Технические и технологические меры повышения экологической чистоты и безопасности эксплуатации энергетических объектов

Топливные электростанции и котельные

В настоящее время используются четыре основных подхода к уменьшению загрязнения приземной атмосферы при сжигании минерального топлива: оптимизация процесса сжигания топлива; очистка топлива от элементов, образующих при сжигании загрязняющие вещества; очистка дымовых газов от загрязняющих веществ; рассеивание загрязнителей в атмосферном воздухе до безопасных концентраций. Перспективным подходом является связывание и захоронение парниковых газов. Как видно из табл. 14.1, особое внимание должно уделяться экологичности угольных электростанций и котельных.

Опыт передовых в угольных технологиях стран (прежде всего Германии, Англии и Японии), показывает, что современный уровень технологий позволяет свести к минимуму экологические воздействия угольных электростанций и котельных. Дополнительные меры, естественно, усложняют и удорожают строительство и эксплуатацию таких ТЭС, но энергетики вынуждены идти по этому пути, чаще всего под давлением экологических налогов и штрафов.

Таблица 14.1.

Выбросы при сжигании трёх основных видов энергетического топлива

В последние годы на российских предприятиях электроэнергетики усилено внимание экологическому мониторингу как первому шагу на пути реализации природоохранных мероприятий. На электростанциях — основных источниках загрязняющих выбросов и сбросов — наблюдения и контроль проводятся санитарно-промышленными лабораториями, которые аттестованы и оснащены всем необходимым оборудованием. При необходимости на предприятиях отрасли предусмотрено развертывание передвижных лабораторий. Службы контроля воздушной среды, входящие в состав промышленно-санитарных лабораторий, осуществляют отбор проб воздуха, но разработанному графику и действуют круглосуточно. На предприятиях организован контроль за соблюдением установленных норм выбросов и сбросов вредных веществ, рациональным использованием природных ресурсов и размещением промышленных отходов. Отлаженная система диспетчерского контроля и управления позволяет своевременно обнаруживать и выявлять причины сбоев в работе энергосистемы, принимать меры по предупреждению и ликвидации чрезвычайных ситуаций, не допуская несанкционированных выбросов и сбросов в окружающую среду. Кроме того, все производственные объекты, на которых могут произойти аварии с экологическими последствиями, застрахованы.

Инструментом, помогающим решать эти задачи, должен стать полноценный экоинжиниринг, который имеет принципиальное отличие от инжиниринга в других сферах деятельности, так как его целью для заказчика (предприятия) является обеспечение требуемого качества окружающей природной среды, атмосферного воздуха, а не получение прибыли любой ценой. Поэтому действующим участником процесса помимо заказчика и исполнителя должно быть государство. Именно оно через организационные, правовые и иные механизмы инициирует процесс инжиниринга систем экологической защиты, например газоочистки атмосферного воздуха. Необходимо создание государственной инспекции по контролю газоочистных сооружений. И, что особенно важно, — экономическое стимулирование природоохранной деятельности промышленных предприятий.

В табл. 14.2 представлена прогнозная оценка сокращения выбросов загрязняющих веществ в атмосферу в результате реализации двух групп мероприятий: технологических и организационных [14].

Таблица 14.2.

Прогнозная оценка сокращения выбросов загрязняющих веществ в атмосферу, тыс. т/год

Сравнение экологических показателей российских угольных электростанций с зарубежными указывает на огромный потенциал их улучшения, табл. 14.3.

Таблица 14.3.

Выбросы в атмосферу вредных веществ угольными электростанциями Германт и России

Эффективным способом уменьшения ущерба окружающей среде со стороны золошлаковых отвалов, сокращения площади отчуждаемой земли является переработка золы и шлаков угольных котельных и ТЭС. Золошлаковые материалы — ценный строительный материал, который используется на протяжении многих столетий (Колизей (75−80 гг. н. э.) и Пантеон (115 г. н. э.) построены с использованием золошлаковых материалов).

Одним из способов решения задачи уменьшения поступления в атмосферу С0₂ является его закачка в полости, образующиеся при добыче нефти и газа, в засоленные пористо-водоносные слои, в непригодные для разработки угольные пласты, табл. 14.4.

Таблица 14.4.

Потенциальные ёмкости для захоронения С0₂ (в мире)

На сегодня реализованы как минимум два таких проекта промышленного масштаба: а) в США углекислый газ, являющийся отходом при метанизации синтетического газа, закачивается в выработанное нефтяное месторождение, обеспечивая попутно возобновление нефтеотдачи пласта; б) в Норвежском морс С0₂, отделенный от добытого природного газа, закачивается в пористо-водоносный слой. Страны ЕС планируют оснастить к 2015 г. 12 электростанций (существующих и строящихся) подземными хранилищами С0₂.

На пути реализации этого способа стоит высокая цена — при имеющихся сегодня технологиях стоимость сепарации и захоронения каждой тонны СО? составляет примерно 60 долл. Широкомасштабное применение такой технологии существенно увеличивало бы стоимость электроэнергии. Необходима технология с ценой не выше 20−30 долл, за 1 т С0₂. Кроме того, закачанный под землю С0₂ несёт в себе потенциальную угрозу — внезапная утечка газа может стать причиной гибели людей.