ГЛАВА 1. ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ И КЛИМАТИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ ЭНЕРГЕТИКИ

1.1. Антропогенная деятельность и ее влияние на экологию и климат

Принципиальной особенностью развития индустриальной экономики являются усилившиеся отрицательные последствия использования природных ресурсов энергетическими объектами для окружающей экосистемы и здоровья людей.

Устойчивой тенденцией развития энергетических технологий, особенно на протяжении последней четверти XX столетия, является увеличение их негативного влияния на окружающую среду (табл. 1.1), последствия которого уже в настоящее время сказываются на изменении климата планеты, на уменьшении продуктивности ее флоры и фауны (рис.1.1), а также на ухудшении здоровья людей [1]. Кроме того, выбросы вредных продуктов сгорания органического топлива в традиционных энергетических установках, по мнению многих экспертов, это прямая и косвенная причины многих катастрофических явлений (наводнений, землетрясений, ураганов, гибели или мутации животного и растительного мира и т. п.).

Таблица 1.1 Характер воздействия энергетических объектов на окружающую среду

Неизбежный будущий существенный рост энергетических потоков антропогенного характера, сопоставимых или превосходящих по мощности природные явления (табл. 1.2), в обозримом будущем может резко изменить условии существования человека, сделать их весьма трудными для его выживания. Очевидным свидетельством изменения условий существования людей являются повышение температуры поверхности Земли и участившиеся аномальные климатические явления и природные катастрофы, произошедшие в последние годы в разных ее точках, как правило, сопровождающиеся колоссальными социальным и экономическими издержками.

Урожайность

Рис. 1.1. Прогноз изменения урожайности земель из-за изменения климата к концу XXI века (по данным Международного института прикладного системного анализа (МИПСА - 11ASA), Вена, Австрия).

Таблица 1.2 Сопоставление мощностей энергетических потоков природного и

антропогенного характера

Исследования международных экспертов показывают, что свыше 95 % фатальных случаев из-за природных катастроф в последние 25 лет произошли в развивающихся странах. Прямые экономические потери в последние 10 лет наблюдений были, по крайней мере, более чем в 2 раза вы-

6

ше в странах с низким доходом на человека, чем в странах с высоким доходом. По данным группы Международной стратегии по снижению природных катастроф ООН более чем 3/4 экономических потерь связаны со штормами, наводнениями, оползнями и другими природными катастрофами, а группа ООН «Межправительственная панель по изменению климата» (IPCC) предсказывает, что предстоящее изменение климата существенно увеличит эти потери из-за возросшей неустойчивости природной среды.

Антропогенные факторы разрушают химические процессы, регулирующие основные экосистемы.

Ежегодные выбросы пыли, копоти и сажи в 2006 г. составили 6,7 млрд т. Их концентрация в атмосфере достигла 373 единиц. Экологи считают, что такого уровня она не достигла за предшествующие 20 млн лет. Это стало одним из самых мощных факторов изменения климата, явлением, которое уже почувствовали в своей повседневной жизни все жители Земли [2].

За последние 50 лет среднемесячная температура повысилась почти на 1ºС, с 13,87 в 1950 г. до 14,53 в 2004 г. Со времени начала регистрации температуры, более 100 лет тому назад, девять самых высоких среднегодовых температур в мире отмечены в последние 12 лет. За 250 лет промышленной революции концентрация углекислого газа в атмосфере увеличилась на 31 %, в том числе на 18 % с 1960 г. Чем больше повышается температура, тем меньше способен океан поглощать сажу. Установлено, что ее содержание в океане в 50 раз больше, чем в атмосфере. По мере повышения температуры вод океана снижается их способность абсорбировать сажу из атмосферы. Это означает, что парниковый эффект ускоренно нарастает.

США, население которых составляет 4 % мирового населения, выбрасывают в атмосферу четверть всей пыли, копоти и сажи – в 17 раз больше на душу населения, чем в Индии, численность населения которой приближается к миллиарду.

Повышение температуры для многих людей, например, для россиян, живущих в самой холодной стране, может казаться долгожданным благом. На деле оно ведет к нарушениям привычных погодных явлений и ритмов. Тают ледники и айсберги. Глобальный уровень Мирового океана поднимается на несколько миллиметров в год. Казалось бы, что особенного: речь о миллиметрах! Но за прошлое столетие океан поднялся на 10…20 см. Ученые считают, что в XXI в. уровень океана может подняться на 50 и даже

100 см.

Это означает, что миллионы гектар суши уйдут под воду, в том числе многие островные государства на Тихом океане. Одновременно быстро увеличивается численность населения на земном шаре.

Рост народонаселения сам по себе не является решающим фактором загрязнения окружающей среды. Решающим является использование энер-

7

гии и то, из чего она производится и как используется. Жизнь есть потребление и отдача энергии. Энергоносители стали решающим фактором и современного производства, и современной геополитики. В экономической науке уже давно используется показатель энергоемкости, измеряемой затратой энергии на денежную единицу продукции. Подсчитано, что за 120 лет, с 1850 по 1970 г., число жителей на нашей планете утроилось, а потребление энергии увеличилось в 12 раз. Если потребление энергии будет расти прежними темпами, то к 2050 г. оно должно увеличиться еще в 5 раз. И это не смотря на известные успехи в снижении на 28 % энергоемкости продукции, достигнутые после нефтяного эмбарго, объявленного в 1973 г. нефтедобывающими странами, и пятикратного роста цен на нефть. Использование возобновляемых источников энергии (ВИЭ) остается попрежнему низким.

Потребление энергии и выбросы в атмосферу углекислого газа в развитых странах несравнимо с большинством менее развитых стран, о чем свидетельствуют данные, приведенные в табл. 1.3.

Таблица 1.3 Потребление энергии и выбросы углекислого газа на душу населения в

разных странах

Обращает на себя внимание не столько то, что американец в среднем потребляет электричества в 560 раз больше, чем эфиоп, а то, что он потребляет его вдвое больше, чем немец, житель не менее, индустриально развитой страны. Соответственно вклад немца в загрязнение атмосферы вдвое меньше, чем вклад американца.

Добыча, производство, переработка, хранение и использование топ- ливно-энергетических ресурсов (ТЭР) объективно оказывают негативное воздействие на природную среду, изменяется ландшафт, потребляется большое количество пресной воды и кислорода, загрязняются все элементы окружающей среды продуктами сгорания топлива, твердыми и жидкими отходами. В России с производством и потреблением топлива, включая

8

транспорт, связано свыше 70 % вредных выбросов в атмосферу, около трети сточных вод и твердых отходов всех отраслей народного хозяйства.

Доля отдельных потребителей топлива в общем объеме вредных выбросов в атмосферу составляет, %:

Транспорт…………………………………29,0

Электроэнергетика……………………….32,0

Топливные отрасли ………………………11,0

Несмотря на меры, принимаемые в области охраны окружающей среды, абсолютные объемы вредных выбросов от предприятий топливноэнергетического комплекса (ТЭК) до 2002 г. возрастали.

Состояние воздушной среды определяется в основном объемами и условиями переработки и сжигания топлива в стационарной энергетике и на транспорте. С продуктами сгорания топлива поступает в атмосферу основная масса золы, сажи, окислов серы и азота, углеводородов и канцерогенных веществ (рис. 1.2) [3].

Рис. 1.2. Воздействие антропогенной деятельности на окружающую среду

В районах действия крупных ГРЭС и предприятий топливной промышленности ежегодно на 1 км2 территории осаждается до 20 т соединений серы, до 50 т других легкорастворимых химических соединений, до 1000 т ограниченно растворимых твердых продуктов. В составе твердых

9

продуктов в почву поступает дот 0,5 т/км2 токсичных микроэлементов и канцерогенных веществ.

Крупные ТЭС создают повышенные локальные концентрации вредных компонентов на территории 400…500 км2, увеличивают минерализацию воды в реках, ухудшают их гидрохимические и гидробиологические характеристики.

Ученые – прогнозисты считают, что доля транспорта в потреблении энергии будет увеличиваться, если человечество не примет меры, чтобы сокращать энергоемкие виды транспорта, избегать переездов и перевозок, которые не соответствуют критерию устойчивости развития. Критерий этот должен учитывать не только требования рынка, но требования общества и природы. Только 0,5 % пассажиров используют воздушный транспорт, но на него тратится 5 % всей энергии транспорта. Автоперевозки в 4– 5 раз более энергоемки, чем железнодорожные, и в десятки раз – чем морские.

Наиболее быстро растут затраты на частный парк автомашин. По дорогам планеты в 2006 г. мчались, отравляя атмосферу, 682 млн автомобилей. Дыхание каждых девяти человек сопровождается выхлопами одной автомашины. Треть из них (214 млн) – в США, 72 млн – в крошечной Японии. Число личных пассажирских автомашин достигло 583 млн, треть из них – опять же в США.

Растет потребление энергии и в жилых домах. Четверть населения планеты или не имеет вообще крыши над головой, или прозябает в трущобах. Но в богатых странах жилища становятся все просторнее и потребляют все больше энергии. За последние 20 лет более просторные жилища стали причиной 20 %-го роста потребления энергии на душу. На жилища приходится 12 % парникового эффекта.

Уже не только ученым и специалистам, но и простому обывателю становится ясным, что природа болеет. Это с запозданием в 20–30 лет начинают осознавать даже жители городов и мегаполисов, которые почти полностью оторваны от природы и ее циклов.

В 1997 г. в японском городе Киото после двухлетних переговоров было достигнуто соглашение – Протокол Киото, который предусматривает сокращение к 2012 г. загрязнения атмосферы на 5,2 % по сравнению с выбросами 1990 г. Япония, Канада и 15 стран Европейского союза, ратифицировали его. К концу 2003 г. его, без особых раздумий, подписали 120 государств. Протокол Киото установил для стран квоты выброса сажи, пыли, копоти и газов в атмосферу, за превышение которых предусматривается штраф. Недоиспользованные квоты могут быть проданы другим государствам, которые не укладываются в свою квоту. Россия присоединилась к Киотскому соглашению в ноябре месяце 2004 г.

10