Вплив роботи паливно-енергетичного комплексу (ПЕК) на навколишнє середовище
Одним з основних джерел екологічно негативних впливів на навколишнє середовище є підприємства паливно-енергетичного комплексу (ПЕК). У Росії такими комплексами є Кансько-Ачинський (КАТЕК), Кузнецький і Тюменський. Паливно-енергетичний комплекс включає в себе наступні стадії:
початкову (видобуток, переробка і транспортування палива);
основну (виробництво енергії у вигляді теплоти або електрики);
заключну (транспортування та переробка палива і відходів, видалення відходів).
Кожна з названих стадій включає в себе цілу технологічну ланцюг взаємопов'язаних процесів. При цьому будь-яка ланка ланцюга, в свою чергу впливає не тільки на весь паливний цикл, але і на середовище проживання.
Значні викиди в атмосферу мають місце з потужних вугільних розрізів, які включають такі інгредієнти, як пил, вуглекислий газ, оксиди азоту, а також токсичні викиди, характерні для вибухових робіт і робіт потужного кар'єрного автотранспорту. І хоча викиди з вугільних розрізів носять локальний характер (вони загасають в зоні 3. 4 км від бортів розрізу), їх треба підсумовувати з викидами близько розташованих від розрізів ТЕС в межах санітарно-захисної зони. ГРЕС комплексу з циркуляційної охолоджуючої водою викидатимуть в атмосферу і водні джерела, під час введення обладнання, від 60. 70 млн. Гкал / рік до 400. 500 млн. Гкал / рік (при повному введенні всіх ГРЕС). Зворотний схема гідрозолошлакоудаленія з повним поверненням води в технологічний цикл не вирішує повністю проблеми, так як тільки для однієї ГРЕС (Березовської ГРЕС-1) потрібно відчуження території для організації золошлаковідвалів до 400. 500 Га і не гарантує повного виключення фільтрації токсичних вод. Тому для таких комплексів необхідні «сухі» способи видалення золи, її грануляція і використання гранульованої золи у вироблених просторах вугільних розрізів з подальшим засипанням породою і рекультивацією.
Основними видами органічного палива, використовуваного на ТЕС, є газ, нафтопаливо (мазут) і тверде паливо (вугілля, сланці, торф, а також відходи деревообробки та ін. - головним чином, вугілля). При спалюванні зазначених видів палива:
природного газу - в атмосферу викидаються оксиди азоту (NO, NO2), оксиди вуглецю (СО) і бенз (а) пірен (С20Н12);
вугілля - додаються оксиди сірки (SO2 і SO3), зола, токсичні мікроелементи, а також радіаційні складові мінеральної частини;
мазуту - додаються оксиди ванадію (V2O5).
Також несприятливий вплив, надає зберігання і складування вугілля. Найбільш негативно на навколишнє середовище впливає зберігання вугілля на відкритих складах. Закриті склади є більш екологічно чистими, однак вимагають підвищення капітальних витрат.
Вплив технологічних процесів або техногенний вплив на навколишнє середовище дуже різноманітно і за рівнем поширення носить різний характер:
локальний (на відстані навколо технологічного об'єкта до декількох одиниць і десятків кілометрів);
регіональний (відстань впливу досягає сотень і тисяч кілометрів);
глобальний (вплив оцінюється в масштабі півкулі або земної кулі).
В локальній зоні спостерігаються максимальні приземні концентрації, значення яких не повинні перевищувати нормативних. Дотримання нормативів може бути забезпечено:
вибором відповідного місця розташування технологічного об'єкта;
потужністю об'єкта; використанням екологічно прийнятного устаткування; застосуванням ефективних способів очищення шкідливих викидів і скидів; розсіюванням в атмосфері залишкових викидів за допомогою джерела розсіювання.
Регіональне забруднення визначається умовами:
фонових концентрацій; питомих техногенних навантажень на навколишнє середовище; транскордонним перенесенням викидів.
Глобальний вплив визначається:
зміною клімату планети викликаного порушенням радіаційного теплового балансу Землі в результаті накопичення продуктів згоряння органічного палива в атмосфері і посилення парникового ефекту;
впливом техногенних процесів на озоновий шар планети; зменшенням дебіту прісної води; збільшеним водоспоживання на технологічні потреби, тобто забруднення води, що скидається, її теплове і мікробіологічне вплив на водойми; зменшення площі родючих грунтів на планеті;
зниження рибних запасів, запасів флори і фауни в цілому
При цьому щодо можливого впливу на середу виділяють чотири сфери впливу:
атмосферу (зовнішня газоподібна оболонка Землі з постійно спадної концентрацією газів до висоти 1100. 1400 км)
споживання кисню (в основі сучасних енергозабезпечуючих, металургійних, хімічних, транспортних технологій лежать процеси горіння);
викид газів і твердих частинок, отриманих при горінні;
літосферу (тверда зовнішня оболонка Землі середньої умовної потужністю 16 км, що включає і ґрунтовий шар разом з біоценозом)
викид на поверхню грунту твердих частинок і рідких стоків.
гідросферу (переривчаста водна оболонка Землі, що включає поверхневі і підземні води)
забруднення рідкими стоками відходів виробництв, "кислотних дощів" і т.п .;
тепловий вплив з охолоджувальною водою;
радіоактивний вплив (від АЕС).
біосферу (Без урахування людини, так як інтереси людини враховуються інтересами соціуму (нижня частина атмосфери, вся гідросфера і верхня частина літосфери Землі, населена живими істотами))
споживання невикопних видів енергоносіїв (тріска, дрова);
порушення біоценозів (біоценоз - це організована злочинна група популяцій рослин (фітоценоз), тварин (зооценоз) і мікроорганізмів (мікробіоценоз), що живуть у взаємодії в одних і тих же умовах середовища);
міграції і вимирання тварин і рослин від різного роду впливів на них.
Мал. 1. Укрупнена схема взаємодії ТЕС з навколишнім середовищем: К - котел; Т - турбіна; Г - електрогенератор; Р - регенерації система; МО - маслоохолоджувачі; ТР - трансформаторні підстанції; ЛЕП - лінії електропередач.
Значний вплив енергетики на навколишнє середовище очевидно. Щоб цей вплив було зведено до мінімуму, необхідно створення екологічно чистих теплових електричних станцій (ЕЧ ТЕС). Вимоги до таких ТЕС наведені нижче в таблиці 1.
Таблиця 1
Основні вихідні вимоги до екологічно чистої ТЕС [2]