Задачи энергоэкологии, как науки. Сопоставление ТЭС и АЭС

Лекция 2. Энергоэкология и ее задачи. Воздействие ТЭС и АЭС на окружающую среду

1. Выработка новых перспективных требований по экологии к ТЭС, АЭС, с учетом интенсивного фонового загрязнения воздушного и водного бассейнов и очень малых квот для ТЭС. Для АЭС учет роста требований по непревышению социально приемлемого риска (СПР).

2. Разработка методов оценки (более полной и точной) ущерба, причиняемого природе и народному хозяйству выбросами в атмосферу, сбросами в водоемы загрязняющих веществ, а также необходимых средств, затрачиваемых на предупреждение и компенсацию загрязнения окружающей среды.

Пример:

Cso₂ = 0,1–0,2 мг/м³ – 10% потерь хвойных лесов в сравнении с незагазованными территориями;

то же – Cso₂=0,2–0,5 мг/м³ – 30%;

то же – Cso₂= 0,5 мг/м³ – 45–50% потерь хвойных лесов.

На рис. 2.1 по данным США приведена примерная структура потерь от выбросов двуокиси серы.

Рис. 2.1. Диаграмма потерь от выбросов SO₂

3. Разработка методов строгой идентификации выбросов и сбросов для установления ответственности юридических лиц. Учет ухудшенных метеорологических условий (ТЭС, АЭС).

4. Оценка процессов синергизма (совместного влияния разных загрязнений), самоочищения атмосферы и водоемов, эффективного использования теплых сбросов и продуктов несгорания топлива (зола, шлак).

Избирательная утилизация ряда веществ в сбросах и выбросов. Серо- и азотоочистка – производство соответствующих продуктов. Улавливание ценных элементов из стоков.

5. Развитие новых энергетических установок:

- на суперсверхкритические параметры с ростом КПД (отсюда снижение сбросов и выбросов на единицу полезной энергии) 350 ат., 600/600/600 ºC и др. Ввод блоков повышенной эффективности (БПЭ);

- парогазовые технологии;

- сероочистные и азотоочистные заводы при ТЭС;

- термическая переработка горючих сланцев с получением побочных продуктов (т. е. энергохимические технологии).

6. На основе подхода "затраты – выгода" решение целого ряда противоречий между преимуществами по технологии и ухудшениями в экологическом плане. Например:

- сжигание твердого топлива в циклонных предтопках с жидким шлакоудалением способствует сокращению количества и уменьшению абразивности летучей золы, что предохраняет поверхности нагрева от золового износа. Но с ростом t_г в топочной камере увеличивается выход окислов азота, а в летучей зоне появляются мелкодисперсные примеси некоторых соединений минеральной части топлива, что затрудняет очистку газов от твердых частиц;

- предварительное удаление влаги из твердых топлив перед их сжиганием с выбросом испареной влаги помимо котельного агрегата может быть целесообразно в теплотехническом отношении. Но нужно предотвращать выбросы в атмосферу угольной пыли, окислов азота из-за роста t_г;

- при сжигании мазута в ПГ с РВП иногда периодически нагревают эти аппараты дымовыми газами до t=300–400 °С, путем отключения воздуха, чтобы очистить от отложений мазута и сажи. Но при этом наблюдается разовый интенсивный выброс с дымовыми газами токсичных отложений в атмосферу (так называемый «залповый» выброс).

7. Проблема учета и выявления положительного влияния выбросов и сбросов на природу:

- теплой воды в водоемы (лучшее растворение кислорода без ледяного покрова – лучшее самоочищение), рыбоводство для теплолюбивых рыб и др.;

- млн. тонн связанного азота в результате самоочистки воздуха попадают в почву и повышают плодородие малоазотистых почв;

- градирни улавливают пыль и некоторые вредные газовые примеси из атмосферного воздуха;

- водохранилища улучшают микроклимат, особенно, в Южных районах.