Защита окружающей среды

Развитие энергетики характеризуется высокими темпами, которые, по всей видимости, сохранятся и на ближайший период вымени. Так, если в 1970 г. в мире было выработано около 5 триллионов 5 кВт-ч электроэнергии то в 1980 г. выработано около 10 триллионов, а к 2000 г ожидается 30 триллионов кВт-ч. По мере поста потребления энергоресурсов будет происходит из­менение их видов, в частности, будет быстро расти доля ядерного горючего. К 1980 г. производство коммерчес­ких энергоресурсов возросло до 10 млрд. т условного топлива против 6,6 млрд. т в 1970 г., причем доля ядер­ного горючего составила 4—7 %. Общее мировое про­изводство энергоресурсов к 2000 г. может возрасти до 20 млрд. т условного топлива, при этом ядерное горю­чее составит около 1/5 баланса. Наряду с использова­нием месторождений органического топлива на суше будет развиваться добыча нефти и газа в районах кон­тинентального шельфа Мирового океана, а также име­ется вероятность использования битуминозных песков и сланцев.

Тепловые электростанции, потребляя свыше трети добываемого в виде топлива, могут оказывать сущест­венное влияние как на окружающую среду в районе их расположения, так и на общее состояние биосферы. Взаимодействие электростанции с внешней средой опре­деляется выбросами в атмосферу дымовых газов, тепловыми выбросами и выбросами загрязненных сточ­ных вод.

При сжигании твердого топлива наряду с окислами основных горючих элементов — углерода и водорода в атмосферу поступают летучая зола с частицами недо­горевшего топлива, сернистый и серный ангидриды, окислы азота, некоторое количество фтористых соедине­нии, а также газообразные продукты неполного сгора­ния топлива. При сжигании сернистых мазутов с дымо­выми газами в атмосферу поступают сернистый и серный ангидриды, окислы азота, газообразные и твердые продукты неполного сгорания, соединения ванадия, соли, натрия, а также отложения, удаляемые с поверхностей нагрева котлов при чистке. Большинство этих компонен­тов относятся к числу токсичных и даже в сравнитель­но невысоких концентрациях оказывают вредное воз­действие на природу и человека.

Наибольший выброс вредных веществ имеет место у крупных конденсационных электростанций, расположен­ных, как правило, в относительно малонаселенных местностях с ограниченным количеством других источников загрязнения атмосферы. Эти электростанции, обычно потребляя наименее ценные сорта топлива, яв­ляются потенциальными источниками больших выбросов золы, сернистого газа и окислов азота.

Особенно сложно вопросы обеспечения достаточно чистой атмосферы решаются в крупных промышленных городах, в которых источниками вредных выбросов яв­ляются не только электростанции, но и другие промыш­ленные предприятия, автотранспорт, отопительные котельные.

В нашей стране преимущественное применение полу­чило комбинированное тепло- и электроснабжение го­родов от теплоэлектроцентралей (ТЭЦ). Комбинирован­ная выработка электроэнергии и тепла позволяет су­щественно сократить расход топлива на энергоснабже­ние, сократить тепловые сбросы в водные бассейны, обеспечить наиболее совершенные методы сжигания, очистки и выброса дымовых газов в высокие слои ат­мосферы, что недостижимо при наличии многочислен­ных котельных и бытовых печей. Вместе с тем энерго­снабжение от ТЭЦ увеличивает количество топлива, сжигаемого в зоне расположения города, и требует специальных мероприятий по снижению концентраций вредностей в дымовых газах с учетом фоновой загазо­ванности от других источников.

Естественно, что получение достаточно чистой атмосферы в городах возможно при проведении соот­ветствующих мероприятий не только на ТЭС, но и на промышленных предприятиях и автотранспорте. Промы­шленные предприятия с большим выбросом вредных примесей должны выводиться за пределы города, а автотранспорт - переводиться на использование двига­телей с минимальными выбросами вредностей (приме­нение газа вместо бензина, внедрение электротранспор­та и, в частности, электромобилей и др.).

Неотъемлемой частью общей проблемы охраны окружающей среды является рациональное использование и охрана водных ресурсов. Основная проблема при охране водоемов в настоящее время связана с ухудшением качества воды вызванным сбросом как промышленных так и бытовых сточных вод в естественные водоемы. При этом огромное количество чистой воды расходуется на разведение до предельно допустимых концентраций (ПДК) примесей, сбрасываемых в водоемы. Согласно прогнозу в 2000 г. валовое потребление воды на электростанциях СССР должно составить 950 км³ . Общий объем загрязненной воды за счет теплоэнергетики возрастет до 850 км³/год.

При сохранении эффективности мер борьбы с за­грязнением природных вод на современном уровне на­родному хозяйству СССР понадобится к 2000 г. около 6,8 тыс. км³/год воды, большая часть которой будет использована для разведения стоков до приемлемых концентраций примесей, что более чем в полтора раза превышает устойчивый среднегодовой сток в стране. Поэтому уже в настоящее время необходимы самые неотложные меры для сокращения общего объема за­грязненных вод, в том числе и на электростанциях.

Современные методы очистки воды имеют эффектив­ность не более 80—95%, что явно недостаточно для полного решения задачи охраны водоемов. В то же время эта очистка стоит очень дорого. Ежегодные убыт­ки от загрязнения воды к 2000 г. при современных тех­нологических решениях для очистки сточных вод дол­жны возрасти до 30 млрд. руб.

Согласно расчетам технический прогресс в области очистки сточных вод позволит к 2000 г. Экономить ежегодно около 20 млрд. руб/год. Как видно из таблицы 14, при очистке сточных вод по современной

технологии общий объем потребной воды к 2000 г. Более чем в полтора раза превысит имеющиеся водные ресурсы страны.

Усовершенствование очистки сточных вод позволит сократить общий объем загрязненной воды на электростанциях до 295 км³/год, или в 3.4 раза, а в народном хозяйстве в целом до 1930 км³/год, или в 3.5 раза.

Прекращение сброса сточных вод в водоемы существенно отразится на состоянии водного баланса, но это в настоящее время не самый экономичный путь решения проблемы, так как даже строительство очистных соору­жений на каждом промышленном предприятии не ис­ключает сброса некоторой части примесей в воду.

Один из более экономичных вариантов предусматри­вает прекращение сброса сточных вод лишь в наиболее обжитой части СССР, а в остальных районах —исполь­зование существующей еще способности водоемов к разбавлению сточных вод. В этом случае общий расход водных ресурсов в наиболее обжитой части страны бу­дет на уровне устойчивого годового стока.

Для улучшения использования водных ресурсов наиболее рациональны следующие мероприятия: совершенствование применяемых технологических процессов и разработка новых с целью резкого умень­шения количества сбрасываемых примесей; совершенствование технологии очистки сточных вод, включая их утилизацию и извлечение из них ценных веществ; отказ там, где это возможно, от применения воды в технологических процессах и максимального применения оборотного и повторного использования воды на промышленных предприятия. Задачи по охране внешней среды от вредных выбросов должны решаться специалистами всех направлений, работающими на промышленном предприятии. В условиях электростанций состояние окружающего района вблизи ТЭС зависит от вида используемого топлива и организации его сжигания, работы пылегазоулавливающих установок, устройств для эвакуации дымовых газов в атмосферу, организации эксплуатации оборудования и других условий, связанных с организацией работы энергетических установок. Поэтому специалисты по тепловым электростанциям должны не только иметь общие представления о важности предпринимаемых мер по охране среды, но должны уметь правильно выбирать оборудование и обеспечивать рациональную его эксплуатацию с точки зрения снижения до минимума внешних выбросов, уметь контролировать состояние окружающей среды.