Книги, научные публикации
Экономические 1(86) Экономика и управление 130 науки 2012
Влияние топливно-энергетического комплекса на окружающую среду й2012 Р.И. Хансевяров кандидат экономических наук Самарский государственный экономический университет E-mail: rust1978 Устойчивое развитие общества предполагает применение принципа экологического императива.
Это подразумевает такое развитие экономики, которое обеспечивает сбалансированное решение задач социально-экономического развития на перспективу и сохранение благоприятного состоя ния окружающей природной среды и ресурсно-сырьевого потенциала в целях удовлетворения жизненных потребностей населения. В настоящее время потребление природно-сырьевых ресур сов приводит к образованию большого количества отходов производства и потребления.
Ключевые слова: топливно-энергетический комплекс (ТЭК), топливный баланс, окружающая среда, модернизация.
На современном этапе в мире промышлен- ных объектов, почв значительно превышает ус ными предприятиями в атмосферу выбрасыва- тановленные нормативы, растут площади земель, ется свыше 1 млрд. т вредных веществ, что сви- отчуждаемых под размещение отходов.
детельствует о несовершенстве технологий, ис- В ряде регионов из-за чрезмерных антропо пользуемых при переработке природного ресур- генных нагрузок меняются природные ландшаф са и применении органического сырья. Через ты, обостряется проблема сохранения биоразно каждое десятилетие выбросы отходов и вредных образия животных и растительных сообществ.
веществ удваиваются, что в конечном итоге мо- Производимый на сегодня объем добычи жет привести к нарушению принципа самовос- различных полезных ископаемых Уподдержива становления природы. етФ экономику РФ, но существующие производ Выделяют следующие основные противоре- ства устарели, что в свою очередь ведет к колос чия, определяющие современную экологическую сальным потерям ряда ценных природных ком обстановку: понентов, содержащихся в исходном сырье, и между целями и темпами социально-эко- ресурсов в целом.
номического развития и относительной ограни- Большое влияние на загрязнение природной ченностью природных ресурсов и ухудшением среды в России оказывают отрасли топливно условий природной среды;
энергетического комплекса (ТЭК), включая про разнообразием природных ресурсов, усло- изводства по извлечению, переработке и исполь вий и существующим множеством технических зованию твердого топлива. Так, в расчете на 1 т средств и решений;
угольного топлива на этапе изъятия образуется 20 м3 метано-воздушной смеси, 0,25 т шахтной уровнем использования природных ресур породы, 7 т породы вскрыши на разрезах и 2,79 м сов и наших знаний о природных процессах и степенью их реализации в технологических про- сточных вод. При переработке углей получается цессах;
0,23 хвоста обогащения, а при сжигании - 0,25 т уровнем образования, неадекватно отража- золы.
ющим сложные проблемы отношений человека По негативному воздействию на окружаю с окружающей средой, и возможностями вне- щую среду угольная промышленность занимает дрения прогрессивных технологий. видное место среди отраслей топливно-энерге В разрешении данной проблемной ситуации тического комплекса. Это обусловливается сле заинтересованы все государства, так как загряз- дующими основными причинами, имеющими нение происходит не только собственными от- место на практике:
во-первых, большой объем добычи и по ходами и вредными выбросами, но и с террито рий соседних стран, наблюдается так называе- требления так называемых многобалластных уг мое трансграничное загрязнение. лей, т.е. углей с высоким содержанием золы, Состояние окружающей природной среды во влаги, серы и мелочи;
зольность добываемых многих регионах РФ продолжает оставаться на- углей достигает 40 %, влажность - 50 %, серни пряженным. Уровень загрязнения воздуха, вод- стость - 3 %, а содержание мелких классов со Экономические 1(86) Экономика и управление науки ставляет примерно 60 % в общем объеме;
приве- нения, исходя из опыта индустриально разви денные качественные параметры угля оказыва- тых государств, является производство стройма ют отрицательное влияние не только на тепло- териалов.
технические показатели энергетических устано- Привлечение данных отходов в сферу по вок, но и на загрязнение окружающей среды;
требления представляет экологический и эконо во-вторых, несовершенство существующих мический интерес для отдельных отраслей наци и недостаточное использование вновь разрабо- онального хозяйства. В этом случае на произ танных технологий, обеспечивающих производ- водствах угольной отрасли уменьшатся расходы ство экологически чистой продукции и утилиза- на транспортировку отходов и содержание отва цию газообразных и твердых отходов. лов, а при продаже их на сторону повысится На стадии добычи, как известно, попутно с объем денежных средств, поступающих в бюд угольной продукцией извлекается шахтный ме- жет угольных предприятий, в результате чего тан, который, будучи выброшенным вакуум-на- снизятся расходы на такой вид продукции, как сосными станциями и вентиляционными систе- твердое топливо. Одновременно высвободятся мами, загрязняет природную среду на террито- земельные участки, занятые под отходы, для ис риях расположения шахтных производств. пользования под посадку сельскохозяйственной При выбросе метано-воздушной смеси в ат- продукции. Уменьшится загрязнение природной мосферу попадают такие вредные компоненты, среды дымовыми газами, которые формируются как этан, бутан, пропан, метан. Уменьшение или при самовозгорании угольных терриконов и дру полное сокращение газообразных отходов такого гих объектов по хранению отходов.
типа может быть получено за счет их примене- Достаточно большим по объему и вредным ния в качестве энерготоплива. отходом на этапе изъятия из недр признаются Зарубежный промышленный опыт показал тех- сточные воды шахтных производств.
ническую осуществимость этого направления при- На следующем этапе технологического про менения как инструмента защиты природной среды цесса - этапе обогащения твердого топлива от загрязнения. Вовлечение метана в производствен- природная среда в основном загрязняется твер ную деятельность улучшит результаты экономичес- дыми отходами.
кой деятельности шахт, утилизирующих шахтный Основной вклад в загрязнение атмосферно метан. В частности, снизится себестоимость изъя- го воздуха вносят предприятия энергетики, выб тия угольного топлива, поскольку общепроизвод- росы которых составляют до 40 % от общих выб ственные расходы на выполнение этой операции росов.
будут разделяться между двумя видами продукции: Главными источниками загрязнения при ис угольной и шахтным метаном, без утилизации ме- пользовании угольной продукции в энергети тана они полностью переносятся на один вид про- ческих установках являются шлаки и зола, вклю дукции - угольную продукцию. чающие оксиды азота и серы.
На стадии изъятия в список загрязнителей Наличие в золах токсичных элементов природной среды нужно включать шахтную и мышьяка, ртути, бериллия, фтора, никеля - обус вскрышную породы на разрезах и сточные воды, ловливает постоянную угрозу загрязнения воз выход которых весьма значителен. духа, земли и воды.
В перечень отходов входят песок, окись крем- Выход отходов при сжигании различных ния, гравий, окись железа, глина и ряд других видов топлива приведен в табл. 1.
элементов. Высокая выработка электрической энергии Данные отходы можно считать потенциаль- на газе, полученном из углей, обусловливается ным технологическим сырьем для выработки раз- его экологической чистотой и способностью пе ных видов продуктов. редачи от мест добычи до территорий использо Наиболее приемлемым в будущем и техно- вания по трубопроводному транспорту, характе логически возможным направлением их приме- ризующемуся низкими расходами на перемеще Таблицаа Удельные выбросы загрязняющих компонентов при сжигании различных видов топлива 1.
№ Вид топлива Загрязняющие вещества, кг/т топлива п/п как источника загрязнения твердые вещества углеводороды оксид азота оксид серы 1 Природный газ 0,05-2 0,03-0,3 5-20 0,01-0, 2 Моторное топливо 2-8 10-40 15-60 1,5- 3 Мазут 2-4 0,17-1,5 5-20 3- 4 Уголь* 1-100 0,1-1,2 5-20 10- * Крапчин И.П., Кудинов Ю.С. Уголь сегодня, завтра (технология, экология, экономика). М., 2001. С. 23.
Экономические 1(86) Экономика и управление 132 науки ние одной единицы топлива в условном измере- возможности дополнительного применения нии. АЭС;
Преимущества такого вида транспорта выя- применение нетрадиционных источников вятся также и при перемещении угольных гру- энергии (например, ветроэнергетика).
зов в виде суспензий, обладающих более высо- Энергетический потенциал альтернативных кой экологической чистотой на стадии сжигания источников энергии огромен. Однако их широ по сравнению с многобалластными углями. кое использование связано с определенными Рассматривая несомненные достоинства газа трудностями, главными причинами которых яв природного происхождения, гарантирующие его ляются опытно-промышленный характер боль применение в качестве энергетического ресурса, шинства технических решений по использова нужно отметить, что такая ситуация в ближай нию нетрадиционных источников энергии и эко шем будущем должна измениться в направле номические ограничения.
нии повышения доли угольной продукции в топ В мире имеется много примеров удачного и ливном балансе электростанций. Правильность дешевого применения таких технологий, при такой постановки определяется существованием этом их активное применение возможно лишь двух тесно связанных обстоятельств: ограничен по мере удешевления научно-технических реше ностью объемов и ухудшением сырьевой базы ний в данных областях (табл. 2).
газовой промышленности и достаточной обеспе Таблицаа Стоимость производства электроэнергии при различных технологиях* 2.
Стоимость электроэнергии, цент/кВт ч Способ получения электроэнергии Теплоэлектростанции, работающие на угле 2, Ветровая энергия 6, Геотермальная энергия 5, Энергия биомассы 6, Газовые турбины с поддувом пара 4,8-6, Атомные электростанции 12, Солнечные батареи с фотоэлементами 28, * Бобылев С.Н., Ходжаев А.Ш. Экономика природопользования. М., 2004. С. 219.
ченностью запасами твердого топлива. По этому Особенностью достаточного числа энергети направлению воздействует и такой фактор, как ческих углей и мазута является низкое их каче возможность высвободить ресурсы природного ство. Фактически все жидкое топливо - это ма газа для продажи на мировом рынке. зут с высоким содержанием серы.
Разрешение данной проблемы касается воп- Загрязнение окружающей среды в каждом росов реконструкции и технического перевоору- государстве осуществляется за счет как внутрен жения национальной тепловой энергетики, мо- них, так внешних объектов.
билизации мощностей атомной энергетики, раз- Окислы азота, серы и различные вредные ве вития угольной отрасли, энергосбережения и щества перемещаются из одной страны в другую.
охраны природной среды. При этом подразуме- Экологическая обстановка в большинстве вается, что перестройка топливного баланса дол- государств остается непростой, несмотря на осу жна происходить по следующим технически воз- ществляемые на данных территориях различные можным направлениям: мероприятия. Так, по данным Всемирной орга дополнительная загрузка электро- и теп- низации здравоохранения (ВОЗ), ни одна страна лостанций, функционирующих на угольном топ- в мире сегодня не имеет нормальных условий с ливе;
экологических позиций. При оценке по пяти модернизация электрических станций, из- балльной шкале коэффициент У4Ф получили Бель начально запроектированных на угольное топ- гия, Япония, Швеция, США.
ливо, с целью возврата этих станций в проект- Неполное улавливание летучей золы и заг ный топливный режим;
рязнение ею воздушного пространства и терри применение передовых энергоэффективных тех- торий, близко расположенных от электростан нологий использования энергетического топлива;
ций, во многом определяются высокой зольнос дополнительное развитие электро- и теп- тью сжигаемых углей, в результате чего элект лостанций на угольном топливе, работающих на рофильтры не в состоянии ее улавливать. Вред базе новых видов сырья и топлива повышенно- здоровью людей и ущерб окружающей среде го качества;
вполне очевидны.
Экономические 1(86) Экономика и управление науки Другим, не менее значительным по вредно- техническим несовершенством некоторых стадий сти элементом, формирующимся на этапе при- процесса сжигания и относительно низким ка менения твердого топлив, являются сернистые чеством топлива, используемого на электростан соединения, выбрасываемые в атмосферу с ды- циях.
мовыми газами электрических станций и других Ухудшение качества окружающей среды ве энергетических установок. дет к росту заболеваемости населения. По мне Сернистые соединения оказывают отрицатель- нию медиков, более половины всех болезней ное влияние на растительный мир. Так, при со- вызывается вредным воздействием химических, держании в воздухе сернистого ангидрида в раз- физических и биологических факторов среды.
мере от 0,1 до 0,2 мг/м3, по данным ООН, на- Например, присутствие сернистых соедине блюдается снижение прироста растений хвойных ний в воздухе приводит к более активному забо пород на 10 %, от 0,2 до 0,5 мг/м3 - на 29 % и леванию органов дыхания и сердца, а также к более 0,5 мг/м - на 48 % по сравнению с незага- сокращению продолжительности жизни людей.
зованными районами, такое же влияние оказыва- Об этом свидетельствуют материалы ВОЗ, каса ется на огородные культуры. Оксиды серы, со- ющиеся Норвегии, Франции, Чехословакии и прикасаясь с топками паровых котлов и др., вы- ряда других государств. Количество заболеваний зывают ускоренную сернокислотную коррозию. органов дыхания в городах и сельских населен Сернистые соединения, содержащиеся в топ- ных пунктах иллюстрируется данными табл. 3.
ливе или дымовых газах электростанций, соот- На сегодня экологический фактор становит ветственно, оказывают отрицательное влияние на ся лимитирующим фактором развития угольной оборудование энергетических установок, а также и энергетической отраслей промышленности, на изделия из металла и других материалов. В которые, в свою очередь, оказывают отрицатель результате их воздействия, а точнее, воздействия ное влияние на темпы роста других важнейших серной кислоты, которая сформировалась при отраслей национальной экономики.
соприкосновении сернистого ангидрида с пара- Во многих странах приняты специальные ми воды, ускоряется коррозия всех объектов. законы по защите воздушного бассейна в целях Наличие сернистых элементов в атмосфере предотвращения его дальнейшего загрязнения и существенно затрудняет организацию выпуска уменьшения ущерба, где установлены ПДК вред отдельных видов продукции, качественные пара- ных веществ в воздухе (табл. 4).
метры которых во многом зависят от чистоты воз- Соблюдение предельных норм загрязнения духа. Это относится к кислороду, германию, сверх- позволит не только уменьшить степень загряз чистым материалам, оптическим изделиям и др. нения природной среды, но и расширить сырье Таблицаа Влияние загрязнения воздуха на заболеваемость людей в мире* 3.
№ Город с населением, тыс. человек Сельская Вид заболеваний п/п свыше 100 50-100 менее 50 местность 1 Пневмония 47,9 39,2 35,8 31, 2 Бронхит 61,6 53,8 48,8 36, 3 Другие расстройства органов 11,8 9,7 10,6 9, дыхания Итого 121,3 102,7 95,2 78, * Крапчин И.П., Кудинов Ю.С. Уголь сегодня, завтра (технология, экология, экономика). М., 2001.
С. 112.
При современном уровне промышленного вую базу для производства разных продуктов:
развития и постоянном росте всех видов транс- серы, серной кислоты, гипса и др.
порта в настоящее время сложно обнаружить тер- Таким образом, отрицательное влияние ТЭК на ритории, по чистоте воздуха отвечающие требо- окружающую среду остается высоким. ТЭК являет ваниям заводов указанного профиля. Поэтому для ся крупнейшим загрязнителем окружающей природ них очистка воздуха от сернистых элементов и ной среды, выбрасывающим 48 % всех вредных ве других примесей рассматривается как дополни- ществ в атмосферу страны, 27 % загрязненных сточ тельная технологическая операция, связанная с ных вод, свыше 30 % твердых отходов производства относительно большими затратами финансовых и до 70 % общего объема парниковых газов. Такое средств, в дальнейшем влияющими на снижение положение контрастирует с развитием мировых эко конкурентоспособности данных производств. логических тенденций устойчивого типа развития, Удельный и суммарный выход перечислен- тяжело отражается на экологической обстановке мно ных загрязнителей во многом предопределяется гих промышленных центров и городов страны.
Экономические 1(86) Экономика и управление 134 науки Таблицаа4. Нормативы ПДВ пылеугольных электростанций в некоторых зарубежных странах* Норматив, мг/м Тепловая Год ввода Страна мощность, тыс. кВт норматива Сернистые соединения Окислы азота Бельгия 300 1985 250 300 1987 400 Дания 50 1984 860 Финляндия 150 1987 400 Италия 100 1987 1200 100 1989 400 Нидерланды 300 1987 850 300 1988 850 Великобритания 700 1988 900 США 73 1978 900 ФРГ 300 1984 830 Австралия 300 1984 900 * Крапчин И.П., Кудинов Ю.С. Уголь сегодня, завтра (технология, экология, экономика). М., 2001.
С. 147.
Перечисленные проблемы выдвигают необ ходимость проведения целенаправленной поли- Крапчин И.П., Кудинов Ю.С. Уголь сегодня, завтра (технология, экология, экономика). М., 2001.
тики в области ресурсосбережения в отраслях Бобылев С.Н., Ходжаев А.Ш. Экономика при ТЭК, в первую очередь направленной на сбере родопользования. М., 2004.
жение энергетических ресурсов и повышение их качественных характеристик.
Поступила в редакцию 05.12.2011 г.