Лекція № 17. Екологічна безпека енергетичних обєктів

17.1 Вплив на довкілля ТЕС

17.2. Вплив на довкілля АЕС

17.3 Вплив на довкілля термоядерної енергетики

17.4 Вплив на довкілля ГЕС.

17.5 Використання альтернативних джерел енергії

17.6 Енергозбереження.

17.1 Вплив на довкілля тес

Техносфера – (від лат. техне – мистецтво і сфера – куля ) – це частина біосфери, яку перетворили люди за допомогою техніки в ході виробничо-господарської діяльності.

Наприкінці XX ст. серед екологічних чинників, які визначають умови функціонування екосистем і біосфери в цілому, найпотужнішим виявився комплекс антропогенних чинників – сума негативних впливів на довкілля всіх видів людської діяльності, особливо енергетики.

Частина біосфери, в якій господарює людина і яка докорінно перетворена на техногенні об'єкти, дістала назву техносфери (будівництво будинків, виробничих комплексів до копалин, кар'єрів, свердловин, водосховищ, космічних станцій і т.ін.).

Техносфера почала формуватись у XVIII–XIX ст., а на кінець XX ст. стала чинником планетного масштабу.

Виникла необхідність детального вивчення різноманітних забруднень, пов'язаних з людською діяльністю:

• в розвитку енергети­ки, промисловості,

• транспорту,

• сільського господарства,

• військової справи, космічної діяльності.

Розвиток людської цивілізації базується на енерге­тиці.

Від стану паливно-енергетичного комплек­су залежать темпи науково-технічного прогресу й виробництва, а отже, життєвий рівень людей.

Джерела енергії, які використовує людство, поділяються на відновлювані:

• енергія Сонця,

• енергія вітру,

• енергія морських припливів і відпливів,

• гідроенергія річок,

• енергія внутрішнього тепла Землі;

невідновлю­вані:

• викопне мінеральне паливо,

• ядерна енергія.

Перші не порушують теплового балансу Землі, оскільки під час їх використання відбувається лише перетворення одних видів енергії на інші.

В енергетичних розрахунках застосовується спеціальна одиниця – вироблена маса палива (умовного):

1 т умовного палива еквівалентна 1 т кам'яного вугілля,

або 2,5 т бурого вугілля,

або 0,7 т нафти,

або 770-850м³ природного газу.

Теплота згоряння 1кг умовного палива дорівнює 29,3 ГДж. У масштабних прогнозних розрахунках використовується також умовна одиниця Q.

Q = 36 млрд. т умовного пали­ва.

За даними геологів, світові розвідані запаси становлять:

▪ вугілля – 17,7Q ,

▪ нафти – 3Q ,

▪ газу – 2Q ,

▪ урану – 3,7Q.

Якщо мінеральне паливо й далі спалюватиметься сьогоднішніми темпами, то, за розрахунками, всі його запаси будуть вичерпані через 130 років.

Необхідно наголосити, що спалювання мінеральної сирови­ни – вкрай нераціональний спосіб використання природних ресурсів. Нафта, наприклад, – дуже цінна сировина для хімічно­го синтезу (сьогодні з неї отримують безліч потрібних матеріа­лів – синтетичні тканини й каучук, пластмаси, добрива, фарби й тисячі інших).

Ще видатний російський хімік Д. І. Менделєєв з обуренням говорив: «Нафта – не паливо, топити можна й асиг­націями!».

Крім вуглеводневого палива й урану, в природі є ще одне невідновлюване джерело енергії. Це дейтерій, або важкий водень, – потенційне паливо для термоядерних електростанцій майбутнього. Запаси його у Світовому океані оцінюються в 1900 Q.

Запаси енергії відновлюваних джерел становлять:

▪ вітру – 0,4Q.

▪ морських припливів і хвиль – 0,2-0,3Q.

▪ внутрішнього тепла Землі – 0,2Q.

▪ сонячного випромінювання – 2000Q.

Паливна проблема – одна з найзлободенніших для незалеж­ної України. За даними вчених, наша держава забезпечена влас­ними ресурсами:

▪ вугіллям на 95 %,

▪ нафтою на 8 %,

▪ природним газом на 22 %.

Виробництво електроенергії на ТЕС супроводжується виділенням великої кількості теплоти, тому такі станції, як правило, будуються поблизу міст і промислових центрів для використання (утилізації) цієї теплоти.

Сьогодні на ТЕС установлюються енергоблоки по­тужністю 1000-1200 МВт. Сучасна технологія дає змогу підвищи­ти цю потужність до 3000 МВт.

Спалювання мінерального палива супроводжується сильними забрудненнями довкілля. Розглянемо головні з них.

Забруднення атмосфери газовими й пиловими викидами

▪ Під час спалювання вуглеводневого палива в топках ТЕС, а також у двигунах внутрішнього згоряння виділяється вуглекислий газ, концентрація якого в атмосфері збільшується приблизно на 0,25 % за рік. Це спричинює розігрівання атмосфери за рахунок парникового ефекту.

▪ З труб ТЕС і вихлопних труб автомобілів у атмосферу викидаються також оксиди сірки й азоту, внаслідок чого випадають кислотні дощі.

▪ Атмосфера забруднюється й дрібними твердими частинками золи, шлаку, не повністю згорілого палива (сажа).

Для зменшення шкоди від цих забруднень вдаються до таких технологічних заходів:

• вугілля перед його спалюванням у топках ТЕС очищають від сполук сірки;

• вловлюють із диму ТЕС оксиди сірки й азоту, пропускаючи його крізь спеціальні поглиначі;

• частинки золи й сажі вловлюють за допомогою спеціальних уста­новок;

Радіоактивне забруднення

У викопному вугіллі й пустих поро­дах містяться домішки природних радіоактивних елементів (урану, торію та ін.). Після спалювання вугілля ці елементи кон­центруються в частинках золи, яка виявляється більш радіоактив­ною, ніж вихідне вугілля й пусті породи (сланці тощо). Таким чи­ном відбувається радіоактивне забруднення атмосфери й земної поверхні.

Забруднення земної поверхні відвалами шлаків і кар'єрами.

Після спалювання в топках ТЕС вугілля залишається багато твер­дих відходів (шлаку, золи). Відвали шлаків і кар’єри негативно впливають на оточуюче середовище:

• вони забирають великі площі землі, Так, шлакові відвали й терикони пустих порід лише в Донбасі займають площу понад 50 тис. га, і вона дедалі збільшується;

• забруднюють підземні й поверхневі води шкідливими речовинами.

Зменшення шкоди від такого забруднення досягається утилізацією (корисним використанням) шлаків і пустих порід:

• виготовляють будівельні матеріали;

• засипають ними яри, болота й кар'єри під час рекультивації;

• ефективними є й еко­номічні санкції, зокрема введення високої платні за порушення земель, особливо родючих.

В Україні питання про відведення сільськогосподарських земель під будівництво великого кар'єру або ТЕС вирішує найвищий законодавчий орган країни – Верховна Рада.