиты окружающей среды) составила 24–43% [61].
Угольная промышленность. Выбросы вредных веществ в атмосферу угольной отраслью за период 1990–2005 гг. снизились в 1,5 раза. Ее доля в выбросах промышленности составляет 4,8% (2003 г.). В 2005 г. общий объем выбросов загрязнителей в атмосферный воздух составил 450 тыс. т Следует отметить тенденцию роста выбросов, обусловленную сжиганием метана в отвалах (в настоящее время горит около 60 отвалов; в последние годы ресурсы метана в шахтных забоях возросли до 400 млн. м3, в этой связи увеличилось количество взрывоопасных ситуаций и реальных аварий на угольных шахтах) [41].
По оценкам специалистов, в Кузбассе общие ресурсы метана составляют 10–13 трлн. м3 (газовыделение углей составляет 20–25 м3 на 1 т угля), промышленные запасы метана Печорского угольного бассейна достигают 2 трлн. м3. Использование метана угольных пластов в энергетических установках позволит снизить затраты на теплоснабжение и улучшить экологическую ситуацию в жилых поселках за счет отказа от сжигания угля. По сравнению с другими энергоносителями уголь содержит наибольшее количество серы — 0,2–7,0%, мазут — 0,5–4,0%, дизельное топливо — 0,3–0,9%, природный газ — незначительную долю [81].
В условиях растущего дефицита природных ресурсов, увеличения масштабов и количества техногенных аварий и катастроф важнейшим направлением развития ТЭК России и субъектов Федерации в перспективе является повышение эффективности использования ТЭР, снижение отрицательного влияния деятельности ТЭК на окружающую природную среду в целях предотвращения экологической катастрофы и создание условий для перехода на энергосбережение. Приоритеты «Энергетической стратегии России на период до 2020 года» следующие:
- энергоэффективность экономики и энергосбережение;
- совершенствование топливно-энергетического баланса страны и структуры ТЭК;
- энергетическая безопасность (устойчивость энергоснабжения, техническая и экологическая безопасность ТЭК, поддержание энергетического потенциала как фактора внешней и внутренней политики).
Энергосбережение является наиболее эффективным и приоритетным видом природоохранной деятельности в ТЭК, в связи с чем выделяются три его основных направления:
1. Экономия энергии в добыче, транспортировке, переработке ТЭР, производстве и распределении электро- и теплоэнергии. При реализации этого направления основной эффект может быть получен, например:
- в нефтедобыче — от более полной утилизации попутного нефтяного газа, резерв составляет до 20%;
- в перерабатывающей промышленности — увеличение глубины переработки нефти с 63 до 90% позволит сэкономить до 60 млн. т у.т./год (около 14% годового объема добычи);
- в газотранспортных системах — от замены газотурбинных приводов на компрессорных станциях электрическими;