Влияние энергетики Эстонии на окружающую среду Лекция 8

Влияние энергетики Эстонии на окружающую среду Лекция 8

Аспекты влияния энергетики Эстонии на окружающую среду: Добыча и транспортировка сланца Производство электрической и тепловой энергии Передача энергии 2

Добыча сланца Доля сланца в производстве электроэнергии 90% Предприятия, добывающие сланец: Eesti Energia, Viru Keemia Grupp AS (VKG), Kiviõli Keemiatööstuse OÜ Предприятие Eesti Energia Kaevandused AS добывает сланец открытым способом (два карьера) и подземным способом (две шахты), а также занимается транспортировкой сланца по железной дороге; годовая добыча сланца составляет около 15 млн. тонн VKG Kaevandused OÜ – шахта Ojamaa – первая новая шахта, построенная после восстановления независимости; мощность шахты 2, 5 млн тонн сланца в год Kiviõli Keemiatööstuse OÜ имеет разрешение на добычу 1, 5 млн. тонн сланца ежегодно 3

Обеспеченность первичной энергией в 2010 году Потребление первичной энергии 236, 3 ПДж , из них 65% сланец, древесина совместно с торфом - 15% Доля возобновимых источников около 14% , из них основная часть приходилась на древесное топливо и 0, 1 – остальные источники 50% первичной энергии было израсходовано на производство электроэнергии и 18% - на производство тепла 4

Потребление энергоресурсов для производства электроэнергии 5

Эстонские горючие сланцы Общая площадь залегания примерно 3000 км ² Добыто сланца на площади 425 км² Запасы сланца (по разным оценкам) составляют 1 -2 млрд тонн Начиная с 1916 года уже добыт 1 млрд сланца Возраст эстонских сланцев 450 млн лет Энергетическая ценность 1900 -2600 ккал/кг (8 -11 МДж/кг) Сланец залегает на глубине 10 -70 метров Толщина промышленной пачки сланца 2, 7 -2, 9 метров Запасов сланца хватит при сохранении нынешних темпов добычи примерно на 100 лет 6

Месторождение сланца 7

Эстонский сланец - кукерсит 8

Способы добычи сланца До глубины 30 метров от поверхности сланец добывают открытым способом При подземной добыче используют камерную выемку сланца, оставляя целики для поддержки кровли Потери сланца при его добыче в карьерах составляют в среднем 8, 9%, а при добыче в шахтах – 27, 6% 9

Отвалы Добытую в карьерах и шахтах горную массу обогащают на обогатительных фабриках Образовавшуюся пустую породу складируют в отвалах В год образуется около 5 млн. тонн пустой породы На Нарвском разрезе известняковую породу оставляют в отвалах На карьере Айду полученную при обогащении горной массы пустую породу используют при рекультивации этого же карьера Всего в Ида-Вирумаа складировано свыше 180 млн. тонн пустой породы Небольшая часть этого материала используется в производстве строительного щебня 10

Отвалы 11

Рекультивация карьеров В основном отработанные территории выравнивают и на них сажают лес Небольшая часть рекультивированных территорий используется под сельскохозяйственные поля или искусственные озёра В карьерах Eesti Energia рекультивировано 11400 га площадей, из них засажено лесами 10200 и используется под выращивание сельскохозяйственных культур 169 га 12

Выращивание леса 13

Шахтные воды При добыче сланца снижают уровень воды ниже уровня сланцевого слоя Откачанную воду направляют через канавы и реки в основном в Финский залив, частично в Чудское озеро В год откачивают около 23 млн. м³ воды Шахтная вода проходит очистку от взвешенных частиц в отстойниках Шахтные воды не влияют существенно на состав природных вод, заметно увеличивается только содержание сульфатов 14

Снижение уровня грунтовых вод В районах добычи сланца наблюдается высыхание колодцев Для снабжения посёлков и хуторов водой построены водные трассы и более глубокие колодцы В 2004 году на строительство альтернативного водоснабжения было затрачено 7, 2 млн. крон Для защиты Куртнаских озёр в 1987 году был создан Куртнаский ландшафтный заповедник 15

Система мониторинга После закрытия шахты восстанавливается уровень грунтовых вод до первоначального В районах добычи сланца создана система мониторинга, объединяющая свыше 100 смотровых скважин и пунктов наблюдения за поверхностными водами Пробы, взятые из закрытых шахт, показывают существенное снижение содержания сульфатов 16

Влияние на состояние ОС производства энергии Подразделения в составе предприятия Eesti Energia, производящие энергию (электрическую, тепловую): ◦ АО Нарвские Электростанции – две работающих на сланце ТЭС (Эстонская и Балтийская) ◦ Ируская ТЭС, работающая на природном газе ◦ Гидроэлектростанции (Linnamäe ja Keila-Joa) ◦ Ветровые парки Viru Keemia Grupp AS; две работающие на сланце ТЭС – Северная и Южная 17

Влияние производства электроэнергии на ОС Твёрдые топлива подвергают газификации или сжигают; жидкие и газообразные топлива сжигают; при этом выделяется много тепловой энергии Полученную тепловую энергию преобразуют в электрическую или передают в виде тепла потребителю Основное влияние на ОС связано с загрязнением атмосферы, но загрязняются и природные водоёмы, а также и почва при складировании отходов 18

Электростанции Классифицируют на три группы: ◦ теплоэлектростанции, ◦ гидроэлектростанции, ◦ ветровые электростанции. 19

Теплоэлектростанции На них производят электроэнергию за счёт преобразования тепловой энергии По способу получения тепловой энергии теплоэлектростанции подразделяют на следующие группы: ◦ ТЭС, работающие на органическом топливе (уголь, мазут, сланец, газ, торф, древесина и др. ) ◦ ТЭС, работающие на ядерном топливе (атомные электростанции) ◦ ТЭС, работающие на геотермальной энергии, ◦ ТЭС, работающие на солнечной энергии, ◦ и т. д. . 20

Вещества, загрязняющие атмосферу (1) SO 2 − присутствие этого газа в атмосфере способствует выпадению кислотных осадков Кислотные дожди повреждают леса, закисляют природные водоёмы, подкисляют почву Особенно чувствительны хвойные леса 21

Вещества, загрязняющие атмосферу (2) NOx − действие этих газов аналогично действию SO 2 Азот является питательным элементом, поэтому при его избыточном содержании в воде начинается «цветение» воды – эвтрофикация – сто отрицательно влияет на качество воды и видовыё состав водоёма. По сравнению с ТЭС, работающими на угле, содержание NOx в отходящих газах электростанций, работающих на сланце, значительно ниже 22

Вещества, загрязняющие атмосферу (3) CO 2 − парниковый газ, вызывает изменение климата за счёт парникового эффекта CO 2 естественный для атмосферы газ, необходим для фотосинтеза Часть CO 2 поглощается океаном CO 2 становится проблемой в случае, если его концентрация в воздухе превышает естественный фон 23

Вещества, загрязняющие атмосферу (4) Летучая зола Вызывает заболевания дыхательных путей и лёгких Поэтому законодательно определяют ПДК На ТЭС, сжигающих уголь, зола обладает кислотными свойствами Сланцевая летучая зола обладает щелочными свойствами; она нейтрализует диоксид серы, поэтому в Ида-Вирумаа не выпадаю кислотные дожди 24

Выбросы ТЭС Eesti Energia В 2004/05. в атмосферу было выброшено ◦ 68 782 тонн SO 2, ◦ 11 578 тонн NOx ◦ 16 624 тонн твёрдых частиц 25

Способы уменьшения выбросов в атмосферу Новая технология сжигания сланца – технология кипящего слоя (два котла на Нарвских электростанциях)) Существенно снизились выбросы SO 2 Новая технология потребляет меньше сланца Меньше выделяется в атмосферу CO 2 Благодаря новому оборудованию по очистке дымовых газов существенно снизились выбросы летучей золы Новые котлы отвечают всем нормативам ЕС 26

Технология сжигания сланца в кипящем слое 27

Ируская ТЭС Работает на природном газе Природный газ считается самым чистым ископаемым топливом Отсутствует проблема с выбросами серы и летучей золы Выбросы NOx выше установленных ЕС норм Требуется модернизация оборудования 28

Обращение с твёрдыми отходами При сжигании твёрдых топлив образуются твёрдые отходы – зола (минеральный остаток) Сланец содержит много негорючих веществ, поэтому в состав золы переходит 45 -50% от исходного количества сланца Золу складируют на золоотвалах, находящихся вблизи ТЭС 29

Удаление золы Для удаления золы применяют гидрозолоудаление Зола содержит Ca. O или негашёную известь, которая реагирует с водой и придаёт ей щелочные свойства Поэтому используют замкнутые системы, в которых вода совершает круговорот и не попадает в природные водоёмы Имеется риск попадания щелочной воды в природные водоёмы (в результате технической проблемы или несчастного случая) 30

Складирование золы 31

Settebasseinid 32

Settebasseinid 33

Требования ЕС к системам гидрозолоудаления В соответствии с законодательными актами ЕС нынешняя система гидрозолоудаления требует модернизации Сделаны предложения использовать т. н. полусухое гидрозолоудаление (т. е. более густую пульпу) и модернизировать золоотвалы При этом существенно уменьшится объем циркулирующей воды 34

Использование сланцевой золы Сланцевую золу можно использовать: В производстве строительных материалов в качестве сырья (например, в производстве цемента) В производстве строительных блоков в качестве наполнителя Для нейтрализации кислых почв 35

Вода на ТЭС На ТЭС воду применяют для охлаждения, а также как теплоноситель Все ТЭС используют воду из близлежащих природных водоёмов Отработанную охлаждающую воду с повышенной температурой возвращают в водоём – тепловое загрязнение водоёма Охлаждающая вода Нарвских электростанций повышает температуру водоёма в среднем на 7 градусов Новая технология кипящего слоя потребляет меньше охлаждающей воды 36

Передача электроэнергии и ОС Передача электроэнергии по линиям высокого и низкого напряжения позволяет транспортировать энергию потребителю Распределительная сеть включает в себя в около 53 000 км воздушных линий, примерно 8 000 км кабельных сетей и свыше 8 000 распределительных станций Основная сеть ещё содержит около 5 200 км линий высокого напряжения и примерно 140 подстанций 37

Ограничения на использование земель Территорию под линиями электропередач нужно поддерживать в порядке и вовремя спиливать растущие деревья Вблизи линий электропередач нельзя строить жильё и другие объекты Неэстетический вид 38

39

Шум в ОС создает оборудование подстанций, преимущественно трансформаторы Шум является проблемой для жителей близлежащих домов и населенных пунктов, а также для животных 40

Предпринимаемые меры Для улучшения эстетичности пейзажа и снижения уровня шума переходят на кабельные линии При строительстве подстанций используют более компактное и менее шумное оборудование 41

Электромагнитное излучение Вблизи линий высокого напряжения и подстанций возникает электромагнитное полу, что может отрицательно воздействовать на живые организмы Действие электромагнитного излучения на человека и другие организмы изучается Для уменьшения воздействия требуется соблюдение отраслевых нормативов 42

Трансформаторные масла На подстанциях в качестве изолирующей среды применяют специальные масла (трансформаторные масла) В случае аварий возможно попадание масел в почву и водоёмы и их загрязнение 43

Отходы При ремонте линий передач, их реновации образуется значительное количество отходов (в основном столбы) которые подлежат утилизации 44

Заключение Энергетика оказывает значительное отрицательное влияние на все сферы окружающей среды, особенно на атмосферу. Снижение этого влияния является долгосрочной программой энергетики Эстонии 45