エネルギー施設が環境に与える影響は何ですか。 電力産業の環境への影響

エネルギーは最も重要な産業であり、それがなければ、現代の状況では、人間の活動を想像することはできません。 電力産業の絶え間ない発展は、環境に直接影響を与える発電所の数の増加につながります。

近い将来、電力消費量が大幅に変化すると考える理由はありません。 したがって、関連するいくつかの質問に対する回答を見つけることが非常に重要です。

  1. 現在のエネルギーの最も一般的なタイプの影響は何ですか、そして総エネルギーバランスにおけるこれらのタイプの比率は将来変化しますか
  2. エネルギーの生産と消費の現代的な方法の悪影響を減らすことは可能ですか?
  3. 絶対に環境に優しく、無尽蔵である代替エネルギー源からエネルギーを生産するための最大の可能性は何ですか

TPPの結果

個人ごとに異なる効果があります。 多くの場合、 負のエネルギー火力発電所の運転から生成されます。 火力発電所の大部分は微粉炭を燃料として使用しているため、運転中、大気は小さな灰元素で汚染されています。

有害な粒子の排出に対抗するために、95〜99%の効率でフィルターの大量生産が組織されました。 しかし、多くの石炭火力発電所ではフィルターの状態が悪く、その結果、効率が80%に低下するため、これで問題が完全に解決されるわけではありません。

それらは環境にも影響を及ぼしますが、数十年前にはHPPは悪影響を与えることができないと考えられていました。 時間の経過とともに、水力発電所の建設とその後の運転中に重大な害が生じることが明らかになりました。

水力発電所の建設は、人工の貯水池の作成を意味し、その大部分は浅い水で占められています。 浅い水は太陽によって強く加熱され、栄養素の存在と相まって、藻類の成長やその他の富栄養化プロセスの条件を作り出します。 このため、大きな洪水地帯が形成されることが多い浄水が必要になります。 このように、銀行の領土の処理とそれらの漸進的な崩壊が起こり、洪水はHPP貯水池に近接して位置する領土の浸水に貢献します。

NPPの影響

それらは水源への大量の熱放出を実行し、それは水域の熱汚染のダイナミクスを大幅に増加させます。 現在の問題は多面的で非常に困難です。

今日、燃料は有害な放射線の主要な発生源です。 生命の安全を確保するためには、燃料を十分に確実に隔離する必要があります。

この問題を解決するために、まず第一に、燃料は特殊な練炭に分配されます。これは、放射性物質の核分裂生成物のかなりの割合が保持されている製造材料のためです。

さらに、練炭は、ジルコニウム合金で作られた発熱コンパートメントに配置されています。 放射性物質が漏洩した場合、高圧を受けることができる冷却原子炉に入ります。 人間の生命に対する追加の安全対策として、原子力発電所は住宅地から一定の距離にあります。

エネルギー問題を解決するための可能なオプション

間違いなく、近い将来、エネルギー部門は体系的に発展し、支配的であり続けるでしょう。 存在 絶好のチャンスエネルギー生産における石炭やその他の燃料のシェアを増やす。

ネガティブ エネルギーへの影響重要な活動については、減らす必要がありますか? そしてこの目的のために、問題を解決するいくつかの方法がすでに開発されています。 すべての方法は、燃料の準備と有害廃棄物の回収のための技術の近代化に基づいています。 特に、負のエネルギーの影響を減らすために、次のことが提案されています。

  1. 高度な洗浄装置を使用してください。 現在、ほとんどの火力発電所では、フィルターを設置することで固体排出物を捕捉しています。 同時に、最も有害な汚染物質は少量で捕獲されます。
  2. 硫黄化合物の供給を減らして 大気最も一般的に使用される燃料の事前脱硫による。 化学的または物理的技術により、燃料資源を燃焼させる前に、硫黄の半分以上を燃料資源から抽出することが可能になります。
  3. エネルギーの悪影響を減らし、排出量を減らす本当の見通しは、単純な節約にあります。 これは、自動化されたコンピューター機器の操作に基づく新しいテクノロジーを使用して行うことができます。
  4. 住宅の断熱性を向上させることで、日常生活の節電が可能です。 変更することで高いエネルギー節約を達成できます 電気ランプ 5%以下の蛍光効率で。
  5. 火力発電所の火力発電所の代わりに燃料資源を使用することにより、燃料効率を大幅に向上させ、エネルギー部門の悪影響を減らすことができます。 このような状況では、電気を得る対象がその使用場所に近く、長距離を送るときに発生する損失が減少します。 CHPの電気と一緒に、冷却剤によって捕らえられた熱は積極的に利用されます。

上記の方法をある程度使用することで、エネルギーの悪影響による影響を減らすことができます。 エネルギー部門の絶え間ない発展には、問題を解決し、新しい技術を導入するための統合されたアプローチが必要です。

エネルギー資源(またはエネルギー資源)は、エネルギーのキャリアであり、そのエネルギーは、経済活動やその他の活動の実施に使用されるか、使用することができます。また、エネルギーの種類(原子、熱、電気、電磁エネルギー、または別の種類のエネルギー)。

エネルギー資源の分類:

  • 1.一次エネルギー資源は、天然由来のエネルギー(天然燃料、水エネルギー、太陽エネルギー、風力エネルギーなど)です。
  • 2.二次エネルギー資源とは、さまざまな種類の燃料の処理または変換の結果として、また生産プロセス(石油製品、排気蒸気、熱廃棄物、節約されたエネルギーなどの種類)の結果として生成されるエネルギーです。
  • 3.燃料エネルギー資源は、さまざまな種類の燃料(硬炭および褐色炭、石油、可燃性ガス、オイルシェール、泥炭、薪など)のエネルギーです。
  • 4.非燃料エネルギー資源とは、燃料を使用せずに生成されるエネルギーエネルギー(電気エネルギー、電磁エネルギー、太陽エネルギーなど)です。
  • 5.再生可能エネルギー資源は、その供給が自然によって継続的に更新される資源です(太陽エネルギー、水エネルギー、潮汐エネルギー、地熱エネルギー、地球の熱エネルギー、空気、水、バイオマスなど)。
  • 6.再生不可能なエネルギー資源とは、その供給が根本的に枯渇している資源(鉱物燃料、ウラン、その他の種類)です。

エネルギーが環境に与える影響

エネルギーが環境に与える影響は非常に多様であり、主に発電所の種類によって決まります。

従来の発電所の環境への影響の主な特徴を検討してください。

1. TPPが環境に与える影響は、使用する燃料によって異なります。 固体燃料を燃焼させると、燃焼燃料までの粒子を含まないフライアッシュ、二酸化硫黄と無水黒色、窒素酸化物、フッ化物化合物が大気中に放出されます。

煙道ガス、二酸化硫黄、無水硫酸を含む液体燃料が減少すると、バナジウム化合物、ナトリウム塩、および洗浄中にボイラーの表面から除去された物質が大気中に侵入します。

天然ガスを燃焼させる場合、窒素酸化物が主な大気汚染物質です。

100万の生産 火力発電所のkW/hの電力には、10トンの灰と15トンの二酸化硫黄が放出されます。

2.大規模な火力発電所の建設には、平均して約2.3km²の面積が必要です。灰の投棄場とより涼しい貯水池を除いて、3〜4km²を考慮に入れます。 この地域では、地形、土壌層の構造、生態系のバランスが変化しています。

大きな冷却塔は、駅周辺の微気候を大幅に加湿し、低い雲や霧の形成に寄与し、太陽の照明を減らし、小雨を降らせます。 冬時間霜と氷。 火力発電所は大量の熱を水域に放出し、水温を上昇させ、水域の形状や環境に影響を与えます。

  • 3.水力発電所の場合、貯水池を建設する必要があり、それは広大な領土の洪水につながります。 貯水池の沿岸域と沿岸の気温に影響を与える水面自体の熱収支の構造は、季節や時間帯によって異なり、表面積や深さによって異なります。貯水池とこのゾーンの気流の性質。 したがって、HPPが環境に与える環境への影響は、プロジェクト前の分析の最も重要な側面である必要があります。
  • 4.原子力発電所の環境への影響の問題についてはさまざまな意見があります。 しかし、原子力発電所の運転は、火力発電所の運転に典型的なコンポーネント(CO、SO2、NOxなど)による環境汚染のレベルを大幅に削減できることは間違いありません。

ここでの環境汚染の主な要因は、放射線指標です。ステーションの外の換気ダクトから入る活性化された粉塵粒子です。 冷却水からの放射、原子炉容器を透過する放射、冷却水への熱的影響、そしてもちろん廃棄物処理。

ロシアのTPPは、大気中に放出される汚染物質の総量の16%を占めています。 工業企業と輸送。

1996年以来、ECは「2005年までの電力産業の発展のための環境プログラム」と活動を調整してきました。 この基本文書は、電力と熱の生産規模が2010年までに1990年のレベルに回復したとしても、環境への汚染物質の排出(排出)を徐々に削減するというタスクに基づいています。このプログラムの開発中、ロシアの義務はまた、二酸化硫黄の国境を越えた移動を減らし、2010年までに1990年レベルで二酸化炭素排出量を安定させるための国際条約に署名する際にそれによって行われたことも考慮に入れられています。

環境の観点から、発電において支配的な役割を果たすTPP(60%以上)は、燃料燃焼生成物の排出によって大気に長期的な影響を与えるオブジェクトです。

1997年も、環境に配慮した燃料収支(固体燃料と液体燃料の置き換えにより天然ガスの割合が61.5%から62.9%に増加)により、火力発電所からの大気中への汚染物質の排出を削減するという前向きな傾向が続いた。また、TPPでは、窒素酸化物の生成を抑制し、灰収集プラントの効率を高めることを目的として、再建と技術的対策を実施しています。

以下のデータが示すように、1990年から1997年まで。 火力発電所の運転により、主な大気汚染の排出量が大幅に減少しました。

固体粒子-49.1%;

窒素酸化物-33.1%;

二酸化硫黄-43.2%。

ただし、同じ期間に、TPPでの発電量と熱量は34.2%減少したことに注意してください。

将来的には、火力発電所の大気への有害な排出をさらに削減することが計画されており、1990年から2005年にかけて確実に削減されるはずです。 次のレベルまで:

固体粒子-31.4%;

窒素酸化物-12.8%;

二酸化硫黄-11%。

なお、火力発電所からの有害排出物を削減するための対策に加えて、省エネの分野でも大きな埋蔵量があり、その可能性は4億トンの参照燃料と推定されています。

火力発電所は、かけがえのない有機燃料の埋蔵量を破壊し、その燃焼により、スラグ、灰、二酸化硫黄、二酸化炭素が生成されます。これらは、環境を直接汚染し、地球の気候の温暖化に影響を与えます。

前述のように、TPPは生成された電気エネルギーの大部分を生成するため、環境への悪影響を減らすために、TPPでの燃料燃焼の技術プロセスの改善に特別な注意が払われています。

TPPが環境に与える影響は、使用する燃料によっても異なります。 燃料の種類:固体(石炭、オイルシェール)、液体(燃料油、ディーゼルおよびガスタービン燃料)および気体(天然ガス)。

石炭を使用する火力発電所では、硫黄化合物を多く含む燃料であるため、空気中の水蒸気と相互作用すると二酸化硫黄が安定した硫酸になり、人の健康や水体に脅威を与えます。近くの地域の金属構造物の活発な腐食。

TPP汚染の主な原因である二酸化硫黄からの大気の保護は、まず第一に、空気盆地のより高い層への分散によって実行されます。 このために、高さ180、250、さらには320 mの煙突が建設されています。二酸化硫黄の排出を削減するためのより根本的な手段は、燃料を燃焼させる前に硫黄を燃料から分離することです。 現在、硫黄含有量を減らすための燃料前処理には、基本的に2つの方法があります。 最初の方法は化学吸着であり、2番目の方法は接触酸化です。 どちらの方法でも、二酸化硫黄を最大90%捕捉できます。

固体燃料を燃焼させると、未燃燃料の粒子、硫黄および硫酸無水物、窒素酸化物、一定量のフッ素化合物、および燃料の不完全燃焼のガス状生成物を含むフライアッシュが大気中に放出されます。 フライアッシュには、毒性のない成分に加えて、より有害な不純物が含まれている場合があります。 したがって、ドネツク炭の灰にはヒ素が少量含まれており、エキバスツズ炭の灰には遊離二酸化ケイ素、シェールの灰およびカンスク-アチンスク盆地の石炭には遊離酸化カルシウムが含まれています。

液体燃料(燃料油)を煙道ガスで燃焼させると、次のものが大気中に侵入します:硫黄および硫酸無水物、窒素酸化物、燃料の不完全燃焼の気体および固体生成物、バナジウム化合物、ナトリウム塩、および洗浄中のボイラーの表面。 生態学的観点から、液体燃料は固体燃料よりも「衛生的」です。 広い面積を占めるアッシュダンプの問題はなく、有用な使用から除外されるだけでなく、アッシュの一部が風で持ち越されるため、ステーションエリアで絶え間ない大気汚染の原因にもなります。 また、液体燃料の燃焼生成物にはフライアッシュが含まれていません。 ただし、エネルギー部門における液体燃料の使用の割合 昨年大幅に削減されます。 これは、国民経済の他の分野での液体燃料の使用によるものです。輸送、化学産業、プラスチック、潤滑剤、家庭用化学薬品などの生産などです。

天然ガスを燃焼させると、窒素酸化物が重大な大気汚染物質になります。 ただし、同時に、窒素酸化物の排出量は、石炭を燃焼する場合よりも平均20%少なくなります。 これは、燃料自体の特性だけでなく、その燃焼プロセスの特性にも起因します。 したがって、今日の天然ガスは最も環境に優しいタイプのエネルギー燃料です。 火力発電所でのガス燃料の使用は、特に大都市内の暖房モードでの運転の場合、最近増加しています。 しかし、天然ガスは化学産業の多くの部門にとって貴重な技術原料です。 たとえば、国内での窒素肥料の生産は、完全に天然ガスの供給に基づいています。

しかし、発電所へのガスの供給は、ガス燃料の貯蔵の難しさに関連しています。 結局のところ、ステーションへの燃料供給の信頼性は、ステーションに供給するガスパイプラインの流れ特性に完全に依存します。 ガスパイプラインの消費特性には、季節、月、週、時間ごとの消費の不規則性があります。 電力消費の「落ち込み」と「ピーク」が顕著である電力システムと同様に、ガス供給システムにも変動が見られます。 さらに、電気およびガス供給システムのスケジュールの「ピーク」と「ディップ」は時間的に一致し、これは燃料供給に悪影響を及ぼします。 電力需要が急増し、ガスタービン発電所(GTP)などの追加のピークを開始する必要がある場合、ガスパイプラインに必要なガス流量はありません。 ラインにガスがない場合は、バックアップタイプの燃料(液体燃料)を使用できます。 使用法 固形燃料、バックアップとして、ボイラーユニットの設計が異なり、特別な燃料準備システムなどがあるため、お勧めできません。

ガス埋蔵量の作成は、地下ガス貯蔵施設(UGS)を使用して実行できます。この施設は、通常、鉱山作業の量またはその他の自然の地下容量を使用します。 ただし、発電所の地域では適切な地質条件が必要であり、常に可能であるとは限らないため、この方法で発電所のガス埋蔵量を作成することはできません。 さらに、貯蔵施設からのガス供給の量と速度には、技術的および経済的状況によって決定される重大な制限があります。 地下貯蔵施設を作るための別のアプローチは、液化技術を使用したガス燃料の予約です。 液化によるガス留保の本質は以下のとおりです。 定期的に、電力消費負荷スケジュールの「失敗」時にパイプラインに過剰なガスがあります。 天然ガスはパイプラインから乾燥および精製システムを通って取り出され、液化システムの冷凍ユニットに供給されます。 液化後、燃料(約-150°Cの負の温度で 大気圧)液化天然ガス(CLNG)の貯蔵庫に供給されます。 ラインで利用可能な燃料消費量が必要なレベルを下回った場合、またはまったくない場合は、発電所の燃料供給のニーズに合わせてバックアップシステムが使用されます。 同時に、液化天然ガスは加熱されてガス状に戻り、発電所に送られ燃焼します。 再ガス化には熱が必要なため、発電所からの廃熱流を利用しています。 再ガス化の過程でこれらの流れを熱的に「集中化」することにより、発電所の環境への熱放出を減らすことができます。

一般に、TPPと環境との相互作用は、燃焼生成物による灰の排出に加えて、熱放出によっても特徴付けられます。

TPPコンデンサー冷却システムは、ステーションエリアの微気候を大幅に加湿し、低い雲、霧の形成に寄与し、太陽の照明を減らし、小雨を降らせ、冬には霜と氷を引き起こします。 火力発電所は、冷却水を使用することで、近くの水域に大量の熱を放出し、水の温度を上昇させます。 水域の動植物に対する加熱の影響は、加熱の程度によって異なります。 循環が加速された水のわずかな加熱は、貯水池の浄化にプラスの効果をもたらします。したがって、廃水は事前に冷却して処理する必要があります。 冷却貯水池を組織化することにより、流域への熱放出の悪影響を減らすことができます。 TPPの設置容量1kWに対して、平均して58m2の貯水池表面が必要です。

取り返しのつかない水の損失を減らすために、凝縮水が水ではなく空気との熱交換のために特別なコンバーター作動式熱交換器で冷却される空気凝縮ユニット(VCU)が使用されます(VCUの普及の障害はコストが高いことです) )。

原子力発電所(NPP)は、放射性燃料崩壊生成物の処分の観点からも潜在的に危険であり、その処分は環境災害からの完全な保護を提供しません。また、重大な事故(たとえば、チェルノブイリでの事故)からも危険です。 1984年の原子力発電所)。

原子力発電の最も重要な特徴の1つは、NPPの運用が核燃料生産サイトまでの距離に依存しないことです。これにより、燃料備蓄の領域にステーションを配置する問題がなくなり、NPPを消費者に近づけることができます(平均的な原子力発電所、約100〜150トンの核燃料)。 これは主に、原子炉で1 kgの燃料を使用したときに放出されるエネルギー量が、最も高カロリーの化石燃料1kgを燃焼する化学反応よりも106倍以上長いという事実によるものです。

原子力発電所の運転は、火力発電所の運転に典型的なコンポーネントによる環境汚染のレベルを大幅に減らすことができます- C0 2 , S0 2 , MO x、ほこりのような粒子など。環境汚染の主な要因は放射線指標です。 これらは、冷却水からの放射であり、放射の球内にあり、ステーションの外の換気ダクトを通って入る活性化されたほこりのような粒子です。 さらに、これらは原子炉容器を透過する放射と、ステーションの凝縮部分の冷却システムの水への熱効果です。 間違いなく、これらの要因が環境に与える影響は、原子炉の設計、制御および換気装置のタイプ、廃棄物処理および輸送システムなど、多くの指標によって決定されます。

原子力発電所の最大の危険は、事故と制御されていない放射線の拡散です。

原子力発電所の運転中、熱公害の問題もあります。 生成されるエネルギーの単位あたり、原子力発電所は、同様の条件下で火力発電所よりも多くの熱を環境に放出します。 冷却水の消費量は、容量に応じて70〜180の範囲であり、これはKhoperやSouthernBugなどの川の流れに対応します。

水力発電所。 水力発電所の貯水池を作るとき、それらは氾濫します 広いエリア森林、農地、文化財、場合によっては集落全体の移転が必要になります。 で 極端な状況(ダムが決壊した場合)地域経済に甚大な被害をもたらす可能性があり、都市が洪水に見舞われる危険性もあります。 増加した水分が貯水池の表面から蒸発し、それが地域や地球全体の気候変動に直接影響を及ぼします。

水力技術複合体と環境との生態学的相互作用の問題を考えてみましょう。

水力発電所は、再生可能エネルギー源を使用する発電所と呼ばれることがよくあります。 しかし、他の種類の天然資源と比較して、水エネルギーの変換は 電気エネルギー重大な環境影響につながります。 水力発電所の場合、隣接する地域の洪水につながる重要な貯水池を建設する必要があります。 水力発電所建設のエリアのレリーフが平坦であるほど、より広いエリアが洪水ゾーンに分類されます。

地域の気候条件に対する貯水池の影響は、冷房と温暖化の2つの性質を持っています。

貯水池が環境に与える影響を決定する重要な要因の1つは、貯水池の表面積です。 約88% 総数私たちの国の貯水池は平らな状態で建てられており、HPPで使用される水頭は15〜25 mに達し、水域の表面の面積は数千平方キロメートルになることもあります。

重要な環境影響要因は、排水が不十分な場合の灌漑地域の肥沃な土地の塩類化とアルカリ化であり、これは有用な土地の喪失につながります。

一部の地質学者や地震学者によると、水力発電ダムの建設のほとんど研究されていない結果は、強力な水力発電施設と大きな貯水池が配置されている地域でのいわゆる「誘発地震」です。 既存の仮説によれば、水域の水の重量によって、またダム自体によって直接発生する追加の応力は、この地域の地殻の平衡状態を混乱させる可能性があります。 その中にこれまで知られていなかった地質学的断層が存在する場合、解放された応力は、大量の水と水力構造からの「妨害」荷重のサイズを大幅に超えます。 そのため、たとえば、1967年12月、インドでは高さ103 mのクーペダムが完全に破壊されました。災害の原因は地震であり、その震源地はダムの真下にありました。

複雑なアプローチエネルギーシステムにおける水力発電所の最適な使用法を決定することは、新しいタイプの水力発電所、つまり揚水発電所(TPPP)の導入の実現可能性についての結論につながります。 この有望なタイプの水力発電所は、主に不均一な電力消費スケジュールを均等化し、他のタイプの発電所の運転を容易にすることを目的としています。 夜間や週末に産業部門の電力消費量が減少すると、PSPは他の発電所で発電された電力を使用してポンプモードで動作します。 同時に、発電所貯水池の下部バリアからの水が上部バリアに汲み上げられるため、水力資源が蓄積されます。 電力消費量が急激に増加する期間に、PSPPは発電機モードの動作に切り替わり、「蓄積された」リソースを使用します。 揚水発電所の使用は、エネルギーシステムの燃料節約につながります。 これにより、負荷曲線のピークをカバーする問題が軽減されます。 火力発電所や原子力発電所のユニット容量の増加に伴い、それらの操縦特性が急激に低下しているため、これは特に重要です。 揚水発電所を利用することで、最終的には電力系統の化石燃料の消費量を削減できるため、これらの発電所は、電力設備の環境性能を向上させるための可能な方法の1つと考えられます。

エネルギー施設の一般的な有害な影響:

エネルギーオブジェクトは、人間の健康に悪影響を与える電磁場の放射源です(正規化された強度 電磁界 20 kV / mで1日10分間)、テレビやラジオの放送に干渉します。 したがって、たとえば、500 kVの電力線では、電界強度は10 kV / mであり、750kVの電力線では-15kV/mです。

発電所も騒音源です。

天然資源、土地、水の使用からの撤退。

環境へのエネルギーシステムの悪影響を減らすための措置:

・火力発電所の場合–燃料燃焼プロセスの改善、燃焼生成物の浄化、およびパイプが大気中に放出されるときのパイプの高さの増加。

・HPPの場合–高レベルの「背水」のある河川の建設の削減、魚の保護構造の作成、貯水池の表面の「鏡」の削減。

・原子力発電所の場合–放射性廃棄物を処分するための発電ユニット、方法、設備の設計の改善。

・電気エネルギーの放射を得るための代替の、環境に優しく、安全な方法の使用。

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トピックの要約:

「環境へのエネルギーの影響」

序章

1.火力発電所

3.原子力発電所

4.代替エネルギー

序章

電気エネルギーは、最も重要で、普遍的で、技術的および経済的に最も効率的なタイプのエネルギーです。 他の利点は 環境安全燃料の輸送と比較して、電力線を介した電力の使用と送電、パイプラインシステムを介した燃料の輸送。 電気は、あらゆる産業で環境にやさしい技術の開発に貢献しています。 しかし、多くの火力発電所、水力発電所、原子力発電所での発電は、重大な環境への悪影響と関連しています。 一般に、影響の程度という点では、エネルギー施設は生物圏に最も強い影響を与える産業施設の1つです。

現段階では、エネルギーと環境の相互作用の問題が新しい特徴を獲得し、その影響を広大な領土、ほとんどの川や湖、大量の地球の大気や水圏に広げています。 予見可能な将来におけるエネルギー消費のさらに重要な規模は、地球規模で環境のすべての構成要素に対するさまざまな影響のさらなる集中的な増加を事前に決定します。

ユニット、発電所、エネルギーシステムのユニット容量の増加、エネルギー消費の特定の合計レベルに伴い、大気および水域への汚染排出を制限し、それらの自然散逸容量をより有効に活用するという課題が生じました。

図1。 発電所の種類別の1995年の世界の発電量、%

以前は、電気および熱エネルギーを生成する方法、エネルギー、水管理、輸送の問題を包括的に解決する方法を選択するとき、オブジェクトの主要なパラメータ(ステーションのタイプと容量、貯水池の容量など)を割り当てるときに、主に経済的コストを最小限に抑えることによって導かれました。 現在、エネルギー施設の建設と運営の起こりうる結果を評価する問題がますます浮き彫りになっています。

1.火力発電所

図1からわかるように、世界の電力の大部分(63.2%)は火力発電所で発電されています。 したがって、このタイプの発電所の大気への有害な排出は、 最大数その中の人為的汚染。 したがって、それらは産業企業から大気中に放出されるすべての有害な排出物の約25%を占めます。1970年から。までの20年以上に注意する必要があります。 ガスのm3。

表番号1。 1000MWの容量の化石燃料で稼働する火力発電所の年間排出量。 t。

化石燃料(二酸化炭素と水)の燃焼から生じる主成分に加えて、TPP排出物には、さまざまな組成のダスト粒子、硫黄酸化物、窒素酸化物、フッ素化合物、金属酸化物、燃料の不完全燃焼のガス状生成物が含まれます。空中への侵入は、生物圏のすべての主要な構成要素と、企業、都市施設、輸送機関、および都市の人口の両方に大きな損害を引き起こします。 ダスト粒子、硫黄酸化物の存在は、燃料中の鉱物不純物の含有量によるものであり、窒素酸化物の存在は、高温火炎での空気窒素の部分酸化によるものです。 有害物質の最大50%は二酸化硫黄、約30%は窒素酸化物、最大25%はフライアッシュです。

さまざまな燃料の火力発電所の大気への年間排出量に関するデータを表1に示します。 与えられたデータは、機器の安定した動作モードを示しています。 設計外(過渡)モードでのTPPの動作は、ボイラーユニット、タービンユニット、および発電機の効率の低下だけでなく、すべてのデバイスの効率の低下に関連しており、発電所。

水圏

米。 1.TPPの環境への影響

ガス状排出物には、主に炭素、硫黄、窒素の化合物、エアロゾル、発がん性物質が含まれます。

一酸化炭素(COおよびCO2)は、大気中の他の物質と実質的に相互作用せず、その寿命は実質的に無制限です。 太陽放射に関連するCOとCO2、およびその他のガスの特性は、スペクトルのごく一部での選択性によって特徴付けられます。 したがって、通常の条件下でのCO2の場合、波長範囲の放射線の選択的吸収の3つのバンドが特徴的です。 4.0-4.8; 12.5〜16.5 µm。 温度が上昇すると、バンドの幅が広がり、吸収率が低下します。 ガスの密度が低下します。

二酸化硫黄-SO2は、発電所からの最も有毒なガス状排出物の1つです。 硫黄化合物の排出量の約99%を占めています(残りはSO3です)。 比重は2.93kg/m3、沸点は195℃です。 大気中のSO2の滞留時間は比較的短いです。 触媒反応、光化学反応、その他の反応に関与し、その結果、酸化されて硫酸塩に沈殿します。 大量のアンモニアNH3およびその他の物質が存在する場合、SO2の寿命は数時間と推定されます。 比較的きれいな空気では、15〜20日に達します。 酸素の存在下で、SO2は酸化してSO3になり、水と反応して硫酸を形成します。 いくつかの研究によると、SO2が関与する反応の最終生成物は、次のように分布しています。43%が降水の形でリソスフェアの表面に落下し、13%が水圏の表面に落下します。 硫黄含有化合物の蓄積は、主に海洋で発生します。 これらの製品が人間、動物、植物、およびさまざまな物質に及ぼす影響はさまざまであり、濃度やさまざまな環境要因によって異なります。

燃焼プロセスでは、窒素は酸素と多くの化合物を形成します:N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、およびN2O5。これらの特性は大きく異なります。 亜酸化窒素N2Oは、高級酸化物の還元中に形成され、大気とは反応しません。 一酸化窒素NOは無色で難溶性のガスです。 Ya.Bによって示されるように。 Zel'dovich、一酸化窒素形成の反応は熱的性質のものです:

O2 + N2 = NO2 + N-196 kJ / mol、

N + O2 = NO + O + 16 kJ / mol、

N2 + O2 = 2NO-90 kJ/mol。

空気の存在下では、NOはNO2に酸化されます。 二酸化窒素NO2は、NO2とN2O4の2種類の分子で構成されています。

2NO2 = N2O4 + 57 kJ/mol。

水分の存在下では、NO2は容易に反応して硝酸を形成します。

3NO2 + H2O = 2HNO3+NO。

無水窒素N2O3は大気圧で分解します。

酸素の存在下で形成されます:

4NO + O2 = 2N2O3 + 88 kJ/mol。

三酸化二窒素N2O3は強力な酸化剤です。 水と反応して硫酸を生成します。 形成反応の一時性のため

窒素酸化物とそれらの相互作用および大気成分、ならびに放射線のために、各酸化物の正確な量を考慮することは不可能です。 したがって、NOxの総量はNO2につながります。 しかし、毒性の影響を評価するには、大気中に放出される窒素化合物の活動と寿命が異なることを考慮に入れる必要があります。NO2-約100時間、N2O-4。5年です。

エアロゾルは、大気中での変換中に形成される一次(直接放出)と二次(二次)に分けられます。 大気中のエアロゾルの存在時間は、多くの要因に応じて、数分から数か月まで大きく異なります。 高さ1kmまでの大気中の大きなエアロゾルは、対流圏では2〜3日間、成層圏では5〜10日間、数か月まで存在します。 大気中に放出または形成された発がん性物質は、エアロゾルと同様に動作します。 しかし、これらの物質の空気中の挙動に関する正確なデータは実際にはありません。

TPPと水生環境との相互作用の要因の1つは、工業用水供給システムによる水の消費です。 取り返しのつかない水の消費。 これらのシステムの水消費量の大部分は、蒸気タービンの復水器を冷却するために使用されます。 プロセス水の残りの消費者(灰とスラグの除去システム、化学水処理、機器の冷却と洗浄)は、総水の消費量の約7%を消費します。 同時に、それらは不純物汚染の主な原因です。 たとえば、容量300 MWのTPPの連続ブロックのボイラーユニットの加熱面を洗浄すると、塩酸、苛性ソーダ、アンモニア、およびアンモニウム塩の希薄溶液が最大10,000m3形成されます。

さらに、火力発電所からの廃水には、バナジウム、ニッケル、フッ素、フェノール、石油製品が含まれています。 大規模な発電所では、石油製品(石油および燃料油)で汚染された水の消費量は10〜15 m3 / hに達し、石油製品の平均含有量は1〜30 mg / kg(洗浄後)です。 それらが水域に排出されると、水質や水生生物に悪影響を及ぼします。

水域の状態にさまざまな障害を引き起こす、いわゆる水域の熱汚染も危険です。 火力発電所は、加熱された蒸気で駆動されるタービンを使用してエネルギーを生成し、排気蒸気は水で冷却されます。 したがって、発電所から貯水池まで、貯水池内の水の温度よりも8〜12℃高い温度で水の流れが継続的に流れます。 大規模な火力発電所は、最大90 m?/sの温水を排出します。 ドイツとスイスの科学者の計算によると、スイスの川とライン川の上流が発電所の廃熱を加熱する可能性はすでに尽きています。 川のどの場所でも水の加熱は、28°Cと想定される川の水の最高温度を3°Cを超えて超えてはなりません。 これらの条件から、ライン川、イン川、ヴェーザー川、エルベ川に建設されたドイツの発電所の電力は35,000MWに制限されています。 熱汚染は悲しい結果につながる可能性があります。 N.M.によると スヴァトコフ、次の100-200年の環境特性の変化(気温の上昇と世界の海のレベルの変化)は、環境の質的な再構築(氷河の融解、レベルの上昇)を引き起こす可能性があります65メートルの世界の海と広大な土地の洪水)。

TPPの環境への影響は、燃料の種類によって大きく異なると言わなければなりません(表1)。 TPPが石炭に与える影響要因の1つは、貯蔵、輸送、粉塵処理、および灰除去システムからの排出です。 輸送および保管中は、粉塵汚染だけでなく、燃料酸化生成物の放出も発生する可能性があります。

火力発電所にとって最も「クリーンな」燃料は、天然ガスと石油精製中または有機物質のメタン発酵プロセス中に得られるガスです。 最も「汚れた」燃料は、オイルシェール、泥炭、褐炭です。 それらが燃焼すると、ほとんどの粉塵粒子と硫黄酸化物が形成されます。

硫黄化合物の場合、化石燃料の燃焼中の大気への排出を最小限に抑えるという問題を解決するための2つのアプローチがあります。

1)燃料燃焼生成物からの硫黄化合物の精製(排煙脱硫)。

2)燃焼前の燃料からの硫黄の除去。

現在まで、特定の結果が両方向で達成されています。 最初のアプローチの利点の中で、その絶対効率(硫黄の最大90〜95%が除去される)について言及する必要があります。燃料の種類に関係なく、実際に使用できる可能性があります。 不利な点は大規模な設備投資を含みます。 脱硫に関連する火力発電所のエネルギー損失は約3〜7%です。 2番目の方法の主な利点は、火力発電所の運転モードに関係なく洗浄が行われる一方で、排煙脱硫装置は、ほとんどの場合、発電所が強制的に稼働するため、発電所の経済的パフォーマンスを大幅に悪化させることです。オフデザインモード。 燃料脱硫プラントは常に公称モードで使用でき、精製された燃料を貯蔵します。

火力発電所からの窒素酸化物の排出を削減する問題は、60年代後半から真剣に検討されてきました。 現在、この問題についてはすでにある程度の経験が蓄積されています。 次の方法が挙げられます。

1)空気過剰係数の減少(このようにして、空気過剰係数(?)を1.15〜1.20から1.03に減らすことにより、窒素酸化物の含有量を25〜30%減少させることができます)。

2)酸化物の捕獲とその後の市場性のある製品への加工。

3)非毒性成分への酸化物の破壊。

表層空気層の有害化合物の濃度を下げるために、TPPボイラーハウスには最大100〜200メートル以上の高い煙突が装備されています。 しかし、これはまた、それらの散乱の領域の増加につながります。 その結果、大規模な産業センターは、長さが数十、風が安定した数百キロメートルの汚染地域を形成します。

2.水力発電所

エコロジー電気大気燃料

間違いなく、化石燃料発電所と比較して、水力発電所は環境の観点からよりクリーンです。大気中への灰、硫黄、窒素酸化物の排出はありません。 水力発電所は非常に一般的であり、発電において火力発電所に次ぐ第2位であるため、これは重要です(図1)。水力発電のエコロジー。 私たちの国では、環境保護の優先順位は、全連合科学技術会議「水力発電の未来」で認識されました。 新世代の水力発電所を作るための主な方向性」(1991年)。 大規模な貯水池、土地の洪水、水質、動植物の保全を備えた高圧水力発電所の建設の問題が最も顕著でした。

実際、このタイプの発電所の運転は、ダムや貯水池の作成に関連する環境の重大な負の変化にも関連しています。 多くの変化は、 長い時間、これにより、新しい発電所の環境への影響の可能性を予測することが困難になります。

図2環境に対するHPPの影響

水力発電所の建設は、土地資源の氾濫に関連しています。 現在、世界では合計35万km²以上が浸水しています。 この数には、農業用途に適した土地面積が含まれています。 土地が氾濫する前に、森林の伐採が常に行われるとは限らないため、残りの森林はゆっくりと分解してフェノールを形成し、それによって貯水池を汚染します。 さらに、貯水池の沿岸帯の地下水位が変化するため、この地域の浸水につながり、この地域を農地として使用することはできません。

一部の貯水池の水位変動の振幅が大きいと、魚の繁殖に悪影響を及ぼします。 ダムは移動性の魚の(産卵する)道を塞いでいます。 富栄養化プロセスは、主に大量の生体元素を含む廃水が河川や貯水池に排出されるため、一部の貯水池で発達しています。 生物起源の元素(窒素、リン、カリウム)が河川水とともに貯水池に入ると、貯水池の生物学的生産性が向上します。 その結果、藍藻は、いわゆる貯水池で集中的に発達しています。 アオコ。 死にかけている藻類の酸化は、水に溶け込んだ大量の酸素を消費し、嫌気性条件下では、タンパク質から有毒な硫化水素が放出され、水は死んでしまいます。 このプロセスは、最初に水の最下層で発生し、次に徐々に大きな水塊を捕捉します-貯水池の富栄養化が発生します。 このような水は給水に適さず、魚の生産性が大幅に低下します。 富栄養化プロセスの進展の強さは、貯水池の流れの程度とその深さに依存します。 原則として、湖や貯水池の水の自己浄化は河川よりも遅いため、川の貯水池の数が増えると、その自己浄化能力は低下します。

水力発電所は、河川の水文レジームの変化によって特徴付けられます-流出の変化と再分配、レベルレジームの変化、流れ、波、熱、氷のレジームの変化があります。 水の流量は数十倍減少する可能性があり、完全に停滞した領域が貯水池の一部のゾーンに現れる可能性があります。 河川や湖の両方とは異なる、貯水池の水塊の熱レジームの特定の変化。 氷のレジームの変化は、凍結のタイミングの変化、貯水池の氷の覆いの厚さの15〜20%の増加で表されますが、ポリニアは余水吐の近くに形成されます。 下流の熱レジームは変化しています。秋には暖かい水が入り、夏には貯水池で加熱され、春には冬の冷却の結果として2〜4℃低くなります。 自然条件からのこれらの逸脱は、発電所のダムから数百キロメートルに及びます。

水文レジームの変化と領土の氾濫は、水塊の水文レジームの変化を引き起こします。 上のプールでは、水塊は川の流出に伴う有機物で飽和し、氾濫した土壌から洗い流されます。下のプールでは、水塊が枯渇します。 低流量によるミネラル物質が底に堆積します。 したがって、ヴォルガ川の流れを調整した結果、カスピ海への鉱物の流れはほぼ3分の1に減少しました。 アゾフ海へのドンの流入の状態は劇的に変化し、それがアゾフ海と黒海の水交換の変化とアゾフ海の塩組成の変化を引き起こしました。

上流と下流の両方で、水のガス組成とガス交換が変化します。 水路レジームの変化の結果として、堆積物が貯水池に形成されます。

貯水池の作成は、断層境界への水の浸透により、耐震地域でも地震を引き起こす可能性があります。 これは、ミシシッピ、チェアラ(インド)などの谷での地震によって確認されています。

水力発電所による被害は大幅に軽減または補償することができます。 領土の氾濫を減らす効果的な方法は、カスケード内のHPPの数を増やし、各段階で圧力を下げ、その結果、貯水池の表面を減らすことです。 エネルギー性能の低下にもかかわらず、最小限の土地の洪水を保証する低圧水力発電施設は、すべての近代的な開発の根底にあります。 土地の氾濫は、他の地域での土壌耕作と貯水池での魚の生産性の向上によっても相殺されます。 結局のところ、農地よりも1ヘクタールの水からより多くの動物性タンパク質を得ることができます。 これを達成するために、魚工場が役立ちます。 発電量の単位あたりの浸水地の面積を減らすことも必要です。 水力発電所の構造物を魚が通過するのを容易にするために、彼らは水力構造物での魚の行動、水の流れと温度、底部の地形と照明との関係を研究しています。 彼らは魚を通過させる水門を作ります-それは魚の貯水池に引き付けられる特別な装置の助けを借りて、それからそれは川のダム前のセクションから貯水池に移されます。 水域の富栄養化を防ぐ根本的な方法は、廃水の排出を止めることです。

3.原子力発電所

原子力の安全性についての幻想は、英国、米国、ソ連でのいくつかの大きな事故の後に破壊されました。そのアポセオシスはチェルノブイリ原子力発電所での災害でした。 事故の震源地では、汚染レベルが非常に高かったため、多くの地域の人口を避難させる必要があり、土壌、地表水、植生は何十年にもわたって放射性汚染されていました。 これらすべてが、平和な原子には特別なアプローチが必要であるという理解を深めました。

しかし、原子力の危険性は事故や災害の分野だけではありません。 原子力発電所が正常に稼働している場合でも、かなりの量の放射性同位元素(炭素14、クリプトン85、ストロンチウム90、ヨウ素129、131)を放出することは確実です。 放射性廃棄物の組成とその活動は、原子炉の種類と設計、核燃料と冷却材の種類に依存することに注意する必要があります。 したがって、クリプトンとキセノンの放射性同位元素は水冷原子炉の放出に優勢であり、クリプトン、キセノン、ヨウ素とセシウムの放射性同位体はグラファイトガス原子炉に優勢であり、不活性ガス、ヨウ素とセシウムはナトリウム高速原子炉に優勢である。

雰囲気

米。 3.環境へのNPPの影響

通常、彼らが放射能汚染について話すとき、それらはガンマ線を意味し、それはガイガーカウンターとそれらに基づく線量計によって容易に捕らえられます。 同時に、既存の大量生産されたデバイスではほとんど検出されない多くのベータエミッターがあります。 放射性ヨウ素が甲状腺に集中して損傷を引き起こすのと同じように、70年代にはすべての生物に完全に無害であると考えられていた不活性ガスの放射性同位体が、一部の植物細胞構造(葉緑体、ミトコンドリア、細胞膜)に蓄積します。 放出される主な不活性ガスの1つはクリプトン85です。 大気中のクリプトン85の量(主に原子力発電所の運転による)は、毎年5%ずつ増加しています。 フィルターによって捕捉されず、原子力発電所によって大量に生成されるもう1つの放射性同位体は、炭素14です。 大気中の炭素14の蓄積(CO2の形で)が木の成長の急激な減速につながると信じる理由があります。 現在、大気の組成では、炭素14の量は核時代以前と比較して25%増加しています。

原子力発電所が環境に与える可能性のある影響の重要な特徴は、耐用年数の終わりまたはその他の理由で放射性崩壊した機器要素を解体して処分する必要があることです。 これまでのところ、このような操作は、いくつかの実験的な設備でのみ実行されています。

通常の操作では、クリプトン、キセノン、ヨウ素などのガス状および揮発性元素のごくわずかな核だけが環境に入ります。 計算によると、原子力エネルギーの容量が40倍に増えたとしても、地球規模の放射能汚染への寄与は、地球上の自然放射線レベルの1%以下になります。

沸騰水型原子炉(シングルループ)を備えた発電所では、放射性揮発性物質のほとんどがタービンコンデンサーの冷却材から放出され、そこから水の放射線分解ガスとともに、エジェクターによって次の形で排出されます。一次処理または燃焼用の特別なチャンバー、ボックス、またはガスホルダーへの蒸気ガス混合物。 残りのガス状同位体は、貯蔵タンク内の溶液の除染中に放出されます。

加圧水型原子炉を備えた発電所では、ガス状放射性廃棄物が貯蔵タンクに放出されます。

設置スペース、蒸気発生器とポンプのボックス、機器の保護ケーシング、液体廃棄物の入った容器からのガス状およびエアロゾル廃棄物は、放射性物質の放出基準に準拠した換気システムを使用して除去されます。 ファンからの空気の流れは、布、繊維、穀物、セラミックのフィルター上のほとんどのエアロゾルから除去されます。 空気は換気パイプに放出される前にガスセトラーを通過し、そこで短寿命の同位体(窒素、アルゴン、塩素など)が崩壊します。

放射能汚染に関連する排出に加えて、火力発電所のような原子力発電所は、環境に影響を与える熱排出によって特徴付けられます。 例として、ベプコサッリ原子力発電所があります。 最初のブロックは1972年12月に、2番目のブロックは1973年3月に打ち上げられました。同時に、1973年に発電所近くの川の表面の水温が上昇しました。 1971年の気温より4℃高かった。 そして、最高温度は一ヶ月後に観察されました。 熱も大気中に放出され、原子力発電所ではいわゆる原子力発電所が使用されています。 冷却塔。 それらは10-400MJ/(m?・h)のエネルギーを大気中に放出します。 強力な冷却塔の普及は、多くの新しい問題を引き起こします。 蒸発冷却塔を備えた1100MWの容量を持つ典型的なNPPユニットの冷却水の消費量は、12万t / h(周囲水温14°C)です。 補給水の通常の塩分では、年間約13.5千トンの塩分が放出され、周辺地域の表面に落下します。 現在まで、これらの要因の環境への影響に関する信頼できるデータはありません。

原子力発電所では、放射性物質で汚染された廃水の排出を完全に排除するための対策が想定されています。 厳密に定義された量の精製水を、放射性核種の濃度が 水を飲んでいる。 実際、通常の運転中の原子力発電所の水生環境への影響の体系的な観察は、自然の放射性バックグラウンドの有意な変化を明らかにしていません。 その他の廃棄物は、液体の状態で容器に保管されるか、事前に固体に変換されるため、保管の安全性が高まります。

4.代替エネルギー

再生可能エネルギー源(潮汐、地熱、太陽、宇宙太陽、風力など)を使用する発電所については、ますます多くの議論がなされています。 彼らの新しいプロジェクトが開発されており、実験的で最初の産業用設備が建設されています。 これは、経済的要因と環境的要因の両方によるものです。 環境への人為的負荷を減らすという観点から、「代替」発電所に大きな期待が寄せられています。 たとえば、欧州連合は、今後数年間でそのような発電所によって生成されるエネルギーのシェアを増やすことを計画しています。

「代替」発電所の普及は、さまざまな技術的および技術的困難によって妨げられています。 これらの発電所には環境上の不利益がないわけではありません。 したがって、風力発電所はいわゆる源です。 騒音公害では、十分な容量の太陽光発電所が広い面積を占め、景観を損ない、農業利用から土地から撤退します。 (プロジェクト内の)宇宙太陽光発電所の運用は、マイクロ波放射の高濃度ビームを介した地球へのエネルギーの伝達に関連しています。 その考えられる影響は研究されておらず、おそらく否定的であると特徴づけられています。 個別の地熱発電所

大気への影響は、ヒ素、水銀、硫黄化合物、ホウ素、ケイ酸塩、アンモニア、および地下水に溶解したその他の物質の排出の可能性によって特徴付けられます。 水蒸気も大気中に放出され、これは空気の湿度の変化、熱の放出、および騒音の影響に関連しています。 地熱発電所が水圏に与える影響は、地下水収支の崩壊、地下水に関連する物質の循環に現れます。 リソスフェアへの影響は、層の地質の変化、汚染、土壌侵食に関連しています。 地熱源が集中的に使用されている地域の地震活動が変化する可能性があります。

エネルギーの発達は、大気、水圏、リソスフェアなど、自然環境のさまざまな要素に影響を与えます。 現在、この影響は地球規模の特徴を獲得しており、私たちの惑星のすべての構造的要素に影響を及ぼしています。 このような状況から社会への道は、新技術の導入(浄化、排出物のリサイクル、放射性廃棄物の処理と貯蔵など)、代替エネルギーの普及、再生可能エネルギー源の利用です。

一般に、発電所の環境への影響の問題を包括的に分析することで、主な影響を特定し、分析し、最小化と排除の方向性を概説することができました。

なぜなら、代替エネルギーの使用が好ましいことに注意する必要があります。 「代替」発電所は、従来の発電所よりも環境にやさしいです。

中古文献一覧

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クリーンな環境は、労働力、資本、知識とともに限られた資源です。 燃料とエネルギーの複合体は、技術的影響の対象の中で環境への影響の程度の点で主導的な位置を占めています。 環境汚染の原因としての燃料およびエネルギー複合施設の特異性は、抽出および輸送された製品の高い火災および爆発の危険性、生産者からの消費者のかなりの遠隔性、およびその結果としての長いエネルギー資源輸送システムによって特徴付けられます。複合施設の施設が運営されている自然景観、気候、地質学的およびその他の条件の変動性。 エネルギー会社は、大気中に放出する物質が地球のオゾン層の劣化と温室効果の増大に寄与するため、地球の気候にも大きな影響を及ぼします。温室効果ガスの70%は、燃料からの放出とともに大気に放出されます。エネルギー会社。

多くの国内外の専門家が、ロシアの燃料とエネルギーの複合体の問題とその環境との相互作用を研究しています。 これらの研究の主な目的は、燃料とエネルギーの複合体が環境に及ぼす悪影響を軽減し、その開発を予測する方法を開発することです。

燃料とエネルギーの複合体の機能は、大気への排出、汚染された廃水と液体廃棄物の排出、および固形廃棄物の形成の形で現れるさまざまな種類の廃棄物の形成を伴います。 環境に重大な影響を与える燃料とエネルギーの複合体は、固定資産の重大な損耗の結果としての事故や緊急事態の人為的な危険の原因でもあり、上記のすべてで自然環境の汚染を引き起こしますエリア。

燃料とエネルギーの複合体が環境オブジェクトに与える影響の3つの主な方向を考えてみましょう。

AIR→エアエミッション

水→汚染された廃水の排出

地球→固形廃棄物

各方向の燃料およびエネルギー複合体の主要セクターの影響の分析は、2005年から2015年の期間にわたって、燃料およびエネルギー複合体セクターおよび業界全体による汚染物質の排出を削減する着実な傾向があったことを示しています。総産業排出量に占める燃料とエネルギーの複合体の割合の増加。 燃料とエネルギーの複合施設では、固定産業源から大気への汚染物質の排出量がほぼ2倍減少し、燃料とエネルギー産業のシェアは44.8%から48.8%に増加しました。 汚染された廃水の地表水域への排出量に関しても同様の傾向が見られます。汚染された水の排出量が43%減少し、産業構造における燃料とエネルギーの複合体の割合が増加しています。 22%から24%の排出量。 2015年に始まった工業生産の成長は、固定発生源からの大気への有害物質の総排出量の削減という文脈で起こりました。ロシア連邦全体では、2014年と比較して0.7%(1850万トン)減少しました。 。

環境汚染の主な原因は、油田とガス田、および主要なガスパイプラインであり、主要な汚染成分は、石油とその蒸気、廃水、および燃焼生成物です。

燃料およびエネルギー産業が環境の主要分野に与える影響について考えてみましょう。

1.大気への汚染物質の排出

電力業界

大気中への汚染物質の総排出量に関しては、電力業界は「主導的」であり、調査期間中の固定産業源からの総排出量に占めるシェアは25%を超え、2015年には26.8%に達しました。 2015年の汚染物質排出量は390万トンで、2014年より56,000トン減少しました。排出量を削減する着実な傾向を維持しているのは、燃料とエネルギーのバランス構造に占める天然ガスの割合が64%に増加したためです。 火力発電所の運転の環境文化を改善する-効率的な灰収集プラントの導入。 GOST(R50831-95)の導入。これは、新たに稼働するボイラープラントの特定の排出基準を世界基準のレベルで確立します。

石油産業のマクロ経済分析:方法と結果。

大気中への汚染物質の排出量は、2005年から2015年にかけて減少しました。 しかし、2015年の産業排出量に占める業界のシェアは1.8倍であり、2005年のレベルを上回り、定置型産業施設からの排出量の9%に達しました。 石油産業の主な汚染物質は、炭化水素-48%、一酸化炭素-44%、固形物-4.4%です。 産業排出物に占める石油生産の割合の増加は、主に、生産された関連ガスのフレアリングによるものです。 現在、業界全体では、生成されるすべての関連ガスの約20%がフレアされています。OAOTomskneft、VNK、OAO NK Yukosの個々のフィールドでは、この数値は70%に達し、これはわずかな量の関連ガスに関連しています。個々の鉱床の資源、および消費者からの遠隔性。

関連するガス利用の問題に対する効果的な解決策は、小規模のガス生成発電所での使用であり、これにより、電力分野のニーズを満たし、温室効果ガス排出量を削減することが可能になります。 石油生産における環境状況を改善するためには、生産企業の廃止された機器、内野パイプラインを修理および交換し、防食性が向上したパイプを使用する必要があります。 私たちの意見では、この問題の解決には、適切な立法の枠組みの開発と採用、および燃料およびエネルギー施設での関連する石油ガスの利用のための連邦プログラムが必要です。

石油精製では、主な汚染物質の組成は石油生産と同じであり、その総量は2015年までにほぼ半分の74.8万トンになり、業界のシェアは産業排出量の5%です。

・ガス産業

2005〜2015年の定常発生源から大気への汚染物質排出量 3倍以上減少しました。 産業排出量全体に占める業界の割合も1%減少し、2015年には3%に達しました。 なお、2015年の天然ガス生産量はわずかに減少しましたが(5900億百万トン)、主な原因は設備の老朽化による主要ガスパイプラインの事故です。 2015年には、業界で26件の事故が発生しました。 汚染物質排出量の総量で最大70.6%の炭素の増加があります。これは主に、「温室効果ガス」の1つであるメタン排出量が最大9%増加したことによるものです。 ガス産業におけるメタンと二酸化炭素の排出は、技術プロセスのすべての段階で発生します。 主要な影響は、全排出量の70%を占めるガス輸送システムによって発揮されます。

ガスプロムの専門家の計算によると、ロシアのガス産業におけるメタン損失は1.03から1.54%の範囲であり、天然ガス生産の平均約1.3%です。 JSC「Gazprom」の配電ガスパイプラインからのガス損失のシェアは、業界全体の総メタン排出量の25〜29%(2005〜 2015年の米国では24〜43%)、天然ガスの損失です。さまざまな地下ガス貯蔵施設の大気中への放出は、貯蔵ガスの有効量の0.7〜3%の範囲です。

現在、ガス業界は、ロシアでのメタンの生産と消費による温室効果ガス排出量を削減するための国際プロジェクトと、2005年までの期間の損失を削減するための特別な作業プログラムを実施しています。想定される対策により、天然ガスの損失が30億.m3削減されます。

・石炭産業

2011年から実施されている石炭産業の再編の一環として、不採算の生産施設が清算され、クズバス、コミ共和国、極東、ロストフ地域の多くの有望な鉱山が再建され、技術的に再建されています。 -装備。 その結果、マクロ経済分析のための大気中への有害物質の排出:方法と結果:調査期間は2.4倍減少し、産業排出における業界のシェアは0.8%から3.8%に増加しました。 2014年から2015年にかけて、大気中への汚染物質の総排出量は2%増加し、614千トンを超えました。これは、石炭生産量が7.7%増加したことと、燃焼が大幅に増加したことによるものです。ダンプのメタンの。 鉱山のメタン資源は4億m3に増加しました。これに関連して、炭鉱での爆発状況と実際の事故の数が増加しました。2015年には約60のダンプが燃焼しました。

専門家によると、クズバスの総メタン資源は10〜13兆にのぼります。 m 3(石炭のガス放出は石炭1トンあたり20〜25 m 3)、ペチョラ石炭盆地の工業用メタン埋蔵量は2兆に達します。 m3。 エネルギー部門での炭層メタンの使用は、石炭の燃焼を排除することにより、熱供給コストを削減し、環境状況を改善します。 石炭は他のエネルギー担体と比較して最も多くの硫黄を含んでいます-0.2-7%、石油と燃料油ではその含有量はほぼ2分の1です-0.5-4.0%、 ディーゼル燃料 0.3〜0.9%含まれており、天然ガスには硫黄はほとんど含まれていません。

2.汚染された廃水の排出。

電力業界

電力産業は、産業が使用する水の総量の約70%を消費します。 業界は地表水域への汚染廃水の総排出量の点でリーダーであり、1999年のそのシェアは2005年のレベルであり、15.4%に達しました。 汚染された廃水の排出量2005-2015 含む1.8倍減少しました。 2015年には、発電量と淡水消費量が5億30万m 3増加したにもかかわらず、31%増加しました。 排出量の減少は、火力発電所の運転の環境文化の増加、および燃料とエネルギーのバランスの構造における天然ガスの割合の増加に大きく起因しています。

・石炭産業

考慮された9の廃水排出– 夏の期間ほぼ1.5倍減少し、396百万に達した。 2015年には6.1%に

石油精製業界

2013-2015年の産業別の汚染された廃水の排出量における業界のシェア 2005年の水準にとどまり、2.6%に達した。 当期中、排出量は約2分の1に減少しました。 1999年、業界は、処理済み廃水の使用量の増加の結果として達成された、前年度と比較して11%少ない汚染廃水(1億6,440万m 3)を地表水に排出しました。

・ガス産業

業界はわずかな量の汚染された廃水を消費して地表水に排出しており、そのシェアは業界全体の約0.05%です。 2015年までに、汚染された廃水の量は2005年に比べて1.5倍減少し、315万m3に達した。 同時に、水の総消費量は2分の1に減少しました。

・ 石油産業

分析期間中、業界は汚染された廃水の排出量を5.5分の1に削減しました。 2014〜2015年 ほぼ5回。 同時に、業界のシェアは2015年の0.2%から2005年には0.07%に減少しました。2015年には、貯水池の圧力を維持しながら(新鮮な水を減らす)節水政策の結果、総水使用量が18%減少しました。水注入)、水管理スキームを最適化するための措置、水の再使用を増やす。 地表水と飲用源の汚染は、主にマクロ経済分析である石油と石油製品の流出によっても発生します。方法と結果は、パイプラインの老朽化、石油貯留層の水やりの増加、硫化水素不純物の存在によるものです。 1999年には、フィールド間およびフィールド内パイプラインの破裂の総数は53.8千件に達しました。

3.固形廃棄物

石炭産業は、大気中への固体物質の排出という点で、ロシアの燃料およびエネルギー複合施設の支店の中で「リーダー」です。 石炭輸送中に大量の炭塵が発生し、15 kg/tceに達します。 クズネツク炭鉱の炭鉱では、年間23万8千トン以上の粉塵のような粒子が大気中に放出されています。

電力業界では、固形廃棄物の大部分が灰やスラグ廃棄物に関連しており、2015年の量は240万トンで、データによると合計で約4000万トンでした)。

2015年には、石油産業の企業で60万4千トンの固形廃棄物が発生し、696.8千トンの石油精製が2014年より19%増加し、そのうち37.1%が石油スラッジです。

2015年のガス生産では、固形廃棄物の量は14万3千トンに達し、その一部は中和され、他の企業に移され、恒久的な保管場所に置かれました。

緊急事態と緊急事態

燃料とエネルギーの複合体の主な問題の1つは、事故や緊急事態の結果としての環境汚染です。 2011-2013年のGosgortekhnadzorによると。 西シベリアの油田とガス田で年間最大40,000件の事故が発生し、大量の油流出と水域と湿地への侵入が発生しました。 2015年の石油パイプラインの破裂の総数は1万9千件で、そのうち96.4%は腐食によるもので、これは主にパイプラインの経年劣化、内部腐食、全体の増加などのパイプラインの高度な劣化によるものです。油田の耐用年数、重要な石油散水、硫化水素を含む不純物の存在を含む、汲み上げられた媒体の攻撃性。

2015年には、主要なガスパイプラインで26件の事故が発生し、その結果、天然ガスの排出量は1億m3に達しました。 主な理由は、ガスパイプラインの老朽化と大規模な修理のための資金不足です。

4.温室効果ガス

近年、温室効果ガス排出の問題が非常に重要になっています。 この問題は、国連気候変動に関する国際連合(UNFCCC)と京都議定書の署名に関連して最も重要になっています。 UNFCCCの第3回締約国会議(京都、2013年12月1-10日)で京都議定書に参加している国々は、二酸化炭素(CO 2または二酸化炭素)の6種類の温室効果ガスの排出に制限と割り当てを設定しました。メタン、亜酸化窒素、ハイドロカーボン、パーフルオロカーボン、ヘキサフルオリド硫黄など、CO2が主導的な地位を占めています。 二酸化炭素排出量の主な量はエネルギー部門にあり、ロシアでの排出量では、化石燃料の燃焼の割合は98.6%です。 同様の構造は、世界社会全体の特徴です。