- •Природоохранные технологии тэс и аэс
- •Содержание конспекта лекций
- •Лекция 1. Основы глобальной экологии как науки. Значение природоохраны в энергетике
- •Парниковый эффект
- •Озоновый слой
- •Выбросы, сбросы, загрязнения
- •Основные законы экологии
- •1. Закон физико-химического единства (в.И. Вернадский)
- •2. Закон устойчивого развития
- •3. Законы энергоэкологической толерантности (выносливости) человека, всего живого мира и 3-х сред обитания.
- •Биосфера
- •Экологические трудности Российской энергетики
- •Итоговые выводы
- •Лекция 2. Энергоэкология и ее задачи. Воздействие тэс и аэс на окружающую среду Задачи энергоэкологии, как науки. Сопоставление тэс и аэс.
- •Сопоставление тэс и аэс
- •Влияние электрических сетей на окружающую среду
- •Лекция 3. Технологии десульфуризации на тэс
- •Десульфуризация в котле
- •Десульфуризация газа и жидкого топлива
- •Метод прямого обессеривания
- •Лекция 4. Удаление серы из мазута Газификация сернистого мазута на тэс с очисткой продуктов газификации от серы
- •Лекция 5. Очистка дымовых газов от окислов серы
- •Мокрые способы очистки
- •Лекция 6. Технология денитрации при сжигании энергетических топлив на тэс
- •Способы снижения содержания окислов азота в продуктах сгорания
- •Химическое воздействие присадками на факел горения
- •Лекция 7. Промышленная очистка дымовых газов от nOx
- •Природоохранные технологии на тэс с гту
- •Лекция 8. Основы золоулавливания на тэс
- •Механические золоуловители
- •Расчет батарейных циклонов (бц)
- •Расчет золоуловителей с трубой Вентури
- •Сокращение выбросов твердых частиц в атмосферу
- •Лекция 9. Устройство и работа электрофильтра
- •Основы расчета электрофильтра
- •Комбинированный золоуловитель
- •Аэродинамика потока в электрофильтре
- •Обслуживание электрофильтра, его задачи
- •Лекция 10. Дымовые и вентиляционные трубы
- •Особенности выбора числа и типа дымовых труб
- •Основы аэродинамического расчета дымовых труб
- •Учет и ограничение выбросов
- •Лекция 11. Удаление, складирование золошлаков на тэс
- •Лекция 12. Технологии защиты от вредных сбросов тэс, аэс, химического и теплового загрязнений Водные балансы тэс, аэс, их особенности
- •Основные технологии защиты водоемов-охладителей (во) от химзагрязнений сбросными водами
- •Технологии очистки сточных вод
- •1. Сточные воды, загрязненные нефтепродуктами
- •2. Сбросные воды от обмывки регенеративных воздухоподогревателей (рвп) и конвективных поверхностей котлоагрегатов (мазутные тэс).
- •3. Сбросные воды от водоподготовительных установок.
- •5. Воды от химических очисток теплосилового оборудования.
- •6. Воды консервации теплосилового оборудования.
- •7. Воды, сбрасываемые системами гидрозолошлакоудаления (только тэс на твердом топливе).
- •Бессточный режим работы тэс, аэс
- •Защита во от теплового загрязнения
- •Основные балансовые уравнения охлаждения циркводой конденсаторов
- •Требования к ограничению тепловых загрязнений
- •Лекция 13. Технологии очистки газообразных радиоактивных отходов аэс
- •Очистка технологических газов
- •Очистка вентвоздуха
- •Парогазоаэрозольный фильтр защитных контейнментов аэс с ввэр. Обеспечение целостности защитной оболочки.
- •Дезактивация оборудования на аэс.
- •Дезактивация оборудования от тро.
- •Дезактивация жро
- •Лекция 14. Обращение с отходами аэс. Снижение объема отходов
- •Снижение загрязняющих сбросов и отходов аэс
- •Порядок определения нормативов плат за выбросы аэс
- •Радиационные характеристики сжигания каменного угля
- •Лекция 15. Воздействие топливного цикла аэс на окружающую среду
- •Топливный цикл
- •Получение концентратов чистых соединений и преобразование урана
- •Обогащение урана
- •Анализ безопасности захоронений ядерный отходов
- •Переработка отвс на основе uo2для замкнутого топливного цикла
- •Радон и меры защиты.
- •Лекция 16. Приоритеты в области природоохранных технологий в энергетике
- •Лекция 17. Основы экологической политики в России сегодня и на перспективу до 2020–2030г.
- •Совершенствование электрофильтров и золоудаления
- •Сероочистка дымовых газов
- •Денитрация дымовых газов
- •Ограничение выбросов co2
- •Снижение объема сточных вод
- •Оценка рисков загрязнения окружающей среды
- •СпиСок Литературы
- •Приложение 1. Основные радионуклиды (радиоактивные изотопы) основных элементов
- •Приложение 2. Меры жидких и сыпучих тел.
- •Приложение 3 Терминология.
- •Приложение 4. Средние показатели выбросов и сбросов для аэс с ввэр 1000.
Сопоставление тэс и аэс
Краткое сравнение ТЭС и АЭС по экологическому эффекту приведено в табл. 2.1.
Таблица 2.1
Сравнение ТЭС и АЭС по экологическому эффекту
Тепловые ЭС |
Атомные ЭС |
1. Выбросы в атмосферу загрязняющих веществ | |
Более 120 ингредиентов, – идентифицируются. Контролируются и нормируются намного меньше, выделяют особо токсичные. |
Более 250 радионуклидов, – контролируются и нормируются значительно меньше, выделяют особые дозообразуюшие. |
1.А. Защита. Рассеивание через трубы, улавливание, фильтрование. Подавление выбросов на разных технологических стадиях | |
Дымовые трубы высотой до 365–450 и более метров. Улавливание в электрофильтрах (зола), сухих и мокрых циклонах, фильтрование в матерчатых фильтрах. Подавление на стадиях подготовки топлива к сжиганию (NOx,SOx). На стадии сжигания в котлоагрегатах, камерах сгорания, связывание в потоках отходящих дымовых газов химическими методами. |
Вентиляционные трубы высотой до 100–150 м. Адсорбирование долгоживущих изотопов в хроматографических колоннах, осаждение на фильтрах Петрянова – Соколова, выдержка и высвечивание короткоживущих изотопов в газгольтерах выдержки. Очистка от аэрозолей йода на йодофильтрованной станции. Очистка и удаление ведется: 1) по технологическим газам; 2) по вентиляционному воздуху. |
2. Сбросы в водоем | |
Тепловые загрязнения водоемов. Солевая деградация прудов – охладителей, продувка подградиренных бассейнов. Сбросы загрязненных вод разного вида. |
Еще большее, чем для ТЭС, тепловое загрязнение водоемов. Солевая деградация прудов-охладителей, брызгальных и подградиренных бассейнов. Необходимость их продувки и сложность экологического обоснования. Сбросы загрязненных вод. |
2.А. Защита. Очистка загрязненных вод | |
На специальных сооружениях соответственно типам стоков. Утилизация теплых сбросов на энергобиологических комплексах (ЭБК). |
На спецводоочистках СВО 1–7, биостанциях очистки стоков. Сооружения ЭБК (энергобиологических комплексов). Жидкие радиоактивные отходы (ЖРО) перерабатываются в уплотненные. |
3. Отчуждение земной поверхности и ее загрязнение | |
Изъятие земли под площадку и водохранилища, вспомогательные хранилища отходов: золошлакоотвалы, шламоотвалы, свалки мусора и отходов. |
Изъятие под площадку АЭС и гидросооружений, под градирни, под шламоотвалы, под свалки мусора. |
Окончание табл. 2.1
Тепловые ЭС |
Атомные ЭС |
3А. Защита | |
Обустройство золошлакоотвалов, шламоотвалов, снижение показателей удельной застройки. Утилизация шлаков и золы в строительстве, сельском хозяйстве, землеустройстве. Борьба с радиационной обстановкой и пылением. |
Обустройство прудов-охладителей, брызгальных бассейнов. Санитарно-прудовое рыболовство, Фиторемидиация. Продувка в разрешенных масштабах в основные водохранилища. Углубление и очистка водоемов. Укосы биорастительности. |
4. Потребление кислорода | |
Огромное количество О2 потребляется, а углекислоты СО2 – выбрасывается в атмосферу. Признание СО2 парниковым газом в условиях подписанных Россией Киотского протокола увеличивает экономические оценки потерь от выбросов СО2. |
Потребление O2 отсутствует. Для выработки О2 (потребляемого ТЭС), необходимы высадки огромных площадей лесонасаждений с заданной кислородогенерирующей и углекислотопоглащающей способностью. |
4А. Защита | |
Высадка лесонасаждений. Обмен и продажа (межгосударственных) квот на выбросы парниковых газов. |
Этих затрат в соблюдение экологического баланса для АЭС нет. |
5. Электромагнитные излучения. Технологические шумы. Изменения климата | |
Влияние на климат и погоду практически одинаковы как для ТЭС, так и для АЭС | |
5А. Защита от электромагнитных излучений (ЭМИ), шумов, увлажнения воздуха, засоления почв и др. | |
6. Последствия аварий для экологии, инфраструктуры, жизни, здоровья персонала, населения и окружающей среды | |
Нарушение ритма жизнедеятельности при авариях системного характера могут исчисляться в терминах летальных исходов, если речь идет об авариях с остановом на "ноль" ТЭЦ в отопительный период в северных широтах. |
При запроектных авариях последствия могут быть очень тяжелыми, десятки и даже сотни млрд. долларов, а также в терминах летальных исходов – десятки погибших в первые десять дней и сотни за 1-й год после аварии. |
6А. Защита от аварии. Повышение надежности и безопасности | |
7. Системный анализ по обеспечивающим отраслям | |
Огромное число лет недожития в угледобывающей отрасли. Нарушение здоровья, травматизм. Высокая ежегодная смертность в топливодобывающей промышленности. В большинстве регионов по условиям состояния воздушного бассейна сооружение крупных ТЭС на твердом топливе недопустимо. |
Меньшие объемы добычи урана, меньший социальный ущерб от аварий на рудниках, чем в угольных шахтах. Опасность транспортных аварий (при перевозке ОТВС), хищения ядерных материалов, не контролируемого распространения ядерного оружия и терроризма. |
В статьях 3.3. и 3.4. Киотского протокола предусматривается торговля сокращениями выбросов парниковых газов, поглощенных Киотскими лесами.
По данным подробного аналитического обзора, в МГУ М.В. Ломоносова «киотские леса» – леса, посаженые после 1990г. специально для поглощения парниковых газов и не подлежащие вырубке. Сокращения выбросов парниковых газов (за счет поглощения такими лесами) сертифицируются, верифицируются, заносятся в кадастр страны и международный кадастр сокращений выбросов, обеспечиваются ценными бумагами. Последние являются собственностью инвестора. Эта собственность может пойти в зачет самому инвестору, может быть продана другому предприятию, нуждающемуся в компенсации выбросов, или углеродному фонду.
Заметим, что Волжский региональный филиал Международного института леса (г.Саратов) активно сотрудничает с экологами леса из США по программе «Углеродный кредит». Совместно изучаются способность поглощать атмосферный (техногенный) углерод. Каждый гектар Саратовских лесов накопил в себе в среднем около 60 тонн углерода. Удельные поглощения углерода лесами колеблется от высокого – больше 1.0, до среднего – 0.51.0 и низкого – менее 0.5, составляя в среднем около 60 (по накопленной массе ).
Один гектар лесной растительности в год поглощает от 4 до 8 т , что зависит бонитировки леса, географических и климатических условий, в которых расположен Киотский лес. Минимальная стоимость посадки 1 гектара леса составляет около 9 тыс. рублей (на уровне 2005г).
По данным МГУ при посадке 1000 га Киотских лесов, к 2012г. он сможет поглотить от 30 до 60 тыс.т и в ближайшие 70 лет темпы поглощения будут только увеличиваться. Если цена 1 т превысит 15 долл. США, то проект окажется практически окупаемым через 2 года.
Мировой углеродный рынок начнет действовать только с 2008г., объем продаж на нем в 2005г. составил 570 млн. долл.. Цена 1 т выросла с 0,8 долл. в 2002г. до 10,3 долл. (8 евро) в 2006г.
Зарубежные данные по сравнению экологических последствий эксплуатации ТЭС и АЭС одинаковой мощности – 1 ГВт приведены в табл. 2.2.
Введение финансовой ответственности за выбросы газов с парниковообразующим эффектом существенно снижает конкурентоспособность ТЭС на угле, газе и мазуте в сравнении с АЭС. Оценки показывают также, что введение платы за кислородопотребление или нормативный учет затрат в компенсирующие потребление кислорода мероприятия (высадка лесов и др.) еще в большей мере повышают сравнительную эффективность АЭС.
Табл. 2.2
Сравнительные экологические последствия эксплуатации ТЭС и АЭС
Показатель |
Тепловые электростанции |
АЭС | ||
на угле |
на мазуте |
на газе | ||
Потребление топлива тыс. т/год |
5 900 |
2 200 |
2 600 000** |
0.2* |
Потребление кислорода, тыс. /год |
5 500 000 |
3 400 000 |
4 400 000 |
- |
Выбросы в окружающую среду, тыс. т/год оксиды: |
|
|
|
|
углерода |
10 000 |
6 000 |
2 000 |
0.005 |
серы |
124.4 |
84.0 |
- |
- |
азота |
34.2 |
21.9 |
23.6 |
- |
Твердые отходы, тыс. т/год |
830 |
- |
- |
0.03 |
*в тыс. /год;
**природный уран