CC BY
350
© М.А. Кушнир, Е.А. Федорченко, 2010
УДК 338.45:622.3
М.А. Кушнир, Е.А. Федорченко
АНАЛИЗ ФАКТОРОВ ВОЗДЕЙСТВИЯ УГОЛЬНЫХ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ
Проанализировано воздействие производственной деятельности угольных электростанций на окружающую среду. Выделены факторы, оказывающие негативное воздействие, и предложены мероприятия по их снижению. Определены города с высоким уровнем загрязнения атмосферы, использующие угольные электростанции, где природоохранные мероприятия необходимо внедрять в первую очередь.
Ключевые слова: энергетические компании, угольные электростанции, вредные выбросы, зола, окружающая среда.
Семинар № 9
ешение экономических и соци--яГ альных задач России во многом зависит от функционирования и устойчивого развития систем энергообеспечения всех отраслей народного хозяйства и социальной сферы.
Производственная деятельность энергетических компаний воздействует на окружающую среду, включая такие виды негативного воздействия, как выбросы в атмосферный воздух загрязняющих веществ, сбросы загрязняющих веществ в водные объекты, размещение отходов производства.
Электростанциями выбрасывается в атмосферный воздух от 13% до 16% общероссийского объема загрязняющих веществ (ЗВ) от стационарных источников. Забор природных вод электроэнергетикой составляет до 33% общего использования водных ресурсов в России. Сбросы ЗВ в водные объекты электростанциями достигают 3% от общего объемов сброса загрязненных сточных вод в России, а объем образования отходов составляет около 2% от общероссийских.
Потребность в электрической энергии постоянно растет, поэтому Генеральной
схемой развития объектов электроэнергетики до 2020 года предусматривается рост производства электроэнергии на 40%. В 2010 г. будет произведено 1015 млрд. кВт/ч электроэнергии. С 2006 по 2011 гг. намечено увеличение мощности угольных электростанций с 58,1 ГВт в 2006 г. до 69,76 ГВт в 2011 г. (на 19,4%), что вызовет рост доли потребления угля в структуре топлива с 24,9% в 2005 г. до 38,5% в 2020 г.
Возрастание доли угля в топливном балансе тепловых электростанций (ТЭС) без внедрения мероприятий по сокращению выбросов загрязняющих веществ приведет к увеличению негативного воздействия угольных электростанций на окружающую среду. Поэтому важным является анализ факторов воздействия угольных электростанций на окружающую среду и определение основных направлений снижения их вредного воздействия.
Наиболее вредными видами выбросов при сжигании органического топлива на угольных электростанциях являются SO2, NOх, СО, твердые частицы и парниковые газы, такие как СО2, а также зола. Другие вещества, например тяже-
Таблица 1
Перечень электростанций, выбросы которых превышают ПДВ по золе
Наименование электростанции Кол-во золы, т/год ПДВ, т/год Превышение выбросов до ПДВ, т/год % снижения до ПДВ
Южноуральская ГРЭС 942 686 9 594 933 092 99,0
Северодвинская ТЭЦ-1 220 386 1 585 218 801 99,3
Артемовская ТЭЦ 311 409 7 299 304 110 97,7
Владивостокская ТЭЦ-2 512 368 17 858 494 510 96,5
Верхнетагильская ГРЭС 456 113 3 218 452 895 99,3
Троицкая ГРЭС 1 321 654 30 167 1 291 487 97,7
Омская ТЭЦ-4 548 852 14 345 534 507 97,4
Назаровская ГРЭС 290 853 8 029 282 824 97,2
Беловская ГРЭС 595 881 11 606 584 275 98,1
лые металлы, фтороводород, галоидные соединения, несгоревшие частицы углеводородов, неметановые летучие органические соединения (NMVOC) и диоксины выбрасываются в значительно меньших количествах и не оказывают значительного влияния на состояние окружающей среды.
В связи с увеличением использования угля при выработке электроэнергии выбросы загрязняющих веществ от угольных электростанций в целом увеличатся с 2 413,95 тыс.т в 2005 году до
2 765,5 тыс.т в 2011 году (на 14,6%), в том числе:
• золы - с 787,97 тыс. т в 2005 г. до 788,90 тыс. т в 2011 г. (на 0,12%);
• NOx - с 698,59 тыс. т в 2005 г. до 879,70 тыс. т в 2011 г. (на 26%);
• SO2- с 927,39 тыс. т в 2005 г. до 1 096,80 тыс. т в 2011 г. (18,3%).
Таким образом, в 2011 г. по сравнению с 2005 г. выбросы золы останутся практически на одном уровне, а для снижения выбросов оксидов азота и диоксида серы потребуется оснащение
Таблица2
Перечень электростанций, выбросы которых превышают ПДВ диоксида серы
Наименование электростанции д й ° & ^ Ю Н « й ПДВ, т/год Превышение выбросов над ПДВ, т % снижения до ПДВ
Южноуральская ГРЭС 41 866 31 467 10 399 24,8
Северодвинская ТЭЦ-1 25 309 8 084 17 225 68,1
Артемовская ТЭЦ 6 434 5 775 659 10,2
Владивостокская ТЭЦ-2 18 439 15 321 3 118 16,9
Троицкая ГРЭС 38 710 33 080 5 630 14,5
Омская ТЭЦ-4 14 489 9 175 5 314 36,7
Назаровская ГРЭС 28 753 24 220 4 533 15,8
Томь-Усинская ГРЭС 21 671 19 906 1 765 8,1
ТЭС высокоэффективными золо- и сероулавливающими установками, реализация технологических мероприятий по подавлению образования оксидов азота и внедрение котлов с циркулирующим кипящим слоем.
Рост потребления угля вызовет рост эмиссии двуокиси углерода. Выброс СО2 в 2011 г. по сравнению с 2005 г. от сжигания угля возрастет с 168,44 млн. т до 235,28 млн. т (на 40%).
Выход золошлаков в 2011 г. увеличится на 9,1 млн. т по сравнению с 2005 г., что потребует решения вопросов по утилизации золошлаковых материалов и выделение новых земельных площадей под отвалы.
На основании данных 2005 года выделены крупные угольные электростанции, на которых превышались нормативы ПДВ по золе (табл. 1) и диоксиду серы (табл. 2). Для них рассчитаны необходимая степень золоулавливания и процент снижения выбросов диоксида серы для достижения нормативов ПДВ до 2011 г.
Из таблицы видно, что наибольшее превышение выброса золы над ПДВ имеют Южноуральская ГРЭС, Северодвинская ТЭЦ и Верхнетагильская ГРЭС.
Для достижения допустимого выброса по золе на всех электростанциях требуется повышение степени золоулавливания, которое можно обеспечить установкой новых высокоэффективных золоуловителей или модернизацией существующих аппаратов золоулавливания.
Для улавливания золы на электростанциях, оборудованных электро-
фильтрами, может быть осуществлена замена существующих электрофильтров новыми аппаратами.
Основными конструктивными решениями по увеличению степени улавливания золы в электрофильтрах являются:
• повышение высоты электродов до 18 метров;
• максимальное заполнение объема аппарата активной зоной;
• увеличение межэлектродного расстояния.
На электростанциях, оборудованных мокрыми инерционными аппаратами, повышение их степени улавливания может быть достигнуто применением системы интенсивного орошения (ИРО) в существующих аппаратах или заменой их на эмульгаторы.
На электростанциях с сухими инерционными золоуловителями потребуется замена этих аппаратов из-за их низкой эффективности электрофильтрами. Как видно из табл. 2, наибольший процент превышения выбросов диоксида серы над ПДВ имеют Северодвинская ТЭЦ-1, Южноуральская ГРЭС и Омская ТЭЦ- 4.
Для сокращения выбросов диоксида серы должны быть смонтированы сероулавливающие установки. Максимальную степень очистки дымовых газов от оксидов серы обеспечивают аммиачно-сульфатная (98%) и мокрая известняковая (95%) технологии. За счет внедрения сероочистных установок выброс диоксида серы может быть сокращен на 45,6 тыс. т/год.
Таблица 3
Перечень городов с превышением ПДК по взвешенным веществам и двуокиси азота
Город Вещества ТЭС
Барнаул Взвешенные вещества и N02 Барнаульская ТЭЦ-1, Барнаульская ТЭЦ-2, Барнаульская ТЭЦ-3
Благовещенск Взвешенные вещества Благовещенская ТЭЦ
Братск N02 Иркутская ТЭЦ-7
Иркутск N02 Новоиркутская ТЭЦ
Комсомольск-на-Амуре Взвешенные вещества и N02 Комсомольская ТЭЦ-2
Красноярск Взвешенные вещества Красноярская ТЭЦ-1, Красноярская ТЭЦ-2 Красноярская ТЭЦ-3
Назарово Взвешенные вещества Назаровская ГРЭС
Нерюнгри N02 Нерюнгринская ГРЭС
Новокузнецк Взвешенные вещества и N02 Кузнецкая ТЭЦ
Улан-Удэ Взвешенные вещества и N02 Улан-Удэнская ТЭЦ-1, Улан-Удэнская ТЭЦ-2
Хабаровск Взвешенные вещества и N02 Хабаровская ТЭЦ-1 Хабаровская ТЭЦ-2 Хабаровская ТЭЦ-3
Чита Взвешенные вещества и N02 Читинская ТЭЦ-1, Читинская ТЭЦ-2
С учетом сокращения выбросов при внедрении воздухоохранных мероприятий выбросы золы в 2011 г. могут быть ниже выбросов 2005 года. Выбросы других веществ, даже при соблюдении нормативов ПДВ на крупных ТЭС, в 2011 г. будут превышать уровень 2005 г.
Угольное топливо в основном используется в восточных регионах страны. В топливном балансе ТЭС Западной и Восточной Сибири доля угля достигает 90 и более процентов. Это обусловлено тем, что здесь сосредоточено около 80 % добычи энергетических углей и уголь является местным базовым топливным ресурсом. Поэтому в список городов с наибольшим интегральным уровнем загрязнения атмосферы, составленный Росгидрометом,
вошли города Сибири, где имеются угольные электростанции.
В табл. 3 представлен перечень городов, где очень высокий уровень загрязнения атмосферы обусловлен взвешенными веществами, двуокисью азота и окисью углерода (вещества, выбрасываемые электростанциями) и указаны угольные электростанции, расположенные в этих городах.
Очевидно, что на указанных в таблице ТЭС в первую очередь необходимо внедрять мероприятия по сокращению выбросов загрязняющих веществ, чтобы улучшить экологическую ситуацию в городе.
Энергетическая стратегия России до 2020 г. предусматривает рост выработки электроэнергии. При этом важ-
ную роль в реализации стратегии должна играть угольная электроэнергетика, базирующаяся на огромных промышленных запасах энергетических углей. Увеличение угля в структуре топлива
1. Генеральная схема развития объектов электроэнергетики до 2020 г. - М., 2007 г.
2. Обзор показателей топливоиспользова-ния тепловых электростанций акционерных обществ энергетики и электрификации и ак-
при производстве электроэнергии требует проведения природоохранных мероприятий по преодолению негативных факторов воздействия угольных электростанций на окружающую среду.
-------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ционерных обществ - тепловые электростанции России за 2005 г. - М., 2006 г.
3. ГОСТ Р 50831-95 «Установки котельные. Тепломеханическое оборудование. Общие технические требования», ш ы=1
Коротко об авторах
Кушнир М.А. - кандидат экономических наук, доцент, кафедра «Организация и управление в горной промышленности», Московский государственный горный университет, Moscow State Mining University, Russia, ud@msmu.ru
Федорченко Е.А. - ООО «Центр энергоэффективности ЕЭС», зам. генерального директора по экономике и финансам.
