Научная статья на тему 'ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА УГЛЕРОДНОГО И АЗОТНОГО СЛЕДА ОБЪЕКТОВ ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГЕТИКИ В УСЛОВИЯХ ГОРОДА МОСКВЫ'

ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА УГЛЕРОДНОГО И АЗОТНОГО СЛЕДА ОБЪЕКТОВ ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГЕТИКИ В УСЛОВИЯХ ГОРОДА МОСКВЫ Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

CC BY
39
10
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
экологическая оценка / моделирование / углеродный след / азотный след / энергетика / наземные экосистемы / environmental assessment / modeling / carbon footprint / nitrogen footprint / energy / terrestrial ecosystems

Аннотация научной статьи по энергетике и рациональному природопользованию, автор научной работы — Г.Е. Артамонов, И.И. Васенев, В.А. Гутников

В статье приводятся результаты экологической оценки углеродного и азотного следа 16 крупнейших ТЭЦ, оказывающих воздействие на наземные экосистемы г. Москвы, а также определения антропогенной нагрузки московских ТЭЦ на ООПТ. Электробаланс Москвы начиная с 2012 года является дефицитным, при этом цифровая трансформация требует дополнительное энергоснабжение. В связи с чем обсуждается вопрос о целесообразности производства электроэнергии на территории города. Поскольку получение дополнительной электроэнергии из других регионов РФ связано с увеличением ее стоимости и рисками потерей в электросетях, что актуализирует вопросы анализа экологической безопасности производства электроэнергии в городе. Территория города относится к группе средней углеродной нагрузки (Ilc ~ 0,021) и группе высокой азотной нагрузки (Iln ~ 10,67). Показатель выбросов антропогенного углерода и азота на гектар составляет 68,7 и 453,4 кг/га соответственно. Парки и зеленые зоны Москвы, имеющие ограниченные ассимиляционные способности ввиду недостаточных площадей, не позволяют скомпенсировать повышенное поступление антропогенного углерода и азота от ТЭЦ.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по энергетике и рациональному природопользованию , автор научной работы — Г.Е. Артамонов, И.И. Васенев, В.А. Гутников

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

ENVIRONMENTAL ASSESSMENT OF THE THERMAL POWER PLANTS CARBON AND NITROGEN FOOTPRINT IN MOSCOW

This article presents the results of an environmental assessment of the carbon and nitrogen footprint of the 16 largest thermal power plants affecting terrestrial Moscow’s ecosystems, as well as determining the anthropogenic load of Moscow CHP plants on protected areas. The electric balance of Moscow has been in short supply since 2012, while digital transformation requires additional energy supply. In this connection, the issue of the feasibility of electricity production in the city is being discussed. Since obtaining additional electricity from other regions of the Russian Federation is associated with an increase in its cost and the risks of loss in the power grid, which actualizes the issues of analyzing the environmental safety of electricity production in the city. The territory of the city belongs to the group of medium carbon load (Ilc ~ 0,021) and the group of high nitrogen load (Iln ~ 10,67). The indicator of anthropogenic carbon and nitrogen emissions per hectare is 68,7 kg/ha and 453,4 kg/ha, respectively. Parks and green areas of Moscow have limited assimilation abilities due to insufficient areas, do not allow compensating for the increased intake of anthropogenic carbon and nitrogen from the CHP.

Текст научной работы на тему «ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА УГЛЕРОДНОГО И АЗОТНОГО СЛЕДА ОБЪЕКТОВ ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГЕТИКИ В УСЛОВИЯХ ГОРОДА МОСКВЫ»

УДК 502.3, 504.7 DOI: 10.24412/1816-1863-2023-4-16-25

§ ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА УГЛЕРОДНОГО

3 И АЗОТНОГО СЛЕДА ОБЪЕКТОВ ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГЕТИКИ

В УСЛОВИЯХ ГОРОДА МОСКВЫ

Г. Е. Артамонов, главный специалист департамента экспертной поддержки цифровой трансформации ФГБУ «ЦЭКИ» Минцифры России, artamonov88@gmail.com, г. Москва, Россия,

И. И. Васенев, д. б. н., заведующий кафедрой экологии РГАУ — МСХА имени К. А. Тимирязева, vasenev@rgau-msha.ru, г. Москва, Россия, В. А. Гутников, к. т. н., заместитель генерального директора ФГБУ «ЦНИИП Минстроя России», lomonosov25@rambler.ru, г. Москва, Россия

В статье приводятся результаты экологической оценки углеродного и азотного следа 16 крупнейших ТЭЦ, оказывающих воздействие на наземные экосистемы г. Москвы, а также определения антропогенной нагрузки московских ТЭЦ на ООПТ. Электробаланс Москвы начиная с 2012 года является дефицитным, при этом цифровая трансформация требует дополнительное энергоснабжение. В связи с чем обсуждается вопрос о целесообразности производства электроэнергии на территории города. Поскольку получение дополнительной электроэнергии из других регионов РФ связано с увеличением ее стоимости и рисками потерей в электросетях, что актуализирует вопросы анализа экологической безопасности производства электроэнергии в городе. Территория города относится к группе средней углеродной нагрузки (ILC — 0,021) и группе высокой азотной нагрузки (Iln — 10,67). Показатель выбросов антропогенного углерода и азота на гектар составляет 68,7 и 453,4 кг/га соответственно. Парки и зеленые зоны Москвы, имеющие ограниченные ассимиляционные способности ввиду недостаточных площадей, не позволяют скомпенсировать повышенное поступление антропогенного углерода и азота от ТЭЦ.

This article presents the results of an environmental assessment of the carbon and nitrogen footprint of the 16 largest thermal power plants affecting terrestrial Moscow's ecosystems, as well as determining the anthropogenic load of Moscow CHP plants on protected areas. The electric balance of Moscow has been in short supply since 2012, while digital transformation requires additional energy supply. In this connection, the issue of the feasibility of electricity production in the city is being discussed. Since obtaining additional electricity from other regions of the Russian Federation is associated with an increase in its cost and the risks of loss in the power grid, which actualizes the issues of analyzing the environmental safety of electricity production in the city. The territory of the city belongs to the group of medium carbon load (Ilc — 0,021) and the group of high nitrogen load (Iln — 10,67). The indicator of anthropogenic carbon and nitrogen emissions per hectare is 68,7 kg/ha and 453,4 kg/ha, respectively. Parks and green areas of Moscow have limited assimilation abilities due to insufficient areas, do not allow compensating for the increased intake of anthropogenic carbon and nitrogen from the CHP.

Ключевые слова: экологическая оценка, моделирование, углеродный след, азотный след, энергетика, наземные экосистемы.

Keywords: environmental assessment, modeling, carbon footprint, nitrogen footprint, energy, terrestrial ecosystems.

16

Введение

Межгодовая динамика изменения климата Москвы имеет сезонный циклический характер и особенности межгодовых изменений на фоне общего тренда среднегодового потепления, которое может быть связано с выбросами парниковых газов природного и антропогенного происхождения. Это м ожно проиллюстрировать на примере линейного тренда температуры приземного слоя атмосферного воздуха в Москве (рис. 1). Динамика среднегодовой температуры воздуха за рассматриваемый период имеет устойчивый тренд

на увеличение, который описывается линейной функцией у = 0,0265х + 2,8185 с коэффициентом детерминации Я2 = 0,58. В целом, за ХХ столетие средняя годовая температура воздуха в Москве повысилась на 2,31 °С, а температура холодного и л етнего периодов соответственно на 3,18 и 1,12 °С [1].

Разработанная Правительством Москвы экологическая политика на период до 2030 года закрепила основные цели, принципы, содержание и пути реализации единой государственной политики в области климата [2]. Одним из приоритетных воп-

Рис. 1. Межгодовые изменения среднегодовой приземной температуры воздуха в Москве за 1881—2022 гг., по данным РГАУ—МСХА имени К. А. Тимирязева и МГУ им М. В. Ломоносова [1]

росов климатической политики Москвы является сокращение выбросов парниковых газов. К другим ключевым ориентирам и принципам новой экологической политики города относится обеспечение поэтапного перехода к энергоэффективной и низкоуглеродной экономике в ц елях снижения углеродного следа города [3].

Вопросы оптимизации деятельности объектов тепловой энергетики становятся чрезвычайно актуальными в условиях развития инфраструктуры городского хозяйства. С 2021 года в Москве активно ведется работа по установке зарядных станций для электромобилей, летом 2023 года осуществлен запуск маршрутов речного круглогодичного электротранспорта, в результате чего в Москве прогнозируется дополнительная потребность в электроэнергии. В связи с чем возникает потребность гарантированного энергетического баланса города [4].

Энергетический комплекс Москвы — один из крупнейших в России, в него входят 16 крупных объектов тепловой энергетики с общей установленной электрической мощностью 12,6 ГВт и годовой выработкой электроэнергии 63,2 млрд кВт-ч (по д анным 2020 года) с учетом областных ТЭЦ-22 и ТЭЦ-27, которые входят в границы Московской области, но вырабатывают электроэнергию в том числе для нужд Москвы [5].

В связи с расширением в 2012 году территории Москвы произошла актуализация документов энергетического развития, определяющих стратегию и единую техническую политику перспективного развития систем электроснабжения и теплоснабжения города, в том числе на терри-

тории Троицкого и Новомосковского административных округов [6—8].

Целью исследования является проведение экологической оценки углеродного и азотного следа объектов тепловой энергетики в условиях г. Москвы и определение суммарного ассимиляционного потенциала московских ООПТ к поглощению антропогенного углерода и азота.

Материалы и методы исследования

Исследование проведено на основе системного анализа данных годовых отчетов московских энергогенерирующих компаний ПАО «Мосэнерго», ООО «Ситиэнер-го», ООО «Росмикс», ООО «ВТК-Инвест», а также статистической информации электробаланса Москвы за 2005—2022 годы.

Для оценки ассимиляционного потен -циала наземных экосистем ООПТ к поглощению выбросов антропогенного углерода и азота использованы данные из доклада «О состоянии окружающей среды в городе Москве в 2022 году» [16].

На 01.01.2023 на территории города расположено 136 ООПТ (19,5 тыс. га), наиболее крупными из которых являются Национальный парк «Лосиный остров» площадью 3090,6 га (ООПТ федерального значения), природно-исторический парк «Москворецкий» и природно-историчес-кий парк «Битцевский лес» (ООПТ регионального значения) (табл. 1). Общая площадь особо охраняемых территорий Москвы составляет 19 702,99 га, или 7,5 % от общей площади города. Показатели углеродного (ОНОр и азотного следа (ЛОрр), а также индексы углеродной (/¿с) и азотной нагрузки (/¿л?) рассчитаны по ранее предложенной авторами методике [9, 10].

17

О

Таблица 1 Количество и площадь, занимаемая ООПТ в г. Москве

Наименование категорий ООПТ Количество ООПТ Общая площадь, га

Национальный парк 1 3090,6

Природно - исторические 11 11 830,6

парки

Природные заказники 27 3798,3

Памятники природы 72 496,82

в составе ООПТ

Памятники природы 31 334,56

вне границ ООПТ

Экологический парк 2 144,91

Заповедный участок 1 7,2

Итого: 145 19 702,99

Таблица 2 Потоки парниковых газов от природных экосистем, тыс. т СО2 экв. в год

СО2 СН4 ]Ч20 Итого

Лесные экосистемы -174,3 | | Травяные экосистемы сенокосов 2006,6 | 0,8 | 7,1 По всем экосистемам -174,3 и пастбищ 2014,5 -452,9 1840,3

18

Результаты оценки потоков парниковых газов природных наземных экосистем по г. Москве [11] приведены в таблице 2.

Результаты

На первом этапе исследования проведен анализ электробаланса Москвы за 2005—2022 годы [13], по результатам которого выявлено увеличение общего потребления электроэнергии с 46,7 до 60 млрд кВт-ч (на 28 %). При этом рост производства электроэнергии за аналогичный период составил всего около 5 %. За 2022 год производство электроэнергии составило более 54 млрд кВт -ч (4,7 % от показателя по РФ), потребление электроэнергии составило 60 млн кВт -ч (5,2 % от общего показателя РФ).

Рост количества потребляемой электроэнергии произошел за счет отраслей транспорта «Е» (на 69 %), информационных технологий «Б» (в 4,7 раза) и других

видов экономической деятельности «О» (в 2,4 раза). Под другими видами экономической деятельности в соответствии с актуальными кодами ОКВЭД 2023 года [12] включает сферы услуг и др.

Электробаланс Москвы является дефицитным как начиная с 2012 года и по настоящее время в связи с повышением потребления электроэнергии (рис. 2).

Для обеспечения цифровой трансформации городского хозяйства [14] потребуется дополнительное энергоснабжение, активный рост электропотребления в д ан-ном секторе начался с 2018 года. Потери в электросетях «I» за рассматриваемый период сократились на 44 %, что говорит о положительных результатах деятельности московских генерирующих и электросетевых компаний по модернизации основного оборудования. Важно отметить увеличение удельного значения количества потребляемой в Москве электроэнергии для отраслей экономики: транспортировка и хранение «Е», деятельность в области информации и связи» «Б», другие виды экономической деятельности «О» в общем показателе. На фоне этого произошло снижение на 32 % (с 17,1 млрд кВт -ч в 2005 году до 11,6 м в 2022 году) количества потребляемой электроэнергии в промышленной отрасли «А», включая самообеспечение ТЭЦ, а также на 45 % в отрасли оптовой и розничной торговли «Б».

Авторами рассмотрена динамика выбросов загрязняющих веществ на объектах ПАО «Мосэнерго». Наибольший вклад в углеродный след Москвы от стационарных источников вносят объекты тепловой энергетики, которые имеют важное значение в социально-экономическом развитии города [15].

Общие выбросы загрязняющих веществ в 2021 году составили 59,6 тыс. т. Основными источниками загрязнения в Москве являются тепловые электростанции (ТЭЦ, РТС) ПАО «Мосэнерго» и районные и квартальные тепловые станции (РТС и КТС) ПАО «МОЭК» [16]. При этом динамика выбросов загрязняющих веществ на объектах ПАО «Мосэнерго», расположенных на территории Москвы, за 2000— 2021 годы [18] имеет выраженный тренд на снижение, который описывается степенной функцией у = 53398Х-0,231 с коэффициентом детерминации Я2 = 0,67 (рис. 3).

По сравнению с 2012 годом снижение общего количества загрязняющих веществ в 2022 году составило 10 % (рис. 4).

Наибольшее снижение отмечается по выбросам диоксида серы и оксидам углерода. Наиболее распространенными выбросами, загрязняющих атмосферу веществ, отходящих от стационарных источников, за 2022 год являются оксиды азота

(МОх), летучие органические соединения (ЛОС) и оксид углерода (СО).

Анализ основных производственных и экологических показателей объектов тепловой энергетики Москвы за 2020 год [17] выявил значительные различия в эффективности использования мощности объектов и в уровне углеродной и азотной нагрузки.

о>

о

О -1

Рис. 2. Динамика производства и потребления электроэнергии в Москве (без ТЭЦ-22 и ТЭЦ-27) за 2005-2022 гг., млн кВт-ч [13]

50000

40000

30000

20000

ilhtbr.ui

у = 5339&С-0'231 В2 = 0,67

ТТИтИ

©"-"ечгп-з-цччог^оос^о^ечт-^-

оооовооооо-н;;.— ооооооооооооооо

ОООООООо

Рис. 3. Динамика выбросов загрязняющих веществ на объектах ПАО «Мосэнерго»

за 2000-2022 гг., т [18]

2012 год 2022 год

7 % 2 % 4% 1 К 24% 10 % ■вОг ■N0 ■СО* Углеводороды (без ЛОС) ■ЛОС ■ Прочие газы и жидкие ■ Твердые 6% ^^ 3% 1 | 53 % ■ЭОг ■N0 ■СО* Углеводороды (без ЛОС) ■ЛОС ■ Прочие газы и жидкие ■ Твердые

Рис. 4. Основные выбросы загрязняющих веществ в Москве от стационарных источников

в 2012 и 2022 гг. [16]

19

Так, наибольший углеродный след | (ОИв^ — 2,027 г С02е/кВт-ч) и индекс о углеродной нагрузки (1^с — 7,094, группа о «высокой» углеродной нагрузки) имеет ТЭС «Терешково» (табл. 3).

Наибольший азотный след имеет ГЭС-1 (N0$ — 1,919 г М02/кВт-ч), при этом ТЭЦ-21 имеет наибольший индекс азотной нагрузки (IlN — 353,1). Кроме того, выявлены высокие значения показателей выбросов антропогенного углерода на единицу площади для ТЭС «Терешково» и ТЭЦ-26, а также очень высокие значения показателей выбросов антропогенного азота на единицу площади для всех московских ТЭЦ. ТЭЦ-22 является единственной электростанцией, использующей в качестве топлива не только природный газ, но и уголь, однако за последние годы его доля в топливном балансе заметно снизилась. ТЭЦ-22 имеет самую большую зону непосредственного воздействия — 383 га. Кроме того, вблизи нее находится золоотвал площадью 75 га, характерный для ТЭЦ, работающих на твердом топливе. Набольшее количество общих выбросов загрязняющих веществ имеют ТЭЦ-26 и ТЭЦ-21 (6799,2 и 5348,1 т соответственно).

Стоит отметить высокую корреляционную взаимосвязь между общими вы-

бросами загрязняющих веществ ПАО «Мосэнерго» и сбросами сточных вод (г = 0,981), взаимосвязь описывается линейной функцией у = 7,8286х — 22,306; Я2 = 0,96.

Московские ТЭЦ располагаются в урбанизированных экосистемах, большая часть из которых покрыта асфальтированными и другими водонепроницаемыми покрытиями, которые также характеризуются низким экологическим потенциалом к самовосстановлению поскольку значительные лесные площади, позволяющие говорить о компенсирующем воздействии, расположены на значительных расстояниях. Парки и зеленые зоны Москвы [19], имеющие недостаточные ассимиляционные способности ввиду их ограниченных площадей, которые не позволяют полностью скомпенсировать повышенное поступление антропогенного азота от ТЭЦ.

Результаты оценки ассимиляционного потенциала наземных экосистем ООПТ к поглощению выбросов антропогенного углерода и азота (табл. 4) показали, что территория города Москвы относится к группе средней углеродной нагрузки (1^С — 0,021) и группе высокой азотной нагрузки (IlN — 10,67). Показатели выбросов антропогенного углерода и азота

Таблица 3

Анализ углеродной и азотной нагрузки московских ТЭЦ

№ ТЭЦ Мощность, МВт СНСр* 4е е-ео2/га N0^** ILN N-N0^1*

1 76 0,084 0,043 142,0 1,919 81,7 3617

8 580 0,018 0,071 235,0 0,455 148,7 6588

9 274 0,023 0,054 179,4 0,322 62,2 2755

11 330 0,018 0,051 169,7 0,345 83,9 3718

12 611,6 0,025 0,130 430,1 0,546 235,2 10 419

16 651 0,021 0,131 433,1 0,201 104,3 4620

20 1107 0,022 0,164 542,4 0,398 244,2 10 817

21 1765 0,038 0,266 881,5 0,605 353,1 15 641

22 1070 0,002 0,003 8,5 1,037 95,0 4207

23 1420 0,003 0,022 73,6 0,403 259,8 11 509

25 1370 0,017 0,105 347,1 0,441 232,9 10 317

26 1840 0,096 0,840 2783,8 0,468 341,2 15 113

27 1060 0,000 0,000 0,5 0,149 36,4 1614

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Международная 236 0,047 0,168 556,8 0,352 106,3 4708

Терешково 170 2,027 7,094 23 504,3 0,209 61,3 2713

Коломенское 136 0,123 0,148 489,6 0,563 56,5 2504

20 Примечание: * — г С02е/кВт -ч; ** — г М02/кВт -ч.

на гектар составляют 68,7 и 453,4 кг/га соответственно, что существенно превышают допустимые значения, в частности, по азоту — 30 кг/га. Для компенсации избытков поступающего антропогенного азота требуется дополнительно не менее 297 777 га наземных экосистем, что превышает площадь всей территории Москвы (256 150 га).

На прогнозный 2035 год электроснабжение и теплоснабжение города предусматривается от 1025 источников энергии суммарной электрической мощностью — 11,1 ГВт, тепловой 62 768 Гкал/ч. На территории города без учета ТиНАО имеется 803 источника суммарной тепловой мощностью 55 499,4 Гкал/ч, электрической — 11 071 МВт. На территории ТиНАО находятся 322 источника суммарной тепловой мощностью 7268,7 Гкал/ч, электрической — 47 МВт [20].

В соответствии с прогнозными значениями производственных показателей ТЭЦ ПАО «Мосэнерго» к 2035 году ожидается увеличение производства электроэнергии на 23 %, увеличение производства тепло-энергии на 32 %, а также увеличение показателя коэффициента используемой установленной мощности (КИУМ) практически на всех электростанциях [8].

Выявленные в предыдущих работах [15, 21] взаимосвязи между экологически-

ми и производственными показателями позволяют прогнозировать на среднесрочную перспективу уровень выбросов N02 для определения мероприятий по оптимизации антропогенной нагрузки в условиях г. Москвы. Высокий коэффициент детерминации (Я2) в выведенных формулах множественной регрессии позволяют проводить мониторинг расчетных показателей с достаточно высокой степенью достоверности. Формула может быть актуализирована на основе накопления ежегодных данных. Отмеченные закономерности наиболее очевидно демонстрируются в случае с выбросами N02.

Показатель выбросов N02 в атмосферу от ТЭЦ ПАО «Мосэнерго» определяется по расчетной формуле (1), результаты расчета в сравнении с фактическими выбросами за 2020 год представлены на рисунке 5.

= -396,45 - 0,643- Е8еп +

+ 0,005- H„en + 3,092- Gas,

gen

Я2 = 0,88, (1)

где Е^о — выбросы NO2, т;

Egen — производство электроэнергии, млн

кВт -ч;

Hgen — производство тепловой энергии, тыс. Гкал;

Gas — расход газа, млн м3.

О»

О

О -1

Таблица 4

Ассимиляционный потенциал московских ООПТ по стоку антропогенного углерода

и азота от выбросов ТЭЦ [9, 10]

Показатель Углерод (С) Азот (N)

Запасы фитомассы, кг/м2 (Во) 65,48 65,48

Запасы гумуса в почве кг/м2 (Но) 6,80 6,80

Запасы органического углерода и азота в фитомассе (СВ) и (Жв), кг 6 450 758 926 82 702 038

Запасы органического углерода и азота в почвенном покрове (С$) и (Ns), кг 777 200 202,9 9 964 105

Усредненный показатель годичного обновления углерода и азота в фитомассе (Сва) и (Жва), кг/год 64 507 589,3 827 020,4

Усредненный показатель годичного обновления углерода и азота в почвенном покрове (Csa) и (^а), кг/год 777 200,2 9 964,1

Суммарный показатель годичного обновления органического 65 284 789,5 836 984,5

углерода и азота в наземных экосистемах в зоне непосредственного воздействия ТЭС (Суа) и (Жуа), кг/год

Выбросы антропогенного углерода и азота от выбросов ТЭС (С—С02) и (N—N0^, кг/год 1 354 966,4 8 933 966,5

Индекс углеродной и азотной нагрузки (/¿с) и (/¿Ж) 0,021 10,67

Выбросы антропогенного углерода (С—С02) и азота (N—N02) от выбросов ТЭС на единицу площади ООПТ Москвы, кг/га 68,7 453,4

21

О

Рис. 5. Фактические выбросы N02 на ТЭЦ ПАО «Мосэнерго» в 2020 г. и прогнозные значения

на 2035 г., рассчитанные по формуле (1), т

20000

о 1—1 см СП 3 »л « 00 о I—1 см сп Ч") оо 01 о см »л

о о о о о о о о о см см СМ СП

о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о

см см см СМ сч сч см см СМ см сч см см СМ см см см см СМ см см см см сч

Рис. 6. Динамика выбросов загрязняющих веществ на объектах ПАО «Мосэнерго», 2000—2022 гг. и прогноз на 2035 г.

Общие выбросы N02 с учетом областных ТЭЦ-22 и ТЭЦ-27 за 2020 год составили 28 тыс. т. К 2035 году, согласно прогнозным данным, произойдет увеличение выбросов N02 на 28 %, (36 тыс. т), что на 4 тыс. т меньше официального прогноза ПАО «Мосэнерго» — 40 тыс. т. Наиболее

значительное увеличение выбросов N02 прогнозируется на ТЭЦ-23 и ТЭЦ-25.

Показатель общих выбросов С02 в атмосферу от ТЭЦ ПАО «Мосэнерго» определяется по расчетной формуле (2), на основе полученных прогнозных данных выбросов N02 (^N0 ), производства элек-

Таблица 5

Анализ углеродного и азотного следа ТЭЦ ПАО «Мосэнерго»

22

ТЭЦ г N02/^-ч (2020 г.) (2020 г.) Год» г N02/кВт•ч (2035 г.) !т (2035 г.) г N02/кВт•ч (+/-) ¡ш(+/-)

ГЭС-1 1,919 81,7 0,637 29,6 -1,282 -52,1

ТЭЦ-8 0,455 148,7 0,712 301,0 0,257 152,3

ТЭЦ-9 0,322 62,2 0,461 100,8 0,139 38,6

ТЭЦ-11 0,345 83,9 0,443 140,6 0,098 56,7

ТЭЦ-12 0,546 235,2 0,419 238,4 -0,127 3,2

ТЭЦ-16 0,201 104,3 0,208 145,1 0,007 40,8

ТЭЦ-20 0,398 244,2 0,355 254,8 -0,043 10,6

ТЭЦ-21 0,605 353,1 0,540 397,5 -0,065 44,4

ТЭЦ-22 1,037 95,0 0,806 98,2 -0,231 3,2

ТЭЦ-23 0,403 259,8 0,599 473,9 0,196 214,1

ТЭЦ-25 0,441 232,9 0,576 409,4 0,135 176,5

ТЭЦ-26 0,468 341,2 0,413 346,5 -0,055 5,3

ТЭЦ-27 0,149 36,4 0,243 62,7 0,094 26,3

троэнергии (Е^П) и среднегодовой температуры воздуха приземного слоя воздуха

ECO_ = 4264,951 + 214,497- E

'NO,

+

+ 0,496- Egen - 1982,380-1, R2 = 0,71.

(2)

К 2035 году прогнозируется увеличение выбросов С02 до 29,2 тыс. т, что на 16 % превысит показатели 2020 года (рис. 6), при этом долгосрочный тренд на стабилизацию выбросов сохранится.

По прогнозным данным выбросов N02 произведен расчет азотного следа и индекса азотной нагрузки и осуществлено сравнение полученных значений с фактическими данными за 2020 год (табл. 5).

Выводы

В результате проведенного исследования выявлено, что на территории Москвы к 2035 году прогнозируется увеличение азотного следа и индекса азотной нагрузки для большинства рассматриваемых ТЭЦ ПАО «Мосэнерго». Наибольший азотный след может достигать до 0,806 г N02/кВт•ч. Наибольший индекс азотной нагрузки может д остигать до 473,9. Общие выбросы СО2 также имеют тенденцию на увеличение в сравнении с 2020 годом на 16 %.

Электробаланс Москвы начиная с 2012 года является д ефицитным, при этом в настоящее время в Москве осуществляется комплекс мер по цифровой транс -формации городского хозяйства, которая

требует дополнительного энергоснабжения, поэтому возникает вопрос о целесообразности производства электроэнергии на территории города.

Московские ТЭЦ располагаются в урбанизированных экосистемах, большая часть которых покрыта асфальтированными и другими водонепроницаемыми покрытиями, характеризующимися низким ассимиляционным потенциалом. Лесные площади, позволяющие компенсировать воздействие антропогенных выбросов, расположены на значительных расстояниях. Парки и зеленые зоны Москвы, имеющие ограниченные ассимиляционные способности ввиду их недостаточных площадей, не позволяют полностью скомпенсировать повышенное поступление антропогенного азота от ТЭЦ.

Результаты оценки ассимиляционного потенциала наземных экосистем ООПТ к поглощению выбросов антропогенного углерода и азота показали, что территория города Москвы относится к группе средней углеродной нагрузки (Ilc — 0,021) и группе высокой азотной нагрузки (Iln — 10,67). Показатель выбросов антропогенного углерода и азота на гектар составляет 68,7 и 453,4 кг/га соответственно, что существенно превышает допустимые значения, в частности, по азоту норма составляет 30 кг/га. Для компенсации избытков поступающего антропогенного азота требуется дополнительно не менее 297 777 га наземных экосистем, что даже превышает площадь всей территории Москвы (256 150 га).

О»

О

О -1

Библиографический список

2.

Исаев А. А., Гутников В. А., Шерстюков Б. Г. Научно-прикладной справочник по климату Москвы. — Серия Моск. гос. ун-т им. М. В. Ломоносова. Геогр. фак. Метеорол. Обсерватория Москва. — Изд-во Моск. ун-та, 2002. — 156 с.

Постановление Правительства Москвы от 10.07.2014 № 394-ПП «Об основных положениях новой экологической политики города Москвы на период до 2030 года»: офиц. текст // Вестник Мэра и Правительства Москвы. — 2014. — № 39.

Цели ООН в области устойчивого развития. — URL: https://www.un.org/sustainabledevelopment/ru/ sustainable-development-goals/, дата доступа 10.10.2023.

Проект «Энергия Москвы». — URL: https://transport.mos.ru/electro, дата доступа 10.10.2023. Годовой отчет ПАО «Мосэнерго» за 2021 г. Протокол от 04.07.2022 № 1/2022. — URL: https:// mosenergo.gazprom.ru/investors/reports/, дата доступа 10.10.2023.

Постановление Правительства Москвы от 02.12.2008 № 1075-ПП «Об Энергетической стратегии города Москвы на период до 2025 года»: офиц. текст // Вестник Мэра и Правительства Москвы. — 2008. — № 68.

Постановление Правительства Москвы от 09.02.2012 № 37-ПП «Об утверждении Генеральной схемы энергоснабжения города Москвы на период до 2020 года»: офиц. текст // Вестник Мэра и Правительства Москвы. — 2012. — № 10.

23

8. Постановление Правительства Москвы от 30.04.2019 № 444-ПП «Об утверждении Схемы электроснабжения города Москвы на период до 2030 года (распределительные сети напряжением ¡^ 6—10—20 кВ)»: офиц. текст // Вестник Мэра и Правительства Москвы. — 2019. — № 26.

g 9. Артамонов Г. Е., Васенев И. И., Гутников В. А. Экологическая оценка по критериям «зеленых

проектов» для объектов тепловой энергетики Российской Федерации // Проблемы региональной (Ъ экологии. — 2022. — № 1. — C. 74—83.

10. Артамонов Г. Е., Васенев И. И., Гутников В. А. Экологическая оценка азотного следа объектов тепловой энергетики в Российской Федерации // Проблемы региональной экологии. — 2022. — № 4. — С. 5—15.

11. Романовская А. А. Баланс потоков парниковых газов на территории Российской Федерации // Оценка потоков парниковых газов в экосистемах регионов Российской Федерации. — 2023. — С. 15—44.

12. ОК 029-2014 (КДЕС Ред. 2). Общероссийский классификатор видов экономической деятельности (утв. Приказом Росстандарта от 31.01.2014 № 14-ст). — URL: http://www.pravo.gov.ru, дата доступа 10.10.2023.

13. Электробаланс России за 2005—2022 годы. — URL: https://rosstat.gov.ru/enterprise_industrial, дата доступа 10.10.2023.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

14. Концепция г. Москвы «Умный город — 2030». — URL: https://2030.mos.ru, дата доступа 10.10.2023.

15. Артамонов Г. Е., Гутников В. А. Моделирование воздействия объектов тепловой энергетики города Москвы на экосистемы // Экология урбанизированных территорий. — 2019. — № 2. — С. 62—68.

16. Доклад «О состоянии окружающей среды в городе Москве в 2022 году» / Под ред. А. О. Кульба-чевского. — Москва, 2022. — 281 с.

17. Обзор состояния и загрязнения окружающей среды в Российской Федерации за 2021 г. — М.: Росгидромет, 2022. — 220 с.

18. Годовой отчет ПАО «Мосэнерго» за 2021 г. (Протокол от 04.07.2022 № 1/2022). — URL: https:// mosenergo.gazprom.ru/investors/reports/, дата доступа 10.10.2023.

19. Полякова Г. А., Гутников В. А. Парки Москвы: экология и флористическая характеристика. — М.: ООО «Издательство ГЕОС», 2000. — 406 с.

20. Приказ Министерства энергетики Российской Федерации от 02.11.2022 № 1183 «Об утверждении актуализации схемы теплоснабжения города Москвы на период до 2035 года (актуализация на 2023 год)». — URL: https://www.mos.ru/dgkh/documents/skhemy/view/277392220/, дата доступа 10.10.2023.

21. Artamonov G. E., Erofeeva V. V., Yablochnikov S. L., Gutnikov V. A. Modeling the environmental situation in a smart city. International Conference on Engineering Management of Communication and Technology, 2020. — С. 9261566.

ENVIRONMENTAL ASSESSMENT OF THE THERMAL POWER PLANTS CARBON AND NITROGEN FOOTPRINT IN MOSCOW

G. E. Artamonov, Specialist of the Digital transformation expert support department,

FSBI "TSEKI" of the Digital Development Ministry, artamonov88@gmail.com, Russia, Moscow,

I. I. Vasenev, Dr. Habil. (Biology), Head of ecology department, Russian state agrarian

university — K. A. Timiryazev, vasenev@rgau-msha.ru, Russia, Moscow,

V. A. Gutnikov, Ph. D. (Technical sciences), Deputy director "TSNIIP of the Ministry

of Construction of Russia", lomonosov25@rambler.ru, Russia, Moscow

References

24

1. Isaev A. A., Gutnikov V. A., Sherstyukov B. G. Nauchno-prikladnoj spravochnikpo klimatu Moskvy [Scientific and applied handbook on the climate of Moscow]. Seriya Mosk. gos. un-t im. M. V. Lomonosova. Geogr. fak. Meteorol. Observatoriya Moskva: Izd-vo Mosk. un-ta, 2002. 156 p. [in Russian].

2. Postanovlenie Pravitel'stva Moskvy ot 10.07.2014 № 394-PP "Ob osnovnyx polozheniyax novoj ekolog-icheskoj politiki goroda Moskvy' na period do 2030 goda" [The new environmental policy of the City of Moscow for the period up to 2030"]. Vestnik Mera i Pravitelstva Moskvy. 2014. № 39 [in Russian].

3. Celi OONv oblasti ustojchivogo razvitiya [UN Sustainable Development Goals]. URL: https://www.un.org/ sustainabledevelopment/ru/sustainable-development-goals/, access date 10.10.2023 [in Russian].

4. Proekt "Energiya Moskvy" [The Moscow Energy Project]. URL: https://transport.mos.ru/electro, access date 10.10.2023 [in Russian].

5. Godovoj otchet PAO "Mosenergo"za 2021 g. [Annual Report of PJSC Mosenergo for 2021]. URL: https:// mosenergo.gazprom.ru/investors/reports/, access date 10.10.2023 [in Russian].

6. Postanovlenie PraviteVstva Moskvy'ot 02.12.2008№ 1075-PP "Ob E'nergeticheskojstrategiigoroda Moskvy' na period do 2025goda" [Energy Strategy of the City of Moscow for the period up to 2025"]. Vestnik Mera

i Pravitelstva Moskvy. 2008. № 68 [in Russian]. O

7. Postanovlenie Pravitelstva Moskvy' ot 09.02.2012 № 37-PP "Ob utverzhdenii Generalnoj sxemy' energo- O snabzheniya goroda Moskvy' na period do 2020goda" [The General Scheme of power supply of the city u of Moscow for the period up to 2020]. Vestnik Mera i Pravitelstva Moskvy. 2012. № 10 [in Russian]. ^

8. Postanovlenie Pravitel'stva Moskvy' ot 30.04.2019 № 444-PP "Ob utverzhdenii Sxemy' e'lektrosnabzheniya goroda Moskvy' na period do 2030 goda (raspredelitel'ny'e seti napryazheniem 6—10—20 kV)" [The power supply Scheme of the city of Moscow for the period up to 2030 (distribution networks with a voltage of 6-10-20 kV)". 2019. № 26 [in Russian].

9. Artamonov G. E., Vasenyov I. I., Gutnikov V. A. E'kologicheskaya ocenkapo kriteriyam "Zelenyxproek-tov" dlya ob'ektov teplovoj energetiki Rossijskoj Federacii [Environmental assessment according to the criteria of "Green projects" for thermal power facilities of the Russian Federation]. Problemy' regionalnoj ekologii. 2022. № 1. C. 74—83 [in Russian].

10. Artamonov G. E., Vasenyov I. I., Gutnikov V. A. Ekologicheskaya ocenka azotnogo sleda obektov teplovoj energetiki v Rossijskoj Federacii [Ecological assessment of the nitrogen footprint of thermal power facilities in the Russian Federation]. Problemy regionalnoj ekologii. 2022. № 4. P. 5—15 [in Russian].

11. Romanovskaya A. A. Balanspotokovparnikovyxgazov na territorii Rossijskoj Federacii [Balance of greenhouse gas flows in the territory of the Russian Federation] Ocenka potokov parnikovyx gazov v e'kosistemax regionov Rossijskoj Federacii. 2023. P. 15—44 [in Russian].

12. OK 029—2014 (KDES Red. 2). Obshherossijskij klassifikator vidov e'konomicheskoj deyatelnosti [All-Russian classifier of types of economic activity]. URL: URL: http://www.pravo.gov.ru, access date 10.10.2023 [in Russian].

13. Elektrobalans Rossii za 2005—2022 gody [Electric balance of Russia for 2005—2022]. URL: https://ros-stat.gov.ru/enterprise_industrial, access date 10.10.2023 [in Russian].

14. Koncepciya g. Moskvy' "Umnyj gorod — 2030" [The concept of Moscow "Smart City — 2030"]. URL: https://2030.mos.ru, access date 10.10.2023 [in Russian].

15. Artamonov G. E., Gutnikov V. A. Modelirovanie vozdejstviya obektov teplovoj energetiki goroda Moskvy na ekosistemy [Modeling of the impact of thermal power facilities in Moscow on ecosystems]. Ekologiya ur-banizirovannyx territorij. 2019. № 2. P. 62—68 [in Russian].

16. Doklad "O sostoyanii okruzhayushhej sredy' v gorode Moskve v 2022 godu" [Report "On the state of the environment in the city of Moscow in 2022"] Pod red. A. O. Kul'bachevskogo. Moskva, 2022. 281 p. [in Russian].

17. Obzor sostoyaniya i zagryazneniya okruzhayushhej sredy' v Rossijskoj Federacii za 2021 [Review of the state and pollution of the environment in the Russian Federation for 2021]. M.: Rosgidromet, 2022. 220 p. [in Russian].

18. Godovoj otchet PAO "Mosenergo"za 2021 g. [Annual Report of PJSC Mosenergo for 2021]. URL: https:// mosenergo.gazprom.ru/investors/reports/, access date 10.10.2023 [in Russian].

19. Polyakova G. A., Gutnikov V. A. Parki Moskvy: ekologiya i floristicheskaya xarakteristika [Parks of Moscow: ecology and floral characteristics]. Moskva: OOO "Izdatel'stvo GEOS". 2000. 406 p. [in Russian].

20. Prikaz Ministerstva energetiki Rossijskoj Federacii ot 02.11.2022 № 1183 "Ob utverzhdenii aktualizacii sxemy' teplosnabzheniya goroda Moskvy' na period do 2035 goda [The updating of the heating supply scheme of the city of Moscow for the period up to 2035 (updating for 2023)]. URL: https://www.mos.ru/dgkh/ documents/skhemy/view/277392220/, access date 10.10.2023 [in Russian].

21. Artamonov G. E., Erofeeva V. V., Yablochnikov S. L., Gutnikov V. A. Modeling the environmental situation in a smart city. International Conference on Engineering Management of Communication and Technology. 2020. P. 9261566.

25

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.