CC BY
28
УДК 502.3, 504.7
DOI: 10.24412/1728-323X-2022-1-74-83
ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ПО КРИТЕРИЯМ «ЗЕЛЕНЫХ ПРОЕКТОВ» ДЛЯ ОБЪЕКТОВ ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГЕТИКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Г. Е. Артамонов, специалист отдела цифровой
трансформации контрольно-надзорной
деятельности Федеральной службы
по ветеринарному и фитосанитарному надзору,
В. А. Гутников, к. т. н,
заместитель генерального директора
ФГБУ «ЦНИИП Минстроя России»,
И. И. Васенев, д. б. н, заведующий кафедрой
экологии Российского государственного
аграрного университета — МСХА
им. К. А. Тимирязева, [email protected]
Аннотация. В статье приводятся результаты экологической оценки соответствия 246 тепловых электростанций РФ с суммарной установленной мощностью более 143 ГВт и годовой выработкой электроэнергии около 578 млрд кВтч критериям 2.3.2.1 зеленых проектов, критериям 2.2.2.1 и 2.2.3 адаптационных проектов, утвержденных Постановлением Правительства РФ от 21.09.2021 № 1587, а также оценка способности наземных экосистем, находящихся в зоне непосредственного воздействия ТЭС, к поглощению углекислого газа, образующегося при сжигании углеродного топлива. По данным проведенного анализа отмечается принципиальное соответствие большинства исследуемых ТЭС критериям зеленых проектов и адаптационных проектов. Проведенный анализ удельного карбонового следа показал реалистичность заявленной стратегии постепенного перехода регионов страны к уровню функционирования карбон-нейтральных территорий. По результатам расчета индекса карбоновой нагрузки (ILr) выделены наземные экосистемы с наибольшим и наименьшим потенциалом к поглощению углекислого газа. Между показателями углеродного следа (GHGjp) и индекса карбоновой нагрузки (/¿c) отмечена высокая корреляционная связь для групп «ГРЭС» и «угольные ТЭЦ» (r = 0,767) и (0,832) соответственно, что говорит о корректности примененного балансового метода для расчета уровня поглощения СО2 наземными экосистемами.
Abstract. The article presents the results of an environmental assessment compliance of 246 Russian thermal power plants with a total installed capacity of more than 143 GW and annual electricity generation of 578 billion. KWh green projects criteria, as well as the assessment of terrestrial ecosystems absorption ability of carbon dioxide generated by the TPPs. According to the analysis, the principal compliance of the majority of the TPPs with the criteria of green projects is noted. The analysis of the specific carbon footprint showed the realism of the stated strategy of gradual transition of the country's regions to the level of functioning of carbon-neutral territories. According to the calculation of the carbon load index (ILr) results, terrestrial ecosystems with the highest and lowest potential for carbon dioxide absorption were identified. There is a high correlation between the carbon footprint (GHGjp) and the carbon load index (ILr) for the "GRES" and "coal-fired TPPs" groups (r = 0.767) and (0.832), which indicates the correctness of the balance method used to calculate the level of CO2 uptake by terrestrial ecosystems.
Ключевые слова: парниковые газы, устойчивое развитие, зеленые проекты, энергетика, наземные экосистемы.
Keywords: greenhouse gases, sustainable development, green projects, energy, terrestrial ecosystems.
Введение
На двадцать шестом климатическом саммите, состоявшемся в ноябре 2021 года в Глазго, более 40 государств достигли договоренности отказаться от использования угля, что имеет последствия для Российской Федерации, поскольку в топливном балансе энергоресурсов объектов тепловой энергетики страны уголь занимает около 25 %. Тепловые электростанции (ТЭС), использующие в качестве топлива уголь, имеют наивысшие показатели выбросов загрязняющих веществ и парниковых газов, кроме того, необходимость наличия золоотвалов создает дополнительные риски для наземных экосистем [1].
В ключевые положения Парижского соглашения включены удержание прироста глобальной средней температуры до конца XXI века в пределах не более 2 °С сверх доиндустриальных уровней и приложение усилий в целях ограничения роста температуры до 1,5 °С, а также достижение сбалансированности между антропогенными выбросами парниковых газов, получаемых в результате промышленной деятельности человека и их абсорбцией поглотителями парниковых газов, к которым относятся наземные экосистемы, включая лесные, аграрные, прибрежные, а также морские экосистемы и океаны [2].
Несбалансированное количество выбросов загрязняющих веществ имеет негативное воздействие на способность выполнения базовыми компонентами наземных экосистем экосистемных функций и услуг [3].
По данным сети наблюдений Росгидромета и годовых отчетов Минприроды России, генерирующие объекты теплоэнергетики занимают лидирующее место по уровню выбросов загрязняющих веществ в атмосферу. Основную часть вредных выбросов в атмосферу вследствие сжигания
2700
2500
в Р) 2300
1 сд
О
о 2100
н
я
1 1900
1700 Н
1500
III
1111
1Л
шиши
о\а\о\|^о\0\о\о\о>о\оОоооооооооЯоооооооо нннннннмнямМмммММММММ^мМММММММ
Рис. 1. Динамика выбросов парниковых газов в секторе «Энергетика» в СО2 экв. млн тонн 1990—2019 гг. [4]
ископаемых видов топлива составляют парниковые газы (СО2, СН4, N20). Объем выбросов загрязняющих веществ в атмосферу зависит от технологии и оборудования при производстве электрической и тепловой энергии и коэффициента использования установленной мощности (КИУМ) станции. Согласно данным национального доклада о кадастре антропогенных выбросов из источников и абсорбции поглотителями парниковых газов, не регулируемых Монреальским протоколом в энергетическом секторе, выбросы парниковых газов в эквиваленте СО2 составили 1,67 млрд т, что на 35,1 % ниже уровня 1990 г. В их составе преобладал СО2 — 89,3 % всех выбросов по сектору. Вклады СН4 и N20 составили 10,3 % и 0,3 % соответственно. Динамика выбросов парниковых газов с 1990 г. показывает цикличность выбросов, которая связана с климатическими флуктуациями и тенденцией уровня развития генерации электроэнергии ТЭС. В 1998, 2009 и 2015 годах хорошо просматривается спад выбросов парниковых газов, что связано с финансовыми и экономическими факторами (рис. 1).
Пространственные объемы воздействия антропогенных выбросов на экосистемы определяются площадью территории регионов России и численностью населения [5]. Способность наземных экосистем к поглощению парниковых выбросов в большой степени зависит от физико-географических и климатических особенностей территории, а также от состояния и уровня деградации наземных экосистем. Поэтому сохранение и восстановление наземных экосистем представляется важной задачей для достижения Российской Федерацией к 2060 году углеродной нейтральности, предусмотренной стратегией углеродного развития [6].
Основой устойчивости экосистем является биологическая продуктивность и разнообразие. Баланс экосистем и лесистость территории поз-
воляет обеспечить повышенную буферность наземных экосистем в зоне негативного антропогенного воздействия [7—8].
Целью исследования является проведение экологической оценки соответствия исследуемых ТЭС критериям 2.3.2.1 «зеленых проектов», 2.2.2.1 и 2.2.3 «адаптационных проектов», утвержденных Постановлением Правительства РФ от 21.09.2021 № 1587, а также оценка способности наземных экосистем, находящихся в зоне непосредственного воздействия ТЭС к поглощению выбросов углекислого газа, образующегося при сжигании углеродного топлива в результате деятельности ТЭС путем расчета индекса карбоновой нагрузки.
Материалы и методы исследования
Исследование проведено на основе системного анализа данных годовых отчетов энергогене -рирующих компаний РФ (АО «Бийскэнерго»; АО «Волга»; АО «ДГК»; АО «ЕВРАЗ ЗСМК»; АО «Енисейская ТГК (ТГК-13)»; АО «ИНТЕР РАО — Электрогенерация»; АО «Сибирская энергетическая компания»; АО «Татэнерго»; АО «ТГК-11»; АО «Томская генерация»; ООО «Башкирская генерирующая компания»; ООО «Воркутинские ТЭЦ»; ООО «Интертехэлектро — Новая генерация»; ООО «ЛУКОЙЛ-Астраханьэнерго»; ООО «ЛУКОЙЛ-Волгоградэнерго»; ООО «ЛУКОЙЛ-Кубаньэнерго»; ООО «ЛУКОЙЛ-Ростовэнерго»; ООО «Сибирская генерирующая компания»; ООО «Тверская генерация»; ПАО «Иркутскэнерго»; ПАО «Иркутскэнерго»; ПАО «Камчатскэнерго»; ПАО «Квадра»; ПАО «Курганская генерирующая компания»; ПАО «Магаданэнерго»; ПАО «Мечел»; ПАО «Мосэнерго»; ПАО «ОГК-2»; ПАО «Т Плюс»; ПАО «ТГК-1»; ПАО «ТГК-14»; ПАО «ТГК-2»; ПАО «Фортум»; ПАО «Энел Россия»; ПАО «Юнипро»; ПАО «Якутскэнерго») [9] о деятельности 246 ТЭС с суммарной установленной электрической мощностью более 143 ГВт
и годовой выработкой электроэнергии около 578 млрд кВтч, что составляет более половины всей электроэнергии, выработанной в России.
Исследуемые объекты энергетики расположены в экосистемах с разным экологическим потенциалом, что дифференцирует условия функционирования объектов энергетики и возможности экосистем, находящихся в зоне непосредственного воздействия и поглощению выбросов парниковых газов.
Энергетическая отрасль относится к одному из основных направлений устойчивого (в том числе зеленого) развития Российской Федерации, обеспечивающей в рамках выработки государственной политики Российской Федерации достижение целей, установленных Распоряжением Правительства РФ от 14.07.2021 № 1912-р [10].
«Зеленый проект» должен соответствовать критериям проектов устойчивого, в том числе зеленого развития в Российской Федерации, утвержденных Постановлением Правительства РФ от 21.09.2021 № 1587 [11], в соответствии с которым исследуемые ТЭС предложено разделить на три группы: I — объекты электрогенерации (ГРЭС); II — Объекты когенерации, использующие твердое топливо (угольные ТЭЦ); III — Объекты когенерации, использующие газообразное топливо (газовые ТЭЦ).
Целевые значения показателей выбросов парниковых газов на единицу электроэнергии для соответствия критериям адаптационных проектов для группы I — 810 г С02е/кВтч, для группы II — 430 г С02е/кВтч и группы III — 950 г С02е/кВтч.
Целевые значения для соответствия зеленым проектам в разделе «Электрогенерация на природном газе (включая сжиженный природный газ)» — прямые выбросы парниковых газов при генерации менее 100 г С02е/кВтч.
Показатель количества выбросов СО2 на производство электроэнергии GHGfp (углеродный след) С02е/кВтч [12] рассчитывается по формуле (1).
GHGfp =
"CO-,
(1)
(Hoj) в кг/м2 [13]. Показатели рассчитываются по формулам (2) и (3), с учетом анализируемого вида фитоценоза (3г) и соответствующей ему структуры почвенного покрова ($') в границах зоны непосредственного воздействия ТЭС и коэффициентов для перевода В^/ и Hoj в углерод кг/м2 (0,5 и 0,58 соответственно):
Ск = Boi -0,5- Si; (2)
Ся = Щ-0,58-3]. (3)
Зона непосредственного воздействия ТЭС оценивается как сумма площадей относительно однородных (по растительности (г) и почвам (/)) участков земель, используемых ТЭС, и площади нормированных санитарно-защитных зон в соответствии с новой редакцией санитарно-эпидемиологических правил и нормативов СанПиН 2.2.1/ 2.1.1.1200—03 «Санитарно-защитные зоны и санитарная классификация предприятий, сооружений и иных объектов», утвержденных постановлением Главного государственного санитарного врача РФ от 25.09.2007 № 74 [14].
С учетом различий в скорости обновления органического углерода исследуемых наземных экосистем рассчитывается усредненный показатель годичного обновления углерода в фитомассе (Сваг) кг/год и почвенном покрове (Су] кг/год по формулам (4) и (5) соответственно:
CBai =
_ I CBi
CBi
CSaj = | C-1 CS-
(4)
(5)
где ЕШг — фактические выбросы углерода от ТЭС в пересчете на углекислый газ, т/год; Её — годовое производство электроэнергии на конкретной ТЭС, кВтч/год.
Для оценки потенциала наземных экосистем к поглощению выбросов СО2 рассчитываются запасы органического углерода в фитомассе (Св) кг и почвенном покрове (С] кг наземных экосистем на основе показателей запасов сухой фи-томассы (Во/) в кг/м2 и запасов гумуса в почве
Тсвг — средний период обновления лесной фи-томассы (по умолчанию условно принимается за 100 лет, в будущем может экспериментально уточняться для различных видов наземных экосистем) [15].
ТС] — средний период обновления почвенного гумуса в верхних горизонтах почв (по умолчанию условно принимается за 1000 лет, в будущем может экспериментально уточняться для различных видов почв) [16].
Суммарный показатель годичного обновления органического углерода в наземных экосистемах в зоне непосредственного воздействия ТЭС (С^) кг/год рассчитывается как сумма усредненных показателей годичного обновления углерода в фитомассе (Сва) всех выделенных в зоне воздействия ТЭС видов фитоценозов (г = п) и структур почвенного покрова (Су] (/ = к) (формула 6).
CTa = X (CBai) + X (CSajj). i = 1 j = 1
g
Внедрение современных методов моделирования, прогнозирования, индикативного планирования, балансовых расчетов и информационных технологий являются основными направлениями государственной политики в сфере стратегического планирования [17]. Индекс карбоновой нагрузки территории наземных экосистем в зоне непосредственного воздействия ТЭС (/¿с) может быть рассчитан на основе балансового метода по формуле (7) с учетом коэффициента для пересчета углерода в двуокись углерода СО2 — 44/12 или 3,67.
iLc =
"CO-,
СТа ■ 3,67
1000.
(7)
Индекс карбоновой нагрузки может быть сопоставлен с нормативным значением, которое необходимо разрабатывать в рамках дорожной карты в целях реализации положений «Стратегии социально-экономического развития Российской Федерации с низким уровнем выбросов парниковых газов до 2050 года», утвержденной Распоряжением Правительства Российской Федерации от 29.10.2021 № 3052-р по достижению к 2060 году Россией углеродной нейтральности [18—19].
После проведенных расчетов для установления значимых статистических взаимосвязей при-
меняется корреляционный анализ с разбивкой исследуемых объектов на группы в соответствии с Постановлением Правительства РФ от 21.09.2021 № 1587.
Результаты
На первом этапе исследования проведен корреляционный анализ между основными технологическими и экологическими показателями (электрическая мощность, годовое производство электроэнергии, годовой расход условного топлива, общие выбросы, выбросы оксида углерода Шр СТф 11с).
При рассмотрении всего массива данных выявлена тесная корреляционная зависимость между мощностью и производством (г = 0,918), но низкая между показателем углеродного следа ОНОр и индексом карбоновой нагрузки 1¿с (г = 0,918), что связано с очевидной неоднородностью объектов (табл. 1).
При разделении исследуемых ТЭС на предложенные Постановлением Правительства РФ от 21.09.2021 № 1587 группы, результаты меняются. Установлены следующие значимые корреляционные зависимости (табл. 2—4).
В группах угольных и газовых ТЭЦ отмечена более тесная взаимосвязь между производством электроэнергии и расходом условного топлива, а
Корреляция экологических показателей по общему массиву данных (n = 246)
Таблица 1
№ Экологические показатели С2 С3 С4 С5 С6 С7 С8
С1 Электрическая мощность, МВт 0,918 0,413 0,439 0,354 -0,062 0,143 0,007
С2 Годовое производство электроэнергии, млн кВт -ч 1 0,369 0,432 0,342 -0,066 0,180 0,004
С3 Годовой расход условного топлива, тыс. т у.т. (Всего) 1 0,131 0,046 -0,043 0,107 -0,008
С4 Выбросы всего, тонн 1 0,208 -0,016 0,174 0,006
С5 Оксид углерода, тонн 1 0,122 0,004 0,292
С6 GHGp, С02е/кВт -ч 1 -0,043 0,060
С7 Cta 1 -0,062
С8 Ilc 1
Таблица 2
Корреляция экологических показателей в Группе «ГРЭС» (n = 58)
№ Экологические показатели С2 С3 С4 С5 С6 С7 С8
С1 Электрическая мощность, МВт 0,888 0,289 0,383 0,375 -0,087 0,156 -0,096
С2 Годовое производство электроэнергии, млн кВт -ч 1 0,197 0,391 0,357 -0,171 0,217 -0,092
С3 Годовой расход условного топлива, тыс. т у.т. (Всего) 1 -0,019 -0,063 -0,063 -0,010 -0,046
С4 Выбросы всего, тонн 1 0,106 0,022 0,341 -0,056
С5 Оксид углерода, тонн 1 0,738 -0,099 0,312
С6 GHGp, С02е/кВт -ч 1 -0,156 0,767
С7 Cta 1 -0,213
С8 1
также между (ОНО/р) и выбросами оксида углерода поскольку ТЭЦ, как правило, расположены в крупных городах и имеют меньшую мощность и соответственно меньшую зону непосредственного воздействия, в то время как ГРЭС занимают большие площади наземных экосистем.
В группе угольных ТЭЦ отмечена слабая корреляционная связь между показателями углеродного следа (ОНОр) и индексом карбоновой нагрузки (/¿с) (г = 0,209), что может быть связано с особенностями технологических процессов при сжигании угля и количеством его видов, характеризующихся различной теплоемкостью. При этом в группах ГРЭС и газовых ТЭЦ между показателями количества выбросов парниковых газов на производство электроэнергии (ОНОр) и (/¿с) отмечена более тесная корреляционная зависимость (г = 0,767) и (0,832) соответственно, что говорит о корректности примененного балансового метода для расчета уровня карбоновой нагрузки в зоне непосредственного воздействия ТЭС.
Разные виды наземных экосистем имеют разный потенциал к поглощению углекислого газа и устойчивость к антропогенной нагрузке в целом. По формулам (1) и (7) произведен расчет показателя углеродного следа при производстве электроэнергии (ОНОр) и индекса карбоновой нагрузки территории наземных экосистем в зоне непос-
редственного воздействия ТЭС (/¿с). Результаты расчета с конкретными примерами по электростанциям с высокой и низкой углеродной нагрузкой представлены в таблице 5.
Обсуждение результатов
Результаты расчета выявили электростанции с наибольшими показателями углеродного следа (ОНО^): Дубровская ТЭЦ-8 (20,880 г С02е/кВтч); Троицкая ГРЭС (16,060 г С02е/кВтч); Кызыл-ская ТЭЦ (8,675 г С02е/кВтч); Благовещенская ТЭЦ (7,731 г С02е/кВтч).
В основе полученных результатов используются показатели годового производства электроэнергии, выбросы углекислого газа, техническое состояние объекта, год ввода в эксплуатацию, вид используемого топлива, коэффициент использования установленной мощности (КИУМ) [20].
Так, например, Троицкая ГРЭС, Кызылская ТЭЦ и Благовещенская ТЭЦ используют в качестве топлива уголь. Они расположены в Уральском, Сибирском и Дальневосточном федеральных округах. Все электростанции за исключением Благовещенской ТЭЦ, имеют низкие показатели КИУМ. Из общего ряда резко выделяются ТЭС, работающие в режиме котельных, специализирующие на производстве тепла, поэтому показатель ОНОур объективно выше. Например, Дубровская
Таблица 3
Корреляция экологических показателей в Группе «угольные ТЭЦ» (n = 119)
№ Экологические показатели С2 С3 С4 С5 С6 С7 С8
С1 Электрическая мощность, МВт 0,940 0,661 0,551 0,157 -0,115 0,059 -0,046
С2 Годовое производство электроэнергии, млн кВт -ч 1 0,662 0,545 0,160 -0,101 0,103 -0,043
С3 Годовой расход условного топлива, тыс. т у.т. (Всего) 1 0,231 -0,065 -0,058 0,062 -0,031
С4 Выбросы всего, тонн 1 0,255 -0,060 0,027 0,017
С5 Оксид углерода, тонн 1 0,182 0,019 0,439
С6 ОИО|р, С02е/кВт -ч 1 -0,037 0,209
С7 Оа 1 -0,089
С8 !ье 1
Таблица 4
Корреляция экологических показателей в Группе «газовые ТЭЦ» (п = 69)
№ Экологические показатели С2 С3 С4 С5 С6 С7 С8
С1 Электрическая мощность, МВт 0,938 0,660 0,647 0,130 -0,172 0,566 0,059
С2 Годовое производство электроэнергии, млн кВт -ч 1 0,654 0,600 0,187 -0,111 0,579 0,101
С3 Годовой расход условного топлива, тыс. т у.т. (Всего) 1 0,616 0,216 0,014 0,561 0,166
С4 Выбросы всего, тонн 1 0,229 -0,017 0,165 0,145
С5 Оксид углерода, тонн 1 0,675 0,142 0,848
С6 ОИО|р, С02е/кВт -ч 1 -0,063 0,832
С7 Са 1 -0,092
С8 !ье 1
ТЭЦ, которая выведена в эксплуатацию в 1933 году, КИУМ составляет 16 %. В группе ГРЭС следует отметить, что с максимальным карбоно-вым следом обладает Троицкая ГРЭС, в качестве положительной экологической оценки стоит отметь низкие показатели КИУМ — до 12 %. Все исследуемые электростанции соответствуют критериям адаптационным проектов. Критериям зеленых проектов не соответствует Томская ТЭЦ-1 (134,7 г С02е/кВтч), которая работает в режиме котельной и осуществляет в основном теплоснабжение. В целом для многих электростанций, имеющих невысокую установленную мощность, прослеживается похожая ситуация.
Наземные экосистемы в зоне воздействия ТЭС с индексом (более 1) не способны к полному поглощению выбросов углекислого газа, избыток которого поступает в приземный слой атмосферы. При этом общая облесенность соседних территорий позволяет говорить о возможности компенсирования антропогенной нагрузки за счет лесных и сельскохозяйственных экосистем региона размещения ТЭС [21].
Группа с низкой карбоновой нагрузкой фактически представляет собой территории углеродной нейтральности, что является важным элементом для оценки в целях достижения целевых показателей стратегии углеродного развития Рос-
Таблица 5
Экологическая оценка ТЭС по уровню карбоновой нагрузки на наземные экосистемы
в зоне их воздействия
Станция Мощность, МВт Тип Почв ^КВ, 2006) Зона воздействия, га Выбросы СО2, тонн СНС# 1ьс
Группа ТЭС с высоким уровнем карбоновой нагрузки (1[с > 1)
Астраханская ТЭЦ-2 380 7-5 70,0 760,6 0,498 13,096
Сургутская ГРЭС-2 5657 12-2 186,5 17950,1 0,590 9,598
Благовещенская ТЭЦ 400 31-2 150,3 16273,4 7,731 8,683
Курганская ТЭЦ 450 18-1 142,5 4511,5 3,598 8,098
Бийская ТЭЦ 535 30-1 135,2 12198,8 4,579 7,433
Астраханская ГРЭС 110 7-5 45,2 262,4 0,612 6,993
Барнаульская ТЭЦ-2 275 18-1 116,1 3864,1 2,950 6,602
Невинномысская ГРЭС 1530 18-1 86,8 4687,5 0,575 4,473
Читинская ТЭЦ-1 452 18-5 118,0 1445,7 0,701 4,415
Василеостровская ТЭЦ-7 135 24-1 36,8 1943,8 2,521 3,221
Якутская ТЭЦ 12 31-2 36,0 100,6 1,957 3,163
Сургутская ГРЭС-1 3333 12-2 233,5 5611,5 0,301 2,397
Саранская ТЭЦ-2 280 18-1 61,0 1305,8 1,125 2,360
Улан-Удэнская ТЭЦ-1 148 30-1 104,7 444,7 0,685 2,311
Красноярская ТЭЦ-3 206 18-1 247,5 3 430,4 3,844 2,100
Группа ТЭС с низким уровнем карбоновой нагрузки (![с<1)
Магаданская ТЭЦ 96 12-6 101,5 7,9 0,060 0,008
ТЭЦ-12 611 24-3 45,4 6,3 0,003 0,007
Ростовская ТЭЦ-2 160 18-5 60,0 3,1 0,003 0,005
Пермская ГРЭС 3363 12-1 80,3 4,7 0,000 0,004
ТЭЦ-22 1310 24-3 383,3 26,7 0,004 0,004
Ивановская ТЭЦ-3 330 24-3 118,3 6,3 0,006 0,004
Сочинская ТЭС 158 27-1 32,2 29,9 0,032 0,003
Калужская ТЭЦ 42 24-3 30,2 1,6 0,118 0,003
Беловская ГРЭС 1260 20-3 396,3 4,7 0,001 0,002
Орловская ТЭЦ 330 7-5 65,7 1,6 0,001 0,002
Псковская ГРЭС 440 24-3 134,3 3,1 0,004 0,002
Ульяновская ТЭЦ-2 417 18-1 141,3 1,6 0,002 0,002
Челябинская ТЭЦ-3 580 18-4 139,2 1,6 0,000 0,001
Березниковская ТЭЦ-2 98 24-3 56,5 1,6 0,007 0,001
Смоленская ГРЭС 630 24-3 144,2 1,6 0,001 0,001
Рис. 2. Взаимосвязь ОНОр и для 15 представительных ТЭС с высокой карбоновой нагрузкой
сии 2050, поскольку традиционная энергетика считается одним из основных источников выбросов парниковых газов [22].
По результатам исследования выявлено, что наибольшие показатели наблюдаются для Томской ТЭЦ-1, Барнаульской ТЭЦ-2, Благовещенской ТЭЦ, Бийской ТЭЦ, Сургутской ГРЭС-2, Курганской ТЭЦ. Указанные электростанции расположены в Сибирском, Уральском и Дальневосточном федеральных округах, в бореальных подтаежных, суббореальных широколиственно-лесных, суббореальных лесостепных и бореаль-ных среднетаежных экосистемах.
Объекты с наименьшими показателями 1¿с представлены в основном газовыми электростанциями, преимущественно расположенными в городах Центрального и Приволжского федеральных округов, бореальных подтаежных и субборе-альных лесостепных экосистем.
Взаимосвязь между показателями ОНОр и 1¿с для ТЭС с высокой карбоновой нагрузкой не имеет четко выраженной линии тренда описываемой математической функцией (рис. 2).
Однако при этом отчетливо выделяются две группы объектов. Группа 1 характеризуется высокими показателями 1^., но при этом низкими показателями карбонового следа ОНОр. Группа 2 наоборот, характеризуется высокими показателями ОНОур при более низких /¿с, в основе чего лежат показатели площади непосредственного воздействия выбросов и соотношения фактических выбросов и производства электроэнергии.
Проведенная сравнительная экологическая оценка деятельности объектов тепловой энерге-
тики позволила дифференцировать уровень кар-боновой нагрузки территории наземных экосистем в зоне непосредственного воздействия ТЭС.
Выводы
1. Результаты расчета карбонового следа тепловых электростанций ОНОур в соотношении с индексом карбоновой нагрузки 1¿с показали четкую дифференциацию объектов, относящиеся к разным технологическим группам (ГРЭС, угольные ТЭЦ, газовые ТЭЦ).
2. Сравнительный анализ удельной углеродной нагрузки исследуемых ТЭС показал, что в группе с высоким уровнем карбонового следа ОНОур доминируют в основном работающие на угле старые электростанции (в том числе работающие в режиме котельных), значительная часть которых имеет показатели КИУМ, не превышающие 25 %.
3. Наиболее экологически безопасными генерирующими объектами энергетики оказались в основном газовые ТЭЦ, индекс карбоновой нагрузки которых значительно меньше 1 с учетом зоны непосредственного воздействия, что подчеркивает справедливость их оценки как наилучших доступных технологий соответствующих критериям проектов устойчивого (в том числе зеленого) развития в Российской Федерации.
4. Для достижения целевых показателей стратегии углеродного развития России 2050 представляется разумным использование ТЭС с высокими показателями КИУМ, на которых установлено современное высокотехнологичное оборудование, с последующим выводом из эксплуатации устаревших ТЭС. Что представляется особенно актуальной задачей с учетом планируемого к 2035 году вводу в эксплуатацию ТЭС общей мощности 84,6 ГВт [23].
5. Проведенный анализ удельного карбоно-вого следа для 246 ТЭС с суммарной установленной электрической мощностью более 143 ГВт и годовой выработкой электроэнергии около 578 млрд кВтч показал хорошие перспективы своевременной реализации заявленной стратегией углеродного развития постепенного перехода регионов страны к уровню карбон-нейтральных территорий.
Библиографический список
1. Артамонов Г. Е., Гутников В. А. Экологические принципы оптимизации воздействия объектов энергетики на экосистемы // Биосферная совместимость: человек, регион, технологии. — 2018. — № 2 (22). — С. 16—26.
2. «Парижское соглашение» (Заключено в г. Париже 12.12.2015) / Бюллетень международных договоров. — 2020. — № 4.
3. Артамонов Г. Е., Васенев И. И., Гутников В. А. Экологическая оценка объектов тепловой энергетики по влиянию на экологические услуги депонирования углерода локальными наземными экосистемами // Проблемы региональной экологии. — 2019. — № 6. — С. 125—133. <1о1: 10.24411/1728-323Х-2019-18125.
4. Национальный доклад Российской Федерации о кадастре антропогенных выбросов из источников и абсорбции поглотителями парниковых газов, не регулируемых Монреальским протоколом за 1990—2019 гг. — М., 459 с.
5. Артамонов Г. Е., Гутников В. А. Экологические принципы оптимизации воздействия объектов энергетики на экосистемы // Биосферная совместимость: человек, регион, технологии. — № 2 (22). — 2018 (апрель—июнь). — С. 16—27.
6. Распоряжение Правительства РФ от 29.10.2021 № 3052-р «Об утверждении стратегии социально-экономического развития Российской Федерации с низким уровнем выбросов парниковых газов до 2050 года» / Собрание законодательства РФ, 08.11.2021, № 45, ст. 7556.
7. Артамонов Г. Е., Гутников В. А. Агроэкосистемы для объектов тепловой энергетики // Достижения науки и техники АПК. — 2018. — Т. 32. — № 8. — С. 26—39.
8. Артамонов Г. Е., Гутников В. А. Моделирование воздействия объектов тепловой энергетики города Москвы на экосистемы // Экология урбанизированных территорий: общественно-научный журнал / учредитель: Изд. дом «Камертон», 2019. — № 2. — С. 62—68.
9. О состоянии и об охране окружающей среды Российской Федерации в 2020 году: Государственный доклад. — М.: Минприроды России; МГУ имени М. В. Ломоносова, 2021. — 864 с.
10. Распоряжение Правительства РФ от 14.07.2021 № 1912-р «Об утверждении целей и основных направлений устойчивого (в том числе зеленого) развития Российской Федерации» / Собрание законодательства РФ, 26.07.2021, № 30, ст. 5814.
11. Постановление Правительства РФ от 21.09.2021 № 1587 «Об утверждении критериев проектов устойчивого (в том числе зеленого) развития в Российской Федерации и требований к системе верификации проектов устойчивого (в том числе зеленого) развития в Российской Федерации» / Собрание законодательства РФ, 04.10.2021, № 40, ст. 6818.
12. ГОСТ Р ИСО 14067—2021. Национальный стандарт Российской Федерации. Газы парниковые. Углеродный след продукции. Требования и руководящие указания по количественному определению» (утв. и введен в действие Приказом Росстандарта от 30.09.2021 № 1032-ст). — М.: ФГБУ «РСТ», 2021.
13. Гутников В. А. Природно-ресурсный потенциал и ландшафтная модель для стратегии пространственного развития // Градостроительство. — 2015. — № 4 (38). — С. 53—62.
14. Постановление Главного государственного санитарного врача РФ от 25.09.2007 № 74 «О введении в действие новой редакции санитарно-эпидемиологических правил и нормативов СанПиН 2.2.1/2.1.1.1200—03 «Санитарно-защитные зоны и санитарная классификация предприятий, сооружений и иных объектов» // Российская газета. — № 28, 09.02.2008.
15. Фокин, Алексей Дмитриевич. Почва, биосфера и жизнь на Земле / А. Д. Фокин; Отв. ред. И. С. Кауричев; АН СССР. — М.: Наука, 1986. — 175 с.
16. Возраст и эволюция черноземов / Н. Я. Марголина, А. Л. Александровский, Б. А. Ильичев и др.; Отв. ред. В. О. Тар-гульян; АН СССР, Ин-т географии. — М.: Наука, 1988. — 142 с.
17. Указ Президента РФ от 08.11.2021 № 633 «Об утверждении Основ государственной политики в сфере стратегического планирования в Российской Федерации / Собрание законодательства РФ, 15.11.2021, № 46, ст. 7676.
18. Environmental Assessment of Thermal Energy Facilities Impact on Ecosystem Services for the Production of Oxygen in Urban Settlements. Artamonov G. E., Vasenev I. I., Gutnikov V. A., Erofeeva V. V. Springer Geography. 2021. c. 272—282.
19. Modeling the environmental situation in a smart city. Artamonov G. E., Erofeeva V. V., Yablochnikov S. L., Gutnikov V. A. 2020 International Conference on Engineering Management of Communication and Technology, EMCTECH 2020 — Proceedings. 2020. С. 9261566.
20. Цельникер Ю. Л., Молчанов А. Г. Соотношение нетто- и гросс- продукции и газообмен CO2 в высокопродуктивных сосняках и березняках // Проблемы экологического мониторинга и моделирования экосистем. — Т. 20. — СПб.: Гидроиетеоиздат, 2005. — С. 174—190.
21. Национальный мониторинг органического углерода в почвах России: проблемы, решения и перспективные исследования / Когут Б. М., Семенов В. М., Артемьева З. С., Данченко Н. Н., Кириллова Н. П., Фрид А. С. В книге: Почвы — стратегический ресурс России, тезисы докладов VIII съезда Общества почвоведов им. В. В. Докучаева и Школы молодых ученых по морфологии и классификации почв. — Сыктывкар, 2021. — С. 142—143.
22. Биологическая продуктивность травяных экосистем. Географические закономерности и экологические особенности / Титлянова А. А., Базилевич Н. И., Снытко В. А. и др. — 2-е изд., исправ. и доп. — Новосибирск: ИПА СО РАН, 2018. — 110 с.
23. Распоряжение Правительства РФ от 09.06.2017 № 1209-р «О Генеральной схеме размещения объектов электроэнергетики до 2035 года» / Собрание законодательства РФ, 26.06.2017, № 26 (Часть II), ст. 3859.
ENVIRONMENTAL ASSESSMENT ON "GREEN PROJECTS" CRITERIA FOR THERMAL POWER PLANTS IN THE RUSSIAN FEDERATION
G. E. Artamonov, Specialist of the Digital transformation department of the Federal Service for Veterinary and Phytosanitary Surveillance, [email protected],
V. A. Gutnikov, Ph. D. (Engineering), Deputy director of the "TSNIIP of the Ministry of Construction of Russia", [email protected],
I. I. Vasenev, Ph. D. (Biology), Dr. Habil., Head of the Ecology Department, Timiryazev Russian State Agrarian University, [email protected]
References
1. Artamonov G. E., Gutnikov V. A. E'kologicheskie principy' optimizacii vozdejstviya ob''ektov e'nergetiki na e'kosistemy'. Biosfernaya sovmestimost': chelovek, region, texnologii. [Artamonov G. E., Gutnikov V. A. Ecological principles of optimizing the impact of energy facilities on ecosystems. Biosphere compatibility: person, region, technology.]. 2018. No. 2 (22). P. 16—26 [in Russian].
2. "Parizhskoe soglashenie" (Zaklyucheno v g. Parizhe 12.12.2015) / Byulleten' mezhdunarodny'x dogovorov. 2020. № 4. ["Paris Agreement" (Concluded in Paris on 12.12.2015) / Bulletin of International Treaties. 2020. No. 4.]
3. Artamonov G. E., Vasenev I. I., Gutnikov V. A. E'kologicheskaya ocenka ob''ektov teplovoj e'nergetiki po vliyaniyu na e'kologicheskie uslugi deponirovaniya ugleroda lokal'ny'mi nazemny'mi e'kosistemami // Problemy' regional'noj e'kologii (2019). № 6. C. 125—133. doi:10.24411/1728-323X-2019-18125. [Artamonov G. E., Vasenev I. I., Gutnikov V. A. Ecological assessment of thermal energy facilities by the impact on environmental services of carbon deposition by local terrestrial ecosystems. Regional environmental Issues. 2019. No. 6. P. 125—133. doi: 10.24411/1728-323X-2019-18125] [in Russian].
4. Nacional'ny'j doklad Rossijskoj Federacii o kadastre antropogenny'x vy'brosov iz istochnikov i absorbcii poglotitelyami parnikovy'x gazov, ne reguliruemy'x Monreal'skim protokolom za 1990—2019 gg. — M.: — 459 s. [National report of the Russian Federation on the inventory of anthropogenic emissions from sources and removals by sinks of greenhouse gases not regulated by the Montreal Protocol for 1990—2019. Moscow. 459 p.] [in Russian].
5. Artamonov G. E., Gutnikov V. A. E'kologicheskie principy' optimizacii vozdejstviya ob''ektov e'nergetiki na e'kosistemy'. Biosfernaya sovmestimost': chelovek, region, texnologii № 2 (22), 2018 (aprel'-iyun'). S. 16—27. [Artamonov G. E., Gutnikov V. A. Ecological principles of optimizing the impact of energy facilities on ecosystems. Biosphere compatibility: person, region, technologies. No. 2 (22), 2018 (April—June). P. 16—27] [in Russian].
6. Rasporyazhenie Pravitel'stva RF ot 29.10.2021 N 3052-r "Ob utverzhdenii strategii social'no-e'konomicheskogo razvitiya Rossijskoj Federacii s nizkim urovnem vy'brosov parnikovy'x gazov do 2050 goda"./Sobranie zakonodatel'stva RF, 08.11.2021, № 45, st. 7556. [Decree of the Government of the Russian Federation of 29.10.2021 N 3052-r "On approval of the strategy of socio-economic development of the Russian Federation with low greenhouse gas emissions until 2050". Collection of Legislation of the Russian Federation, 08.11.2021, No. 45, Article 7556] [in Russian].
7. Artamonov G. E., Gutnikov V. A. Agroe'kosistemy' dlya ob''ektov teplovoj e'nergetiki.//Dostizheniya nauki i texniki APK. 2018. T. 32. № 8. S. 26—39. [Artamonov G. E., Gutnikov V. A. Agroecosystems for thermal energy facilities. Achievements of science and technology of the agro-industrial complex. 2018. Vol. 32. No. 8. P. 26—39] [in Russian].
8. Artamonov G. E., Gutnikov V. A. Modelirovanie vozdejstviya ob''ektov teplovoj e'nergetiki goroda Moskvy' na e'kosistemy'. E'kologiya urbanizirovanny'x territorij: obshhestvenno-nauchny'j zhurnal / uchreditel': Izd. dom "Kamerton". — 2019. — No. 2. S. 62—68. [Artamonov G. E., Gutnikov V. A. Modeling of the impact of thermal power facilities of the city of Moscow on ecosystems. Ecology of urbanized territories: socio-scientific journal / founder: Publishing house "Tuning Fork". 2019. No. 2. P. 62—68] [in Russian].
9. O sostoyanii i ob oxrane okruzhayushhej sredy' Rossijskoj Federacii v 2020 godu. Gosudarstvenny'j doklad. — M.: Minpri-rody' Rossii; MGU imeni M. V. Lomonosova, 2021. — 864 s. [On the state and environmental protection of the Russian Federation in 2020. State report. Moscow: Ministry of Natural Resources of Russia; Lomonosov Moscow State University, 2021. 864 p.] [in Russian].
10. Rasporyazhenie Pravitel'stva RF ot 14.07.2021 № 1912-r "Ob utverzhdenii celej i osnovny'x napravlenij ustojchivogo (v tom chisle zelenogo) razvitiya Rossijskoj Federacii" / "Sobranie zakonodatel'stva RF", 26.07.2021, N 30, st. 5814. [Decree of the Government of the Russian Federation dated 14.07.2021 No. 1912-r "On approval of the goals and main directions of sustainable (including green) development of the Russian Federation". "Collection of Legislation of the Russian Federation", 26.07.2021, No. 30, Article 5814] [in Russian].
11. Postanovlenie Pravitel'stva RF ot 21.09.2021 № 1587 "Ob utverzhdenii kriteriev proektov ustojchivogo (v tom chisle zele-nogo) razvitiya v Rossijskoj Federacii i trebovanij k sisteme verifikacii proektov ustojchivogo (v tom chisle zelenogo) razvitiya v Rossijskoj Federacii". / "Sobranie zakonodatel'stva RF", 04.10.2021, № 40, st. 6818. [Decree of the Government of the Russian Federation No. 1587 dated 09/21/2021 "On Approval of criteria for Sustainable (including Green) Development Projects in the Russian Federation and Requirements for the Verification system for Sustainable (including Green) Development Projects in the Russian Federation". "Collection of Legislation of the Russian Federation", 04.10.2021, No. 40, Article 6818] [in Russian].
12. GOST R ISO 14067—2021. Nacional'ny'j standart Rossijskoj Federacii. Gazy' parnikovy'e. Uglerodny'j sled produkcii. Trebovaniya i rukovodyashhie ukazaniya po kolichestvennomu opredeleniyu" (utv. i vveden v dejstvie Prikazom Rosstandarta ot 30.09.2021 № 1032-st) / M.: FGBU "RST", 2021. [GOST R ISO 14067—2021. National Standard of the Russian Federation. Greenhouse gases. Carbon footprint of products. Requirements and Guidelines for quantitative determination" (approved and put into effect by Rosstandart Order No. 1032-st dated 30.09.2021). Moscow: Federal State Budgetary Institution "PCT", 2021] [in Russian].
13. Gutnikov V. A. Prirodno-resursny'j potencial i landshaftnaya model' dlya strategii prostranstvennogo razvitiya // Gradostroi-tel'stvo. [Gutnikov V. A. Natural resource potential and landscape model for spatial development strategy. Urban planning. 2015. No. 4 (38). P. 53—62] [in Russian].
14. Postanovlenie Glavnogo gosudarstvennogo sanitarnogo vracha RF ot 25.09.2007 № 74 "O vvedenii v dejstvie novoj redakcii sanitarno-e'pidemiologicheskix pravil i normativov SanPiN 2.2.1/2.1.1.1200—03 "Sanitarno-zashhitny'e zony' i sanitarnaya klassifikaciya predpriyatij, sooruzhenij i iny'x ob''ektov". "Rossijskaya gazeta", № 28, 09.02.2008. [Resolution of the Chief State Sanitary Doctor of the Russian Federation No. 74 dated 25.09.2007 "On the introduction of a new edition of sanitary and epidemiological rules and Regulations of the SanPiN 2.2.1/2.1.1.1200—03 "Sanitary protection zones and sanitary classification of enterprises, structures and other objects". Rossiyskaya Gazeta, No. 28, 09.02.2008] [in Russian].
15. Fokin, Aleksej Dmitrievich. Pochva, biosfera i zhizn' na Zemle / A. D. Fokin; Otv. red. I. S. Kaurichev; AN SSSR. [Fokin, Alexey Dmitrievich. Soil, biosphere and life on Earth / A. D. Fokin; Ed. by I. S. Kaurichev; USSR Academy of Sciences. Moscow, Nauka, 1986. 175 p.] [in Russian].
16. Vozrast i e'volyuciya chernozemov / N. Ya. Margolina, A. L. Aleksandrovskij, B. A. Il'ichev i dr.; Otv. red. V. O. Targul'yan; AN SSSR, In-t geografii. [Age and evolution of chernozems / N. Ya. Margolina, A. L. Alexandrovsky, B. A. Ilyichev et al.; Ed. V. O. Targulyan; USSR Academy of Sciences, Institute of Geography. Moscow, Nauka, 1988. 142 p.] [in Russian].
17. Ukaz Prezidenta RF ot 08.11.2021 № 633 "Ob utverzhdenii Osnov gosudarstvennoj politiki v sfere strategicheskogo planirov-aniya v Rossijskoj Federacii / "Sobranie zakonodatel'stva RF", 15.11.2021, № 46, st. 7676. [Decree of the President of the Russian Federation No. 633 dated 08.11.2021 "On approval of the Fundamentals of State policy in the field of strategic planning in the Russian Federation "Collection of Legislation of the Russian Federation", 15.11.2021, No. 46, Article 7676] [in Russian].
18. Environmental Assessment of Thermal Energy Facilities Impact on Ecosystem Services for the Production of Oxygen in Urban Settlements. Artamonov G. E., Vasenev I. I., Gutnikov V. A., Erofeeva V. V. Springer Geography. 2021. P. 272—282 [in Russian].
19. Modeling the environmental situation in a smart city. Artamonov G. E., Erofeeva V. V., Yablochnikov S. L., Gutnikov V. A. International Conference on Engineering Management of Communication and Technology, EMCTECH 2020 — Proceedings. 2020. S. 9261566.
20. Cel'niker Yu. L., Molchanov A. G. 2005. Sootnoshenie netto- i gross- produkcii i gazoobmen CO2 v vy'sokoproduktivny'x sosnyakax i bereznyakax // Problemy' e'kologicheskogo monitoringa i modelirovaniya e'kosistem. SPb.: Gidroieteoizdat. T. 20. S. 174—190. [Zelniker Yu. L., Molchanov A. G. 2005. The ratio of net and gross production and CO2 gas exchange in highly productive pine and birch forests//Problems of ecological monitoring and modeling of ecosystems. St. Petersburg: Hydrometeoizdat. T. 20. p. 174—190] [in Russian].
21. Nacional'ny'j monitoring organicheskogo ugleroda v pochvax Rossii: problemy', resheniya i perspektivny'e issledovaniya. Kogut B. M., Semenov V. M., Artem'eva Z. S., Danchenko N. N., Kirillova N. P., Frid A. S. V knige: Pochvy' — strate-gicheskij resurs Rossii, tezisy' dokladov VIII s''ezda Obshhestva pochvovedov im. V. V. Dokuchaeva i Shkoly' molody'x ucheny'x po morfologii i klassifikacii pochv. Sy'kty'vkar, 2021. S. 142—143. [National monitoring of organic carbon in Russian soils: problems, solutions and prospective studies. Kogut B. M., Semenov V. M., Artemyeva Z. S., Danchenko N. N., Kirillova N. P., Fried A. S. In the book: Soils — a strategic resource of Russia, abstracts of the VIII Congress of the Society of Soil Scientists named after V. V. Dokuchaev and the School of Young Scientists on Soil Morphology and Classification. Syktyvkar, 2021. P. 142—143] [in Russian].
22. Biologicheskaya produktivnost' travyany'x e'kosistem. Geograficheskie zakonomernosti i e'kologicheskie osobennosti / Ti-tlyanova A. A., Bazilevich N. I., Sny'tko V. A. i dr. 2-e izdanie, ispravlennoe i dopolnennoe — Novosibirsk: IPA SO RAN, 2018. 110 s. [Biological productivity of grass ecosystems. Geographical patterns and ecological features / Titlyanova A. A., Bazilevich N. I., Snytko V. A. et al. 2nd edition, revised and supplemented — Novosibirsk: IPA SB RAS, 2018. 110 p.] [in Russian].
23. Rasporyazhenie Pravitel'stva RF ot 09.06.2017 N 1209-r "O General'noj sxeme razmeshheniya ob''ektov e'lektroe'nergetiki do 2035 goda" / "Sobranie zakonodatel'stva RF", 26.06.2017, № 26 (Chast' II), st. 3859. [Decree of the Government of the Russian Federation dated 09.06.2017 N 1209-r "On the General layout of electric power facilities until 2035" / "Collection of Legislation of the Russian Federation", 26.06.2017, No. 26 (Part II), Article 3859] [in Russian].
