Что выбрасывает тэц в атмосферу
Выбросы котельных и ТЭЦ
Здраствуйте, уважаемые читатели! Производство тепловой энергии на источниках теплоснабжения (ТЭЦ и котельных) имеет побочный эффект в виде выброса загрязняющих веществ в атмосферу. И это такой момент, который касается абсолютно всех. Итак, какие же вещества выбрасываются через дымовую трубу ТЭЦ или котельной?
Основные выбросы — это твердые частицы золы, оксиды серы (SO2, SO3), оксиды азота ( NOx). Если сгорание топлива прошло не полностью (а полное сгорание топлива — это только идеал), то в атмосферу выбрасываются такие вредные вещества, как угарный газ (СО), или монооксид по другому, углеводороды СН, и бенз(а)пирен С20Н12. Даже от такого простого перечисления всех этих веществ становится неприятно, так как это целый ряд химических соединений, которые оказывают негативное воздействие и на природу, и на человека. Рассмотрим эти загрязняющие вещества чуть подробнее.
Как я уже писал выше, при неполном сгорании топлива образуется окись углерода CO, или угарный газ, по другому. Это чрезвычайно сильный отравляющий газ. Общеизвестно, что зачастую люди, при возникновении пожара гибнут не от огня, а отравившись угарным газом. Конечно, при работе теплоисточников окись углерода выбрасывается в атмосферу в небольших концентрациях, но все же это представляет опасность для окружающей среды и человека.
Также при сжигании топлива образуется углекислый газ CO2. Этот газ не такой опасный, как окись углерода CO, но все же вред от него тоже есть. При повышении концентрации углекислого газа уменьшается концентрация кислорода в атмосфере. Кроме того, увеличение доли углекислого газа в атмосфере приводит к появлению так называемого «парникового эффекта». То есть, происходит следующее: углекислый газ пропускает коротковолновое солнечное излучение, и в тоже время поглощает длинноволновое излучение, отраженное от поверхности земли. Возникает парниковый эффект, что в глобальном масштабе приводит к повышению температуры, изменению температурного баланса.
Следующий загрязнитель из «букета» — диоксид серы (сернистый ангидрид) SO2, еще один чрезвычайно опасный газ. Особенно губителен диоксид серы для растений, при длительном воздействии диоксида серы растения погибают. У человека, признаки воздействия диоксида серы проявляются в виде кашля, першения в горле. При повышенных концентрациях — раздражение голосовых связок, удушье. Так называемые «кислотные дожди» — это тоже результат «деятельности» оксида серы SO2 совместно с оксидами азота. При взаимодействии с водой образует сернистую кислоту. Вообщем газ опасный.
Из этого же ряда, оксидов серы — серный ангидрид, или треокись серы SO3. Это бесцветный газ, в воздухе вступает в реакцию с парами воды, образуя серную кислоту. Также является сильным окислителем, и в больших концентрациях просто губителен для живых организмов.
Оксиды азота (NOx) образуются в процессе горения топлива, в результате химической реакции азота (из топлива и воздуха) с кислородом. Львиная доля здесь, более 90 процентов, приходится на монооксид азота NO. Монооксид азота токсичен, при вдыхании негативно воздействует на дыхательные пути. В остальных 10 процентах выбросов оксидов азота основную часть занимает диоксид азота NO2, который также токсичен, имеет резкий запах, и вызывает при больших концентрациях раздражение дыхательных путей.
Наиболее токсичным веществом в продуктах горения является бен(а)пирен C20H12, который образуется в результате неполного сгорания топлива, из за плохого смешивания топлива и окислителя. Для человека опасен тем, что может аккумулироваться, накапливаться в организме. В результате длительного воздействия способен вызывать злокачественные опухоли.
Вот такой «букет» различных нехороших веществ выбрасывает дымовая труба котельной или ТЭЦ. Конечно, здесь нужно понимать, что при правильном, грамотном подходе это негативное влияние отравляющих веществ минимизируется. Правильный подход — это установка электрофильтров, скрубберов, известковый метод очистки дымовых газов от оксидов серы, грамотная организация процесса горения топлива с целью уменьшения выбросов оксидов азота и так далее. В этом случае негативное влияние работы теплоисточников значительно уменьшается.
Относительно недавно узнал, что теплоисточники могут оказывать негативное влияние на биосферу в плане радиоактивности. Это касается выбросов ТЭЦ и котельных на твердом (угольном) топливе. Когда я учился, а учили нас еще по учебникам советского периода, там про радиоактивность топлива говорилось вскользь. Вероятно потому, что к тому, советскому времени, этот вопрос еще был плохо изучен. Изотопы радиоактивных веществ (радия, урана, тория) содержатся в углях в большей или меньшей степени. В результате получается следующая ситуация : уголь сжигается как топливо, а радиоактивные вещества попадают в атмосферу через дымовую трубу.
Конечно, все это происходит в мизерных дозах, но все же хорошего тоже ничего нет. Здесь нужно смотреть конкретный вид, марку угля, с какого месторождения, так как радиоактивность угля для разных месторождений разная. Естественно, радиоактивность угля контролируется специалистами соответствующего профиля (по крайней мере, надеюсь на это), но все же информацию эту нужно знать.
Буду рад комментариям к статье.
Что на самом деле выходит из труб ТЭЦ
Башни, выпускающие такие «белые облака», называются градирни. Еще их называют охладительными башнями. Они предназначены для охлаждения больших объемов воды в системах оборотного водоснабжения тепловых электростанций. На самом деле никакого дыма в таких устройствах быть не может. Внутри них ничего не горит, а наоборот – остужается.
Как работает ТЭЦ
Чтобы понять для чего нужны градирни, необходимо сначала выяснить как работает типовая ТЭЦ. Теплоносителем в таких теплоэлектроцентралях выступает водяной пар. Для его производства служит вода, которая чаще всего используется в системе ТЭЦ по замкнутому контуру.
Надежность работы котлов и систем теплоснабжения в первую очередь зависит от качества воды, поэтому обычная водопроводная вода здесь не годится. Так как главной задачей является предотвращение коррозии и накипи в котлах и трубопроводах, воду для них специально химически подготавливают, лишая ее кислорода, минеральных примесей, а также солей кальция и магния.
Подготовленная таким образом вода в паровых котлах превращается в пар и затем под высоким давлением поступает в паровые турбины для производства электроэнергии.
Проходя через рабочее колесо турбины, отработанный пар поступает в конденсаторы, чтобы потом снова в виде воды возвратиться в рабочий цикл производства. Но температура такой воды слишком высока, чтобы сразу вернуться в систему, поэтому для ее снижения и устанавливают градирни.
Градирни различаются по способу подачи воздуха (вентиляторные, башенные, вакуумные и брызгальные) и по направлению движения рабочей среды (с противотоком, с перекрестным током и со смешанным током).
Устройство градирни
Рассмотрим ее работу на примере самой обычной башенной градирни. Именно их чаще всего устанавливают вблизи ТЭЦ. Такие градирни самые экономичные, так как опираются на естественную тягу без использования электричества, но при этом они самые затратные в плане строительства из-за своего большого размера.
Горячая вода в такой башне подается насосами наверх к вершине башни и разбрызгивается оросительной системой, через множество специальных форсунок.
Снизу, через специальные окна, в градирню поступает воздух. Он движется вверх под действием естественной тяги, создаваемой в башне за счет перепада высоты.
При этом, часть горячей воды, успевает испариться и выходит вместе с воздухом через сопло градирни в виде пара. Другими словами, воздух как бы выталкивает часть пара наружу. Именно этот пар мы и видим в виде белых облаков над тепловыми электростанциями. Остальная часть воды, остуженная воздухом, под действием силы тяжести стекает вниз к основанию башни в специальный установленный водосборник.
А оттуда вода попадает обратно в систему. Так ТЭЦ удается экономить средства на водоподготовку.
А где тогда дым от котельных?
Другое дело – дымовые трубы, которые используются для выброса дыма из водогрейных и паровых котлов. Для нагрева воды в таких котлах в качестве топлива используется уголь, газ или мазут. А значит без процесса горения и дыма их работа невозможна. В отличие от градирен, из таких полосатых труб в атмосферу выходит дым.
Почему трубы строят такими высокими?
Большая высота дымовых труб котельных обусловлена несколькими факторами. Главный из них – экология. По понятным причинам дымовые трубы должны быть выше всех основных городских зданий. Также немаловажную роль играет наличие так называемого инверсионного слоя, или по-простому «купола».
Это невидимое скопление воздушных масс, которое препятствует вертикальному перемещению воздуха, образуя тем самым смог. Инверсионные слои называются также задерживающими. Поэтому в зависимости от местности трубы строят с учетом «пробития» такого «купола».
Вторая причина – чем выше дымовая труба, тем лучше тяга в топке котлов. А также, чем больше объем дымовых газов, требуемых для выброса, тем выше должна быть труба.
Почему заводские трубы окрашены в красно-белые полосы?
Трубы окрашивают в красно-белый цвет по требованиям авиационной безопасности.
Трубы высотой до 100 метров должны иметь окраску на 1/3 высоты трубы в виде чередующихся красно-белых полос одинаковой ширины. При этом верхняя и нижняя полосы должны быть окрашены в красный цвет. Дымовые трубы высотой выше 100 м, окрашиваются чередующимися полосами красного и белого цвета на всю высоту сооружения. То есть по количеству полос можно судить о высоте дымовой трубы.
Экологические проблемы энергетики: тепловых, атомных, гидроэлектростанций
Время на чтение: 3 мин
Принцип работы тепловых электростанций (ТЭС) заключается в сжигании топлива в топках паровых котлов, где образуется тепловая энергия пара. Через паровую турбину энергия пара преобразуется в механическую, которая в турбогенераторе превращается в электроэнергию. Около 90% всей электроэнергии вырабатывается на тепловых электростанциях. Но и по степени воздействия на окружающую среду теплоэнергетика стоит тоже на первом месте. В связи с этим актуальность снижения негативного влияния теплоэлектростанций на экологию ни у кого не вызывает сомнений.
Основные экологические проблемы тепловых электростанций
Процесс преобразования тепловой энергии в электрическую включает в себя три стадии:
Любая стадия технологического цикла оказывает существенное влияние на окружающую среду.
Вредные выбросы в атмосферу
Основными видами органического топлива, используемыми на тепловых электростанциях, являются газ, мазут, сланцы, уголь, торф. Среди них природный газ признан самым экологически безопасным топливом.
Уже на начальном этапе добычи топлива происходят значительные выбросы с мест добычи, например, с угольных разрезов. Пыль, углекислый газ, оксид азота и другие вещества, образующиеся при взрывных работах и выхлопах мощного карьерного транспорта, загрязняют территорию в радиусе 3-4 км от мест разработок.
При сжигании указанных видов топлива в атмосферу попадают токсические вещества:
Чем грозит человечеству глобальное загрязнение воздушной оболочки нашей планеты?
Определение степени загрязнения воздуха с помощью индекса загрязнения атмосферы
Загрязнение атмосферы Земли: классификация по виду и составу
Разрушение озонового слоя
Находясь в 30 км от поверхности земли, озоновый слой выполняет защитную функцию, поглощая излишнее агрессивное ультрафиолетовое излучение. Содержание в отводящих дымовых газах тепловых электростанций некоторых продуктов горения влияет на сохранность озонового слоя земли. Соединения водорода, азота и хлора в стратосфере вступают в реакцию с озоном и разрушают его. Образуются дыры в озоновом слое, которые приводят к повышению активности солнечной радиации. Это негативно влияет на растения, нарушая процессы фотосинтеза, а также на животных и человека, провоцируя ожоги и кожные болезни.
На улицы города опустился густой желтый туман. Есть ли повод для беспокойства и как обезопасить свое здоровье?
Аварии с выбросом радиоактивных веществ, определившие путь развития ядерной энергетики
Экологические катастрофы: неизбежность или халатность? Основные причины и классификации катастроф
Основные виды естественных и искусственных источников загрязнения атмосферы и вред, которые они наносят
Кислотные дожди
Вследствие чего образуются газы, приводящие к парниковому эффекту на планете?
Человек по отношению к природе: разрушитель или хранитель?
Сточные воды
Все стадии технологического процесса в теплоэлектростанциях требуют большого расходования воды. Большая часть воды направляется на охлаждение конденсаторов паровых турбин.
Около 7% от общего расхода воды станцией приходится на химическую промывку систем зольного, шлакоудалительного и прочего оборудований. Как правило, это растворы едкого натра, соляной кислоты, солей аммония. Они и являются основными составляющими примесного загрязнения сточных вод теплоэлектростанций.
Кроме этих химических элементов, сточные воды несут в себе нефтепродукты, фенолы, ванадий, фтор, различные реагенты и осветлители. При сбросе в водоёмы сточные воды предприятий теплоэнергетики неизбежно вызывают серьёзное химическое загрязнение окружающей гидросферы. Это приводит к уменьшению популяций гидробионтов и цепной реакции угнетения всей флоры и фауны водоёма.
Основные источники и виды загрязнения подземных вод
Основные источники химического загрязнения воды
Тепловое загрязнение
Представляет опасность и тепловое воздействие с охлаждающей водой, которое провоцирует так называемое тепловое загрязнение водоёмов. Даже при незначительном повышении температуры в водоёме ускоряются все химические реакции, увеличивается дефицит кислорода. Типично водные объекты могут со временем превратиться в болотные. Как следствие, в таком водоёме поражается фауна, сокращается прирост водорослей, рыба становится малоподвижной, мало ест и плохо размножается. Прирост на 3 градуса по сравнению со среднемесячной температурой в водоёме представляет серьёзную угрозу рыбному хозяйству.
Экологические проблемы современной России
Парниковый эффект, его участие в будущем Земли
Влияние вырубки лесов на мировую экологию
Проблемы, связанные с отходами
Ежегодно тепловые электростанции оставляют тонны твёрдых отходов в виде золы, шлака. Их практически не утилизируют, складируя на специальных полигонах. Эти территории становятся очагами захоронения таких токсичных веществ, как тяжёлые металлы, оксиды кремния и алюминия, бензапирен.
Почва накапливает в себе все загрязнители, становясь не пригодной для какого-либо иного использования.
Токсические испарения поднимают мелкодисперсные вещества в атмосферу, а дождевые и талые воды приносят загрязнители со свалок и полигонов в ближайшие водные объекты.
Тяжелые металлы – наиболее опасные элементы, способные загрязнять почву
Возможно ли решение современных экологических проблем в глобальном масштабе
Иные загрязнения
Вблизи тепловых электростанций, работающих на угле, а также рядом с полигонами их отходов, всегда превышен естественный радиационный фон. Это обусловлено содержанием в угле радиоактивных изотопов, которые попадают в окружающую среду вместе с другими продуктами сгорания.
Естественные и антропогенные источники радиоактивного загрязнения
Влияние старых и новых атомных электростанций на экологию
Работа тепловых электростанций также способствует электромагнитному и шумовому загрязнению окружающей среды.
Влияние электрических станций на экологическую среду
Отличие ТЭЦ от КЭС
Отличие ТЭЦ от КЭС является то, что на ТЭЦ производится не только электрическая, но и тепловая энергия. То есть ТЭЦ предназначен для централизованного снабжения предприятий и городов электроэнергией и теплом. А КЭС только для снабжения электричеством.
При такой комбинированной выработке электроэнергии и тепла достигается значительная экономия топлива по сравнению с раздельным электроснабжением от КЭС и выработкой тепла от местных котельных. На ТЭЦ производится около 25% электроэнергии, их КПД достигает 70%.
ТЭЦ могут работать в чисто конденсационном цикле, то есть при отсутствии отпуска тепла из отборов, и в смешанном режиме, то есть при отпуске тепла и в конденсационном режиме. В чисто теплофикационном цикле они работать не могут, так как по техническим требованиям всегда требуется минимальный пропуск тепла в конденсатор, что обуславливает минимальную конденсационную выработку электроэнергии. Данные турбоагрегаты разделяются на два вида: с одним отбором пара на отопление и горячее водоснабжение типа Тис двумя отборами пара, типа ПТ, с отбором также на технологические нужды, для чего требуется пар более высоких параметров.
Основное отличие ТЭЦ от КЭС заключается в специфике пароводяного контура и способе выдачи электроэнергии.
Специфика электрической части заключается в расположении рядом с электростанцией центров электрических нагрузок. В этих условиях часть мощности выдаётся в местную сеть на генераторном напряжении. С этой целью на станции имеется генераторное распределительное устройство ГРУ. Часть мощности идёт на собственные нужды, а остальная доля мощности выдаётся в энергосистему на высоком напряжении.
Кэс удалены от потребителей электроэнергии, что определяет в основном выдачу электроэнергии на высоких и сверхвысоких параметрах;
КЭС имеют КПД = 40 — 42%, который в основном определяется тепловыми потерями в пароводяном контуре.
Различие в электрической части ТЭЦ от КЭС
На ТЭС также расположено генераторное распределительное устройство ГРУ. Распределительные устройства генераторного напряжения служат для приема электроэнергии от генераторов и ее распределения потребителям генераторного напряжения, а также на повысительные подстанции и собственные нужды.
Влияние электрических станций на экологическую среду
Влияние ТЭС на окружающую среду:
в качестве топлива ежегодно уничтожается огромное количество ценного природного сырья, преимущественно органического, зачастую привозимого издалека;
Ø большой вред природе наносится при прокладке нефте- и газопроводов;
Ø при работе ТЭС ежегодно образуются сотни миллионов тонн твердых отходов в виде золы и шлаков, которые практически не утилизируются, скапливаясь в огромных количествах на специальных полигонах. Они содержат целый ряд химических элементов, таких, как Zn, Mn, Sr, Ti, Ba и др., многие из которых токсичны. Эти элементы проникают из шлаков и золы в почву и подземные воды, делая их непригодными как для бытового, так и для хозяйственного использования;
Ø атмосферные выбросы ТЭС содержат SO2, оксиды азота, тяжелые металлы (As, Pb, Cd, V) и другие вредные для окружающей среды химические вещества;
Ø происходит загрязнение приземного слоя атмосферы большими количествами CO2, образующегося в результате процесса горения;
Ø локализованный процесс горения обуславливает возможность кислородного голодания региона ввиду превышения скорости потребления кислорода над скоростью его поступления в атмосферу за счет процесса фотосинтеза;
Ø вблизи ТЭС, работающих на угле, обычно превышен естественный радиационный фон. Это объясняется присутствием в угле микропримесей радиоактивных изотопов (U-238, Th-232 и др.), которые при работе ТЭС поступают в окружающую среду вместе с другими продуктами сгорания;
Ø происходит тепловое загрязнение природных водоемов, вода которых используется для охлаждения отработавшего пара из паровых турбин ТЭС;
Ø работа ТЭС способствует шумовому и электромагнитному загрязнению окружающей среды.
Хочется отметить, что химическое загрязнение окружающей среды при работе ТЭС является одним из основных источников возникновения таких глобальных экологических проблем, как “парниковый эффект”, кислотные дожди, не говоря уже о том ущербе, какой наносится растительному и животному миру присутствием в компонентах окружающей среды токсичных веществ различного характера воздействия.
Влияние КЭС на окружающую среду
тепловое загрязнение атмосферы;
электромагнитное загрязнение, обусловленное влиянием линий высокого и сверхвысокого напряжения;
загрязнение гидросферы (тёплая вода, охлаждающая конденсатор);
влияние на литосферу, сказывающееся в извлечении больших масс топлива из земли, захоронение продуктов сгорания (зола и шлаки).
Принцип работы: Вода поступает в турбину ГЭС из верхнего бьефа реки (водохранилища, созданного плотиной) и уходит в нижний бьеф. Таким образом, энергия движения воды преобразуется в турбине в механическую энергию, которая затем генерируется в электрическую энергию. Основной вред окружающей среде и хозяйственной деятельности человека при работе ГЭС наносится созданием плотин и водохранилищ. Влияние ГЭС на окружающую среду:
Ø происходит нарушение естественных путей миграции рыб на нерестилища и обмеление самих нерестилищ в низовьях рек;
Ø оказывается большое влияние на водоснабжение, водоорошение, работу речного транспорта — то есть на судоходство рек;
Ø происходит затопление плодородных земель;
Ø возникает целый ряд экономических проблем: становятся необходимыми затраты на передислокацию населения, сельских хозяйств и промышленных объектов в новые районы из мест затопления;
Ø работа ГЭС способствует шумовому и электромагнитному загрязнению окружающей среды. Однако в работе ГЭС есть и свои плюсы: вода — возобновляемый природный ресурс; ГЭС не вносят химическое и тепловое загрязнения в окружающую среду; себестоимость энергии, вырабатываемой ГЭС, в 4 раза ниже, чем у ТЭС и во столько же раз быстрее ее самоокупаемость.
Атомные электростанции (АЭС)
Принцип работы: В реакторе АЭС выделяется тепловая энергия — за счет высвобождения энергии связи нейтронов и протонов при делении ядер радиоактивных изотопов урана (U-235,238,234) под воздействием нейтронов; тепловая энергия превращается в механическую, а затем — в электрическую.
Основной опасностью при работе АЭС является загрязнение окружающей среды радиоактивными отходами и тепловое загрязнение водоемов, вода из которых используется для охлаждения ядерного реактора и других агрегатов АЭС. При проектировании и строительстве АЭС необходимо учитывать сейсмическую опасность в регионе, плотность населения, характеристику грунтовых слоев, вероятность наводнений, наличие достаточного количества воды для охлаждения реактора и другие условия. Очевидные преимущества АЭС: при сжигании 1 г ядерного топлива выделяется в 3106 раз больше теплоты, чем при сжигании 1 г угля; для работы АЭС мощностью в 1 млн. кВатт в течение 3-х лет нужно 2 вагона ядерного топлива, а для ТЭС с аналогичной мощностью — 300 000 вагонов угля.
Экологические последствия работы ТЭС
При дальнейшем активном использовании тепловых электростанций становятся неотвратимы такие последствия:
Экологические проблемы электроэнергетики
Энергетическая отрасль отлично работает в отношении экономики, но этого, увы, нельзя сказать про экологическую обстановку.
Развитие и использование энергетических объектов становится причиной:
Кроме того, в процессе эксплуатации происходит исчерпание природных ресурсов, которые не всегда являются возобновимыми.
Не менее серьезная проблема применения энергетического оборудования заключается в его небезопасности. Тепловая или атомная электростанция способна уничтожить жителей населенного пункта, в черте которого располагается. Крупные атомные реакторы угрожают жизни всего человечества.
Всем известный пример – авария на Чернобыльской АЭС, которая произошла в 1986 году. Происшествие явно показало каковы последствия взрыва любой атомной электростанции.
В повседневной жизни мы часто говорим: «пойду подышу свежим воздухом», после чего просто выходим из дома на улицу или в лучшем случае в парк. Но кто из нас действительно задумывался над тем, что вкладывается в понятие «свежий, чистый воздух», и много ли в России городов, где смело дышать полной грудью было бы как раз небезопасно?
Статья подготовлена специально для 59 номера издаваемого «Беллоной» журнала «Экология и право».
Главные виновники
Сложно поспорить с тем, что на городской улице по-настоящему чистым и свежим воздухом надышаться вряд ли получится – особенно в городе-миллионнике. Да и в парках особой чистоты в атмосфере тоже не наблюдается. По данным официального «Доклада об экологической ситуации в Санкт-Петербурге в 2014 году» городского Комитета по природопользованию, охране окружающей среды и обеспечению экологической безопасности, в атмосферный воздух в Северной столице выбрасывается 451 загрязняющее вещество. Суммарный выброс этих веществ в атмосферу в 2014 году составил 513,2 тыс. тонн.
Сейчас главным загрязнителем петербургского воздуха считается автотранспорт – то есть передвижной источник: на его долю приходится 86% всех вредных выбросов. Среди стационарных источников лидируют предприятия топливно-энергетического комплекса (ТЭК). Кстати, раньше объекты ТЭК по степени «антиэкологичности» обгоняли и автотранспорт. Потом машин стали покупать все больше и больше, а владельцы теплоэлектроцентралей (ТЭЦ) и котельных задумались над модернизацией генерирующих мощностей: хотелось удешевить процессы и сделать производство более чистым.
В 2014 году выбросы вредных веществ в атмосферный воздух от стационарных источников в Петербурге составили 70,5 тыс. тонн. Эти цифры меньше показателей предыдущего года на 2,5% (1,8 тыс. тонн). Так, в атмосферу стало попадать на 20% меньше диоксида серы, на 6% снизились показатели оксида углерода (CO, или угарного газа), на 11% – окислов азота (NOx) и на 39% – летучих органических соединений. Однако увеличились выбросы твердых загрязняющих веществ – на 9%, а выбросы углеводородов увеличились на целых 74%, составив в 2014 году 6,4 тыс. тонн.
Труднее всего, согласно докладу Комитета по природопользованию, найти чистый воздух жителям Выборгского, Кировского, Приморского и Невского районов, где выбросы стационарных источников наиболее существенны. Легче дышится в Ломоносовском, Кронштадтском, Адмиралтейском, Фрунзенском и Петродворцовом районах.
Всего же по России в качестве основного источника загрязнений атмосферного воздуха лидирует также автотранспорт, оставляя стационарные источники далеко позади. Среди последних, по данным ежегодного Государственного доклада о состоянии и об охране окружающей среды в Российской Федерации, больше всего загрязняют воздух обрабатывающие производства, за ними следует отрасль добычи полезных ископаемых, а затем – доля сектора производства и распределения электроэнергии, газа и воды, на который в 2014 году пришлось 3761,483 тыс. тонн общих выбросов, или, в пересчете на душу населения, – 25,717 кг на человека.
ТЭЦ и котельные: уголь против газа
Основным видом топлива для ТЭЦ и котельных является уголь, мазут, дизельное топливо или природный газ. В Петербурге сейчас компании теплоэнергетического комплекса активно переводят свои объекты с твердого топлива на газовое. При этом, считают энергетики, выигрывает и компания, и природа.
По данным Комитета по энергетике и инженерному обеспечению, сейчас в Петербурге в системе теплоснабжения работают 10 ТЭЦ ОАО «Территориальная генерирующая компания № 1» (ТГК-1), 6 ведомственных ТЭЦ, 273 котельных государственного унитарного предприятия (ГУП) «Топливно-энергетический комплекс Санкт-Петербурга» («ТЭК СПб»), 286 котельных ООО «Петербургтеплоэнерго» и 132 теплоснабжающие организации.
Все ТЭЦ, принадлежащие компании ТГК-1, работают на природном газе, а мазут используется только в качестве резервного топлива. Однако и при работе на газе ТЭЦ выбрасывают в атмосферу достаточное количество загрязняющих веществ, и компании, судя по их заявлениям, продолжают работать над снижением вредного воздействия на окружающую среду. «По итогам I квартала 2015 года объем выбросов производственных объектов ОАО «ТГК-1» в атмосферу снизился на 7,5% по сравнению с аналогичным периодом 2014 года. Ни на одной из 54 электростанций не отмечено превышений установленных экологических нормативов», – сообщают, например, в пресс-службе ТГК-1.
Городские котельные пока не могут похвастаться такой «чистой» статистикой, однако работа по переводу угольных котельных на газ ведется не первый год.
Почти половина петербургских котельных принадлежит ГУП «ТЭК СПб», и основным топливом для большинства из них служит газ. Как сообщила журналу «Экология и право» заместитель руководителя пресс-службы ГУП «ТЭК СПб» Анна Иванова, в 2015 году компания приступила к реализации программы по реконструкции котельных, работающих на твердых и жидких видах топлива (уголь и мазут). Всего таких котельных в ведении ГУП «ТЭК СПб» 34. Двадцать семь объектов в будущем переведут на газ, сообщила представитель ГУП «ТЭК СПб», еще семь будут переоборудованы под центральные тепловые пункты – объекты, не вырабатывающие тепловую энергию, а распределяющие тепло между потребителями. Кстати, перевод котельных на газовое оборудование, по расчетам предприятия, позволит ежегодно экономить более 200 млн рублей. Затраты на реконструкцию смогут окупиться менее чем за три года. Кроме того, эти меры, по оценке компании, позволят значительно снизить объем выбросов в окружающую среду вредных веществ.
При сжигании угля на ТЭЦ или в котельных выделяются диоксид азота, оксид азота, оксид углерода, бенз(а)пирен, диоксид серы, неорганическая пыль и сажа. При использовании газообразного топлива вместо семи видов загрязняющих веществ выделяются только четыре: диоксид азота, оксид азота, диоксид серы и бенз(а)пирен. Кроме того, сернистого ангидрида (SO2) – токсичного вещества, при отравлении которым появляются кашель, насморк, слезотечение, головокружение, – при сжигании газа выбрасывается в воздух значительно меньше, а сажа исчезает вообще.
Однако даже при переходе на газ приоритетные загрязнители атмосферы в Петербурге – окислы азота и бенз(а)пирен – никуда не исчезают, уменьшается лишь их количество. Причем уровень концентрации бенз(а)пирена, который является веществом 1-го класса опасности и имеет свойство накапливаться – обычно в почве или воде, по словам руководителя Федеральной службы России по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды (Росгидромет) Александра Фролова, прозвучавшим в докладе на третьем заседании Федерального экологического совета в Петербурге в июне этого года, автоматической системой мониторинга атмосферного воздуха в городе не измеряется.
А что же в других городах?
Активный перевод объектов ТЭК на газ – тенденция далеко не для всей России: твердое топливо было и, судя по официальным данным, остается основным для отопительных систем многих городов страны.
Как указывает исследование «К оценке влияния деятельности ТЭК на качество окружающей среды и здоровье населения», ссылаясь на данные петербургского НИИ охраны атмосферного воздуха (НИИ «Атмосфера») о выбросах загрязняющих веществ в Российской Федерации, в городах Абакан, Барнаул, Благовещенск, Горно-Алтайск, Красноярск, Кызыл, Чита, Улан-Удэ из общего числа источников теплоснабжения более 70% в 2007 году работало на твердом топливе, и выбросы от энергетических установок составляли более 50-60% общего потока загрязняющих веществ в атмосферный воздух от стационарных источников.
Ухудшает ситуацию в Сибири и на Дальнем Востоке резко континентальный климат, а также низкая способность атмосферы к самоочищению, отмечает исследование: в таких природных условиях даже при небольших выбросах вредные вещества могут накапливаться в атмосферном воздухе до высоких концентраций. Средняя концентрация взвешенных частиц – находящихся в воздухе мелких частиц пыли, золы, сажи, дыма, различных химических соединений – в атмосферном воздухе в городах азиатской части России, по данным НИИ «Атмосфера», было в 2007 году на 30% выше, чем в городах европейской части.
Большинство ТЭЦ, работающих на угле, говорится в исследовании, расположены на Урале в Свердловской и Челябинской областях, в регионах Сибири и Дальнего Востока – в Кемеровской, Пермской, Иркутской областях и Забайкальском крае.
При этом использование угля сказывается не только на качестве воздуха, но и в целом на качестве жизни. В регионах с наибольшим использованием угля индекс человеческого развития (ИЧР) – интегральный показатель, включающий ожидаемую продолжительность жизни, грамотность, образование, доходы населения, – в 2006 году был значительно ниже, чем на других территориях страны. Исследование приводит информацию ангарского издания «Оценка адекватности ведомственных систем мониторинга атмосферного воздуха для целей оценки риска здоровью населения / Оценка риска для здоровья от неблагоприятных факторов окружающей среды: опыт, проблемы и пути решения», согласно которому из десяти субъектов РФ с наиболее низким ИЧР в шести регионах доминировало использование угля в качестве топлива (Республика Бурятия, Амурская область, Еврейская автономная область, Забайкальский край, республики Алтай и Тыва). Ожидаемая продолжительность жизни в этих регионах, по данным издания, не превышала 60,9 лет, что на 4,4 года меньше среднероссийского показателя.
«Выбросы ТЭК, по нашим ориентировочным оценкам, обусловливают примерно 15-20% дополнительной смертности населения, связанной с загрязнением атмосферного воздуха», – пишет автор исследования, руководитель Лаборатории прогнозирования качества окружающей среды и здоровья населения Института народнохозяйственного прогнозирования РАН, профессор Борис Ревич, резюмируя: «Экологически непроработанные решения по строительству и (или) расширению объектов ТЭК могут привести к дальнейшему ухудшению условий проживания и здоровья населения».
Уголь будет жить?
И еще два-три года назад, как следует из доклада Министерства энергетики РФ «Теплоэнергетика и централизованное теплоснабжение России в 2012-2013 годах», ситуация, очевидно, не претерпела сильных изменений.
Из более чем 73 тыс. котельных, действующих в системах централизованного теплоснабжения в России в 2013 году, на твердом топливе работало 34,2%, на газе – 60,2%. В целом по России 20% теплоэлектроцентралей в 2012 и 2013 годах использовали твердое топливо и 76% – природный газ.
Но данные по Сибирскому и Дальневосточному федеральным округам показывают почти зеркальную картинку: до 72% твердого топлива на ТЭЦ и 61-62% в котельных против более 20% газа в Сибири, 53-55% твердого топлива используют котельные на Дальнем Востоке. Впрочем, доля природного газа на дальневосточных ТЭЦ за два года выросла с 44% до 52%.
Несмотря на то, что уголь является одним из самых экологически вредных источников энергии, власти России планируют расширение угольной промышленности. Так, в «Программе развития угольной промышленности на период до 2030 года», обновленной в июне 2014 года, говорится, что реализация принятого документа, в частности, позволит обеспечить рост поставок российского угля для электроэнергетики на внутреннем рынке с 102 млн тонн в 2010 году до 123 млн тонн в 2030 году. Тогда же министр энергетики Александр Новак сообщил на правительственном совещании, что на Дальнем Востоке предусматривается строительство нескольких теплоэлектростанций, использующих в качестве топлива уголь.
Впрочем, технологии сжигания угля все-таки хотят модернизировать. В частности, в «Энергетической стратегии России на период до 2030 года» указано, что для достижения стратегических целей развития необходимо решить в том числе задачу по расширенному внедрению новых экологически чистых и высокоэффективных технологий сжигания угля.
Но пока что получается, что наряду с ростом числа газовых ТЭЦ и котельных в Петербурге и в других крупных городах страны, как и в регионах добычи угля, продолжают вырабатывать энергию из твердого топлива. И в ближайшие годы городскому населению России, видимо, насладиться чистым и свежим воздухом так и не удастся.