...Электроэнергия без вреда экологии: миф или реальность?
Развитая энергетика – это фундамент для будущего прогресса цивилизации. Если на заре мировой и отечественной энергетической отрасли ставку делали на получение максимума электроэнергии для промышленности, то сегодня на первый план вышел вопрос о влиянии электростанций на окружающую среду и человека. Современная энергетика наносит значимый вред природе, и странам приходится делать непростой выбор между тепловыми, атомными и гидроэлектростанциями.
Тепловые электростанции – «привет» из прошлого
В начале 20 века в нашей стране ставку сделали именно на тепловые электростанции. На тот момент плюсов у них было достаточно, а о влиянии такого вида производства энергии на окружающую среду задумывались мало. ТЭС работают на дешевом топливе, которым богата Россия, да и их сооружение стоит не так дорого по сравнению со строительством ГЭС или АЭС. ТЭС не требуют больших площадей и их можно строить в любой местности. Последствия технологических аварий на тепловых станциях не так разрушительны, как на других электростанциях.
Доля ТЭС в отечественной энергосистеме самая большая: в 2011 году на тепловых станциях России было выработано 67,8% (это 691 млрд. кВт*ч) от всей энергии в стране. Между тем, тепловые электростанции наносят самый значимый ущерб окружающей среде по сравнению с другими электростанциями.
Ежегодно тепловые электростанции выбрасывают в атмосферу огромное количество отходов. Согласно госдокладу «О состоянии и об охране окружающей среды РФ в 2010 году», самыми крупными источниками выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух стали именно ГРЭС – крупные тепловые электростанции. Только за 2010 год 4 ГРЭС, принадлежащие ОАО «Энел ОГК-5», – Рефтинская, Среднеуральская, Невинномысская и Конаковская ГРЭС – выбросили в атмосферу 410 360 тонн загрязняющих веществ.
При сжигании ископаемого топлива образуются продукты сгорания, содержащие оксид азота, серный и сернистый ангидрид, частички несгоревшего пылевидного топлива, летучую золу и газообразные продукты неполного сгорания. При сжигании мазута образуются соединения ванадия, кокс, соли натрия, частицы сажи, а в выбросах угольных ТЭС присутствуют окислы алюминия и кремния. И все тепловые электростанции, независимо от используемого топлива, выбрасывают колоссальные количества углекислого газа, вызывающего глобальное потепление.
Газ значительно удорожает стоимость электроэнергии, но при его сжигании не образуется зола. Правда в атмосферу также попадают окись серы и оксиды азота, как и при сжигании мазута. А ТЭС нашей страны, в отличие от зарубежных, не оснащены эффективными системами очистки уходящих газов. В последние годы в этом направлении ведется серьезная работа: реконструируются котлоагрегаты и золоулавливающие установки, электрофильтры, внедряются автоматизированные системы экологического мониторинга выбросов.
Достаточно остро стоит вопрос нехватки качественного топлива для ТЭС. Многие станции вынуждены работать на топливе низкого качества, при сгорании которого в атмосферу вместе с дымом попадает большое количество вредных веществ.
Главная проблема угольных ТЭС – это золоотвалы. Они не только занимают значительные территории, но и являются очагами скопления тяжелых металлов и обладают повышенной радиоактивностью.
Более того, тепловые электростанции сбрасывают в водоемы тёплую воду и этим загрязняют их. Как следствие, нарушение кислородного баланса и зарастание водорослями, что несет угрозу ихтиофауне. Загрязняют водоемы и сточные производственные воды ТЭС, которые содержат нефтепродукты. При том на ТЭС, работающих на жидком топливе, сбросы производственных вод выше.
Несмотря на относительную дешевизну ископаемого топлива, оно все же является невосполнимым природным ресурсом. Основными энергетическими ресурсами в мире являются уголь (40%), нефть (27%) и газ (21%) и по некоторым оценкам, при нынешних темпах потребления мировых запасов хватит на 270, 50 и 70 лет соответственно.
ГЭС – «укрощенная» стихия
Укрощать водную стихию начали еще в конце 19 века, а масштабная стройка ГЭС по всей стране совпала с развитием промышленности и освоением новых территорий. Строительство ГЭС не только решало вопрос обеспечения электроэнергией новых производств, но и улучшало условия судоходства и мелиорации.
Маневренные возможности ГЭС помогают оптимизировать работу энергосистемы, позволяя тепловым электростанциям работать в оптимальном режиме с минимальными затратами топлива и минимальными выбросами на каждый произведенный киловатт-час электроэнергии.
Одно из главных преимуществ гидроэнергетики в том, что она наносит меньший ущерб окружающий среде по сравнению с другими электростанциями. ГЭС не используют топливо, значит, вырабатываемая ими электроэнергия стоит значительно дешевле, ее стоимость не зависит от колебаний цен на нефть или уголь, а производство энергии не сопровождается загрязнением атмосферы и вод. Выработка электроэнергии на ГЭС обеспечивает ежегодную экономию 50 млн. тонн условного топлива. Потенциал экономии составляет 250 млн. тонн.
Вода – это возобновляемый источник электроэнергии и в отличие от ископаемого топлива, ее можно использовать несчитанное количество раз. Гидроэнергетика – самый развитый вид возобновляемых источников энергии, она способна обеспечивать энергией целые регионы. Еще один плюс, так как ГЭС не сжигают топливо, нет дополнительных затрат по утилизации и захоронению отходов.
В то же время ГЭС имеет и ряд недостатков с точки зрения экологии. При строительстве ГЭС на равнинных реках приходится затапливать большие территории пахотных земель. Создание водохранилищ существенно меняет экосистему, что отражается не только на ихтиофауне, но и на животном мире. Правда, как отмечают некоторые экологи, при реализации комплекса природоохранных мероприятий через несколько десятилетий возможно восстановление экосистемы.
АЭС – энергия будущего?
Ядерная энергия была открыта сравнительно недавно, а первая в мире атомная станция заработала в 1954 году в Обнинске. Сегодня атомная промышленность развивается активными темпами, однако трагедия на Фукусиме заставила многие страны пересмотреть свои взгляды на будущее АЭС.
В отечественной энергосистеме на долю АЭС приходится небольшая часть производимой энергии. В 2011 году на АЭС страны произвели 172,9 млрд. кВт*ч, что составляет всего 16,9%. Тем не менее у госкорпорации «Росатом» серьезные планы по развитию атомной промышленности в России и за ее пределами.
Атомные станции, несмотря на высокую стоимость строительства, экономически выгодны: производимая ими электроэнергия относительно дешевая. Да и с точки экологии у АЭС есть ряд преимуществ.
АЭС не выбрасывают в атмосферу золу и другие опасные вещества, образующиеся в результате сжигания топлива. Основная доля выбросов загрязняющих веществ в атмосферу приходится на пускорезервные котельные, котельные профилакториев и периодически включаемые резервные дизельгенераторные станции. По данным госдоклада, в 2010 году все атомные станции страны выбросили в атмосферу всего 1559 тонн загрязняющих веществ (для сравнения, приведенные выше 4 ГРЭС выбросили 410 360 тонн). Доля АЭС в общем объеме выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух всеми предприятиями страны уже на протяжении многих лет – менее 0,012%.
Запасов ядерного топлива – урана – значительно больше, чем других видов топлива. Россия обладает 8,9% от разведанных резервов урана в мире, находясь в общем списке на четвёртом месте.
Но, несмотря на очевидные плюсы, такие страны как Германия, Швейцария, Италия, Япония и ряд других отказались от атомной энергетики. В Германии доля АЭС в энергосистеме – 32%, но к 2022 году будет отключена последняя станция в стране. Главная причина – это безопасность АЭС для окружающей среды и населения. Мирный атом в одно мгновение может стать виновником гибели и тяжелых болезней миллионов людей и животных, и нанести непоправимый ущерб окружающей среде. Катастрофические последствия аварий на АЭС сразу перечеркивают все указанные преимущества.
Более того, при эксплуатации ядерных реакторов образуются радиоактивные отходы, которые необходимо хранить сотни тысяч лет, пока они не станут более-менее безопасными для окружающей среды. И в мире еще не найдено решение, как сделать их хранение безопасным. Часть ядерных отходов направляется на переработку (регенерацию) с частичным извлечением урана и плутония для последующего использования (но в результате переработки образуются новые отходы, по объему превышающие изначальное количество отходов в тысячи раз), или на захоронение в земле. Небезупречен с экологической точки зрения и процесс добычи урана, а также его превращения в ядерное топливо.
Стоит отметить, что даже на исправно работающих АЭС часть радиоактивного материала попадает в воздух и воду. И пусть это небольшие дозы, но какое влияние они окажут на окружающую среду в долгосрочной перспективе, предугадать сложно.
Прогресс не стоит на месте и сложно точно сказать, какой будет энергетика будущего. Но надо понимать, что энергетика, равно как и любая другая деятельность человека, оказывает в определенной мере негативное влияние на окружающую среду. И избежать его полностью, к сожалению, невозможно. Но вполне реально приложить все усилия, чтобы минимизировать ущерб, наносимый природе. Например, выбирать те технологии (пусть и дорогостоящие), которые наиболее безопасны для окружающей среды. Так, гидроэнергетика, которая единственная в таких масштабах использует возобновляемый источник энергии – воду – несмотря на ряд недостатков с точки зрения экологии, приносит все же минимальный ущерб окружающей среде по сравнению с другими электроэнергетическими объектами.
