| Головна |
| « Попередня | Наступна » | |
XII.2. Екологічні проблеми гідроенергетики |
||
|
Одне з найважливіших впливів гідроенергетики пов'язано з відчуженням значних площ родючих (заплавних) земель під водосховища. У Росії, де за рахунок використання гідроресурсів виробляється не більше 20% електричної енергії, при будівництві ГЕС затоплено не менше 6 млн. га земель. На їх місці знищені природні екосистеми. Основні впливу ГЕС на середу, різні ланки екосистем і людини наведено в табл. 35. 303 Таблиця 35 Вплив гідроенергетики на навколишнє середовище, екосистеми і людини Техно-ті ва едемі Ети середовища та бмоту Приклади логи - ланцюгових чний грунту і повітря? оди екосистеми реакцій процес грунти і людини 1 2 3 4 5 6 Строї-руйнуючи-Аерозоль-Некото-чистячі-Поточна вода тельст-ня грунтів ве зафя-рої нару-ве раз-(річка) - » водо-во і фунтів лю шення ре-рушення сховище-»ГЕС на лад-продукту-жиму і екосистем накопичення площад-ми руйнуючої-зафязне-та їх еле-хімічних ках, підні-шення ня в ме-ментів речовин ездних пу-грунтів , стах будів-(рости-(евтрофіка-тях, госпо-буд-ництва ності ція) плюс дарських мате-(обвідні грунтів), фа ^ теплове об'єктах ріалами канали та кторого біс-зафязненіе тощо; пе-(особливо т.п.) покойство - »заростання ремеще-цемен-для живіт-водойми ня біль-том); них, ін-(цвітіння) - ших мас хімічна-Тенсо-збагачення фунтів, дещо - поза-ний про-органікою-» особливо великих мисел і обескіслоро-прі будів-обсягах т.п. Впливав-живание-»ительство в основ-ня на че-перетворення гребель і ном від ра-дини в екосистеми обвалова-боти тих-основному фанзітного нии водо-ники, через з-типу в сховищ підприєм-сування аккумулято-тий, середовища та но-застійну Строймат-соціаль--псування води ріалів ві фак--хвороби риб тори-втрата пі-щевих або смакових властивостей води і продуктів промислу 304 1 2 3 4 5 6 Запілля-Відхід під Доповни-Зміна те-Повний Тиск ня воду пло-тельное кущіх вод уничтоже-водних мас водо-огрядних випаровування на застій-ня сухо-на ложі під-храни-зрозуміємо-с чаші ві, неіз-путніх дохраніліщ ліщ них зе-водос-бажаних екосистем-інтенсіф-мель ніліщ зафязне- (зведення кація сей-(затоплення-ня водо-лісів або сейсмічних ня), сховищ їх загибель явищ підйом бИСфО-від підтем-фунтових розчинник ння, вод в при-мимі або часто ос-Брежнєв взмучивая-тавленіе зоні (під-новлюються ве-всієї біо-топлення, ществами маси в заболачі-прі запов-зоні зате-вання). В нении ча-ння), гірських ши водо-зміна при-умовах сховищ прибережних такі яв-і форми-екосистем. лення ровании неминучий-виражені берегів ве пере-в мен-селище шей людей зі ступеня зони за-топлення, соціаль-ні з-тримки Робота Те же.что Вище-Зафязне-формую-ГЕС і при за-ня влаж-ня в ре - вання но-топлене, ності, зультате вих еко-11-2937 305 1 2 3 4 5 б ПЛЮС MHO нижче-стоків з водо-систем (в основ-голетней ня тим-зборів та раз-ном лугових і бо-зруйнований-ператур, ложения біль-лотно) в зоні під-ня бере-тумани, ших мас ор-топления, зарости-говой ли-місцеві Ганик грунтів, ня вод, цвітіння; нии (аб-вітри , рослинних порушення міграційного разія), часто вже не-остатковдре-цій риб та інших формую-приємний весіни і т.п., гідробіонтов.сме-вання но-запах від освіту на більш цінних вих типів гниття фенолів, на-видів менш цін - грунтів в органи-копленіем біо-ними; захворює ия прибережних-чеських генів і дру-риб (гельмінти і ної зоні залишків гих речовин; інші паразити), посилене забивання жабер-прогрівання, вих щілин риб особливо крейда-водоростями, раз-ководій (теп-рушення нерес-ловое загряз-тіліщ і зимо-ня), евтро-вальних ям. фикация, коль-Втрата смакових тение, поті-якостей риб.Уве-ря кисню, личение вероят-накопичення ності захворювань-важких ме-ний людей при таллов, мулу, контакті з водно-радіоак-ми масами (купа-них та інших ня тощо) та про-речовин, пор-дуктами промис-1 ча води ла Значні площі земель поблизу водоймищ відчувають підтоплення в результаті підвищення рівня грунтових вод. Ці землі, як правило, переходять у категорію заболочених. У рівнинних умовах підтоплені землі можуть складати 10% і більше від затоплених. Знищення земель і властивих їм екосистем відбувається також у результаті їх руйнування водою (абразії) при формуванні берегової лінії. Абразійні процеси зазвичай тривають десятиліттями, мають наслідком переробку великих мас почвогрушов, забруднення вод, замулення юдохраііліщ. 306 Таким чином, з будівництвом водоймищ пов'язане різке порушення гідрологічного режиму річок, властивих їм екосистем і видового складу гідробіонтів. Так, Волга практично на всьому протязі (від витоків до Волгограда) перетворена на безперервна систему водосховищ. Погіршення якості води у водосховищах відбувається з різних причин. У них різко збільшується кількість органічних речовин як за рахунок що пішли під воду екосистем (деревина, інші рослинні залишки, гумус грунтів і т. п.), так і внаслідок їх накопичення в результаті уповільненої водообміну. Це свого роду відстійники та акумулятори речовин, що надходять з водозборів. У водосховищах різко посилюється прогрівання вод, що інтенсифікує втрату ними кисню й інші процеси, що обумовлюються тепловим забрудненням. Останнє, спільно з накопиченням біогенних речовин, створює умови для заростання водойм і інтенсивного розвитку водоростей, у тому числі і отруйних синьо-зелених (цианей). З цих причин, а також внаслідок повільної оновлюється ™ вод різко знижується їх здатність до самоочищення. Погіршення якості води веде до загибелі багатьох її мешканців. Зростає захворюваність рибного стада, особливо ураження гельмінтами. Знижуються смакові якості мешканців водного середовища. Порушуються шляхи міграції риб, йде руйнування кормових угідь, нерестовищ і т. п. Волга багато в чому втратила своє значення як нерестовище для осетрових Каспію після будівництва на ній каскаду ГЕС. У кінцевому рахунку перекриті водоймищами річкові системи з транзитних перетворюються у транзитно-акумулятивні. Крім біогенних речовин, тут акумулюються важкі метали, радіоактивні елементи і багато отрутохімікати з тривалим періодом життя. Продукти акумуляції роблять проблематичним можливість використання територій, займаних водоймищами, після їх ліквідації. 307 Незважаючи на відносну дешевизну енергії, одержуваної за рахунок гідроресурсів, частка їх в енергетичному балансі поступово зменшується. Це пов'язано як з вичерпанням найбільш дешебих ресурсів, так і з великою територіальною ємністю рівнинних водосховищ. Вважається, що в перспективі світове виробництво енергії на ГЕС не буде перевищувати 5% від загальної. Водосховища роблять помітний вплив на атмосферні процеси. Наприклад, в посушливих (аридних) районах, випаровування з поверхні водосховищ перевищує випаровування з рівновеликої поверхні суші в десятки разів. Тільки з каскаду Волзько-Камс-ких водосховищ щорічно випаровується близько 6 км3. Це приблизно 2-3 річні норми споживання води Москвою. З підвищеним випаровуванням пов'язано зниження температури повітря, збільшення туманних явищ. Різниця теплових балансів водоймищ і прилеглої суші обумовлює формування місцевих вітрів типу бризів. Ці, а також інші явища мають наслідком зміну екосистем (не завжди позитивну), зміна погоди. У ряді випадків у зоні водосховищ доводиться міняти напрям сільського господарства. Наприклад, у південних районах нашої країни деякі теплолюбні культури (баштанні) не встигають визрівати, підвищується захворюваність рослин, погіршується якість продукції. Витрати гідробудівництва для середовища помітно менше в гірських районах, де водосховища зазвичай невеликі за площею. Однак у сейсмонебезпечних гірських районах водосховища можуть провокувати землетрусу. Збільшується ймовірність зсувних явищ і імовірність катастроф внаслідок можливого руйнування гребель. Так, в 1960 р. в Індії (штат Гун-жаратам) в результаті прориву греблі вода забрала 15 тисяч життів людей. ХП.З. Екологічні проблеми ядерної енергетики Ядерна енергетика донедавна розглядалася як найбільш перспективна. Це пов'язано як з відносно великими запасами ядерного палива, так і з щадним впливом на середу. До переваг відноситься також можливість будівництва АЕС, не прив'язуючись до родовищ ресурсів, оскільки їх транспортування не вимагає істотних витрат у зв'язку з малими обсягами. Досить відзначити, що 0,5 кг ядерного топ 308 лива дозволяє отримувати стільки ж енергії, скільки спалювання 1 ТОВ тонн кам'яного вугілля. До середини 80-х років людство в ядерній енергетиці бачило один з виходів з енергетичного глухого кута. Тільки за 20 років (з середини 60-х до середини 80-х років) світова частка енергетики, одержуваної на АЕС, зросла практично з нульових значень до 15-17%, а в ряді країн вона стала переважаючою. Жоден інший вид енергетики не мав таких темпів зростання. До недавнього часу основні екологічні проблеми АЕС зв'язувалися з похованням відпрацьованого палива, а також з ліквідацією самих АЕС після закінчення допустимих термінів експлуатації. Є дані, що вартість таких ліквідаційних робіт складає від 1/6 до 1/3 від вартості самих АЕС. Деякі параметри впливу АЕС і ТЕС на середу представлені в табл. 36. При нормальній роботі АЕС викиди радіоактивних елементів в середу вкрай незначні. У середньому вони в 2-4 рази менше, ніж від ТЕС однакової потужності. До травня 1986 400 енергоблоків, що працювали в світі і що давали більше 17% електроенергії, збільшили природний фон радіоактивності не більше ніж на 0,02%. До Чорнобильської катастрофи в нашій країні ніяка галузь виробництва не мала меншого рівня виробничого травматизму, ніж АЕС. За 30 років до Таблиця 36 Порівняння АЕС і ТЕС по витраті палива і впливу на середовище. Потужність електростанцій по 1000 мВт, робота протягом року (Б. Небел, 1993) Фактори впливу на середу ТЕС АЕС Паливо 3,5 млн.т вугілля 1,5 т урану або 1000 т уранової руди Відходи: вуглекислий газ 10 млн.т - сірчистий ангідрид і 400 тис.т інші сполуки зола 100 тис.т - радіоактивні - 2 т 309 трагедії при аваріях, і то по Нерадіаційні причин, загинуло 17 чоловік. Після 1986 р. Головну екологічну небезпеку АЕС стали пов'язувати з можливістю аварій. Хоча ймовірність їх на сучасних АЕС і невелика, але вона і не виключається. До найбільш великих аварій такого плану відноситься що трапилася на четвертому блоці Чернобьшьской АЕС. За різними даними, сумарний викид продуктів розподілу від містяться в реакторі склав від 3,5% (63 кг) до 28% (50 т). Для порівняння зазначимо, що бомба, скинута на Хіросіму, дала тільки 740 г радіоактивної речовини. У результаті аварії на Чорнобильській АЕС радіоактивного забруднення зазнала територія в радіусі більше 2 тис. км, що охопила понад 20 держав. У межах колишнього СРСР постраждало 11 областей, де проживає 17 млн. чоловік. Загальна площа забруднених територій перевищує 8 млн. га, або 80 000 км2. У Росії найбільш значно постраждали Брянська, Калузька, Тульська і Орловська області. Плями забруднень маються на Бєлгородської, Рязанської, Смоленської, Ленінградської та інших областях. У результаті аварії загинула 31 людина і більше 200 осіб отримали дозу радіації, що привела до променевої хвороби. 115 тис. чоловік було евакуйовано із найбільш небезпечною (30-кілометрової) зони відразу після аварії. Число жертв і кількість евакуйованих жителів збільшується, розширюється зона забруднення в результаті переміщення радіоактивних речовин вітром, при пожежах, з транспортом і т. п. Наслідки аварії будуть позначатися на житті кількох поколінь. Після аварії на Чорнобильській АЕС окремі країни прийняли рішення про повну заборону на будівництво АЕС. У їх числі Швеція, Італія, Бразилія, Мексика. Швеція, крім того, оголосила про намір демонтувати всі діючі реактори (їх 12), хоча вони і давали близько 45% всієї електроенергії країни. Різко сповільнилися темпи розвитку даного виду енергетики в інших країнах. Вжито заходів щодо посилення захисту від аварій існуючих, що будуються і запланованих до будівництва АЕС. Разом з тим людство усвідомлює, що без атомної енергетики на сучасному етапі розвитку не обійтися. Будівництво і введення в дію нових АЕС поступово збільшується. В даний час у світі діє більше 500 атомних реакторів. Близько 100 реакторів знаходиться в стадії будівництва. 310 На території Росії розташовано 9 АЕС, що включають 29 реакторів. У процесі ядерних реакцій вигорає лише 0,5-1,5% ядерного палива. Ядерний реактор потужністю 1000 МВт за рік роботи дає близько 60 т радіоактивних відходів. Частина їх піддається переробці, а основна маса вимагає поховання. Технологія поховання досить складна і дорога. Відпрацьоване паливо зазвичай перевантажується в басейни витримки, де за кілька років істотно знижується радіоактивність і тепловиділення. Поховання зазвичай проводиться на глибинах не менше 500-600 м в шурфах. Останні розташовуються один від одного на такій відстані, щоб виключалася можливість атомних реакцій. Неминучий результат роботи АЕС - теплове забруднення вод. На одиницю одержуваної енергії тут воно в 2-2,5 рази більше, ніж на ТЕС, де значно більше тепла відводиться в атмосферу. Вироблення 1 млн. кВт електроенергії на ТЕС дає 1,5 км3 підігрітих вод, на АЕС такої ж потужності обсяг підігрітих вод досягає 3-3,5 км3. Наслідком великих втрат тепла на АЕС є більш низький коефіцієнт їх корисної дії в порівнянні з ТЕС. На останніх він дорівнює 35-40%, а на АЕС - тільки 30-31%. В цілому можна назвати наступні дії АЕС на середу: - Руйнування екосистем та їх елементів (грунтів, грунтів, водоносних структур і т. п.) в місцях видобутку руд (особливо при відкритому способі); - Вилучення земель під будівництво самих АЕС. Особливо значні території відчужуються під будівництво споруд для подачі, відведення та охолодження підігрітих вод. Для електростанції потужністю 1000 МВт потрібно ставок-охолоджувач площею близько 800-900 га. Ставки можуть замінюватися гігантськими градирнями з діаметром біля основи 100-120 м і висотою, що дорівнює 40-поверховій будівлі; - Вилучення значних обсягів вод з різних джерел і скидання підігрітих вод. Якщо ці води потрапляють в річки та інші 311 джерела, в них спостерігається втрата кисню, збільшується ймовірність цвітіння, зростають явища теплового стресу у гвдробіонтов; - Не виключено радіоактивне забруднення атмосфери, вод і грунтів в процесі видобутку і транспортування сировини, а також; при роботі АЕС, складуванні та переробці відходів, їх похованнях. ХП.4. Деякі шляхи вирішення проблем сучасної енергетики Безсумнівно, що в найближчій перспективі теплова енергетика буде залишатися переважною в енергетичному балансі світу й окремих країн. Велика ймовірність збільшення частки вугілля та інших видів менш чистого палива в одержанні енергії. У цьому зв'язку розглянемо деякі шляхи і способи їх використання, що дозволяють істотно зменшувати негативний вплив на середовище. Ці способи базуються в основному на вдосконаленні технологій підготовки палива й уловлювання шкідливих відходів. У їх числі можна назвати наступні. 1. Використання та вдосконалення очисних пристроїв. В даний час на багатьох ТЕС уловлюються в основному тверді викиди за допомогою різного виду фільтрів. Найбільш агресивний забруднювач - сірчистий ангідрид на багатьох ТЕС не вловлюють або вловлюється в обмеженій кількості. У той же час є ТЕС (США, Японія), на яких виробляється практично повне очищення від даного забруднювача, а також від окислів азоту та інших шкідливих полютантів. Для цього використовуються спеціальні десульфураціонние (для уловлювання діоксиду і триоксид сірки) і денігріфікаціонние (для уловлювання оксидів азоту) установки. Найбільш широко уловлювання оксидів сірки та азоту здійснюється за допомогою пропущення димових газів через розчин аміаку. Кінцевими продуктами такого процесу є аміачна селітра, використовується як мінеральне добриво, або розчин сульфіту натрію (сировина для хімічної промисловості). Такими установками уловлюється до 96% окислів сірки і більше 80% оксидів азоту. Існують і інші методи очищення від названих газів. 2. Зменшення надходження сполук сірки в атмосферу за допомогою попереднього знесірчення (десульфурації) уг 312 лей та інших видів палива (нафта, газ, горючі сланці) хімічними або фізичними методами. Цими методами вдається витягти з палива від 50 до 70% сірки до моменту його спалювання. 3. Великі і реальні можливості зменшення чи стабілізації надходження забруднень у середу пов'язані з економією електроенергії. Особливо великі такі можливості для Росії за рахунок зниження енергоємності одержуваних виробів. Наприклад, в США на одиницю одержуваної продукції витрачалося в середньому в 2 рази менше енергії, ніж у колишньому СРСР. У Японії такий витрата був меншим в три рази. Не менш реальна економія енергії за рахунок зменшення металоємності продукції, підвищення її якості і збільшення тривалості життя виробів. Перспективно енергозбереження за рахунок переходу на наукомісткі технології, пов'язані з використанням комп'ютерних та інших пристроїв. 4. Не менш значимі можливості економії енергії в побуті та на виробництві за рахунок удосконалювання ізоляційних властивостей будівель. Реальну економію енергії дає заміна ламп розжарювання з ККД близько 5% флуоресцентними, ККД яких в кілька разів вище. Вкрай марнотратно використання електричної енергії для отримання тепла. Важливо мати на увазі, що отримання електричної енергії на ТЕС пов'язано з втратою приблизно 60-65% теплової енергії, а на АЕС - не менше 70% енергії. Енергія втрачається також при передачі її по проводах на відстань. Тому пряме спалювання палива для одержання тепла, особливо газу, набагато раціональніше, ніж через перетворення його в електрику, а потім знову в тепло. 5. Помітно підвищується також КПД палива при його використанні замість ТЕС на ТЕЦ. В останньому випадку об'єкти одержання енергії наближаються до місць її споживання і тим самим зменшуються втрати, пов'язані з передачею на відстань. Поряд з електроенергією на ТЕЦ використовується тепло, яке вловлюється охолоджуючими агентами. При цьому помітно скорочується імовірність теплового забруднення водного середовища. Найбільш економічно отримання енергії на невеликих установках типу ТЕЦ (когенірованіе) безпосередньо в будівлях. У цьому випадку втрати теплової та електричної енергії знижуються до мінімуму. Такі способи в окремих країнах знаходять все більше застосування. 313
|
||
| « Попередня | Наступна » | |
|
|
||
Інформація, релевантна "XII.2. Екологічні проблеми гідроенергетики" |
||
|
||