ЭКиП № 10. ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ ЭНЕРГЕТИКИ: НАСТОЯЩЕЕ И БУДУЩЕЕ
Человечество совсем недавно стало использовать электричество в своей деятельности. По некоторым данным, первая тепловая электрическая станция появилась в 1882 г. в г. Нью-Йорке на Манхеттене. Правда, уже в 1890 г. она полностью сгорела и от нее ничего не осталось. Однако эта станция была весьма удачно спроектирована и ее конструкция неоднократно воспроизводилась. В России первые городские электростанции заработали после этого уже через пару лет в г. Санкт-Петербурге, и владело ими вновь созданное "Общество электрического освещения 1886 года". Затем электрические станции начали расти как грибы, и сейчас в мире насчитывается свыше 2500 тепловых электростанций.
За прошедший после этого век в мире сформировалась устойчивая структура производства электричества. На долю тепловых электростанций приходится около 60 % всего вырабатываемого электричества. По 16 % электроэнергии производится на гидроэлектростанциях и атомных электростанциях. Доля других источников (ветровые, солнечные и прочие возобновляемые) составляет менее 10 % всей генерируемой в мире электроэнергии. Примерно такие же соотношения характерны и для России.
Основные антропогенные источники энергии оказывают серьезное отрицательное воздействие на окружающую среду. Пожалуй, наибольший вред природе наносит тепловая энергетика, базирующаяся на сжигании угля, мазута, природного газа. Для разных стран приоритетны различные виды топлива. В Иране почти 100 % электричества производится за счет сжигания мазута, энергетика Кувейта полностью построена на сжигании природного газа, а ЮАР, Китай, Казахстан преимущественно (почти 90 %) используют для тепловой генерации электричества уголь. В России основным топливом для теплоэнергетики служит природный газ и уголь, а в качестве резервного топлива применяется мазут. С целью снижения отрицательного воздействия на окружающую среду в нашей стране осуществляется плановый переход с угля на природный газ.
В развитых государствах большой объем генерации электричества приходится на атомные электростанции (АЭС) — во Франции, например, доля АЭС в общем балансе электричества превышает 2/3. Атомная энергетика достаточна молода. Первый атомный реактор, пригодный для генерации электричества, был построен в 1942 г. в г. Чикаго и носил название "Чикагская поленница". В Европе первый атомный реактор Ф-1 появился в 1946 г. на территории Курчатовского института. Сейчас в мире насчитывается около 500 АЭС.
Наибольшую систематическую экологическую опасность для окружающей среды представляют тепловые электростанции на угольном топливе. Помимо выделения традиционных загрязнителей (оксиды серы и азота, выбросы мелкодисперсной пыли), тепловые электростанции ежегодно потребляют до 5 млрд м3 кислорода при горении топлива. Гидроэлектростанции (ГЭС) только на первый взгляд выглядят экологически безопасными, но при их эксплуатации происходит затопление и выведение из хозяйственного оборота огромных территорий плодородных земель. Кроме того, в водохранилищах идет процесс неконтролируемого роста водорослей и ила. ГЭС заметно влияют и на климат — в зимнее время в их окрестностях температура повышается на 2–3 °С, а в летнее время максимальная температура понижается на 1,5–2,0 °С.
АЭС достаточно безопасны в штатном режиме работы, но в случае аварий последствия весьма катастрофичны. Примеры Чернобыля и Фукусимы не нуждаются в представлении. Большинство АЭС используют первое поколение атомных реакторов на медленных нейтронах, но сейчас активно развиваются атомные реакторы следующего поколения на быстрых нейтронах, которые задействуют в качестве теплоносителя жидкий свинец. Данные реакторы будут и более безопасными, и обладать большим потенциалом потребления энергии расщепляющихся материалов. Пожалуй, атомная энергетика является самой прогрессивной, значимой отраслью энергетики. Если тепловая выработка энергии движется по пути технических улучшений, то атомное направление развивается революционными шагами.
Стоит обратить внимание на необходимость анализа экологической опасности объектов энергетики в разных временных интервалах. Можно изучать экологические параметры объекта на временном отрезке 1 год, а можно в течение 50 лет. Результаты и выводы из такой оценки состояния будут отражать различное количество факторов, представляющих угрозу для природы. Наверное, в этом выражается и отношение человечества к окружающей среде. Первобытный человек жил, в лучшем случае, сезонным циклом. Все что было вне этого, представляло для него малый интерес. В средние века единицей жизни становился годовой квант времени. Сейчас уже человечество рассматривает последствия антропогенной деятельности в интервале 50–100 лет. Пока еще бóльшие временные интервалы представляют скорее теоретический интерес. Вероятно, психологически человечество готово задумываться об изменениях окружающей среды на горизонте одного-двух поколений. Поэтому и экологический анализ базовых технологий следует вести преимущественно на дальних рубежах.
А.С. Носков
Зам. директора по научной работе
ФИЦ "Институт катализа
им. Г.К. Борескова СО РАН",
член-корр. РАН, главный редактор
журнала ЭКиП