Глобальные экологические проблемы

Концерн «Белэнерго» вырабатывает для потребителей тепловую и электрическую энергию. В его подчинении находятся все республиканские унитарные предприятия по выработке тепла и электричества, где трудится свыше 63 тысяч человек. В дополнение нужно отметить, что кроме названных предприятий, большое количество котельных находится в ведении коммунальных служб, ряд котельных и ТЭЦ – в ведении предприятий.  

Концерн «Белтоптаз» (создан в 1992 году) – это структура, занимающаяся снабжением потребителей природным и сжиженным газом, а также твердым топливом. Концерн обслуживает промышленные предприятия (в том числе и энергетического сектора), объекты социального и коммунального назначения, сельскохозяйственный сектор, подает газ в квартиры и жилые дома; отвечает за производство топливных брикетов и других видов топлива. Соответственно, проектирование, строительство и эксплуатация газовых сетей – также компетенция концерна «Белтопгаз».  

Государственное предприятие по транспортировке и поставке газа ОАО «Белтрансгаз» отвечает за оптовую поставку природного газа в республику и за транзит газа, который следует в Западную Европу, Балтию, Украину по белорусской газотранспортной системе. «Белтрансгаз» располагает системами магистральных газопроводов и значительными мощностями по транспортировке газа. Так, например, в 2000 году объем транспортируемого газа составил 41,8 млрд. м3, из них 16,5 млрд. м3 -потребителям Республики Беларусь. Остальное количество — транспортные поставки за рубеж. Кроме того, в ведении ОАО «Белтрансгаз» два подземных хранилища газа.  

Вся добыча нефти и попутного газа находится в ведении концерна «Белнефтехим».  Топливно-энергетический комплекс Республики Беларусь представляет собой сложную совокупность больших, непрерывно развивающихся производственных систем. Это добыча торфа и производство торфобрикетов; нефте-газодобыча и нефтепереработка; заготовка и закупка недостающих энергоресурсов; разветвленная сеть газопроводов, нефтепроводов и нефтепродуктопроводов; производство, передача и распределение электрической и тепловой энергии.  

Ядром топливно-энергетического комплекса и одной из базовых отраслей экономики Республики Беларусь является электроэнергетика. Ведущая роль в производстве электрической энергии в республике принадлежит тепловой энергетике, представленной 22 крупными тепловыми электростанциями. Кроме того в электроэнергетическую систему входят гидроэлектростанции и около десятка крупных электростанций на промышленных предприятиях. Суммарная мощность белоруской электроэнергетики составляет свыше 7 млн.кВт, что полностью покрывает нужды нашей республики в электрической энергии. На сегодняшний день белорусский электроэнергетический комплекс – это высоко-автоматизированная система, объединенная общим режимом работы и единым центром управления. Электроэнергетика республики связана с энергетическими системами России, Польши, стран прибалтийского региона, Украины. Это высокотехнологичный постоянно развивающийся современный комплекс, обеспечивающий непрерывный процесс производства, передачи, распределения и сбыта электрической энергии.  

Топливная промышленность Беларуси представлена предприятиями по добыче и переработке нефти и торфа, среди которых доминируют крупнейшие нефтеперерабатывающие предприятия.  Вся добыча нефти и природного газа сосредоточена в концерне «Белнефтехим». Объем добычи нефти в нашей стране составляет около 1,8 млн. тонн в год. Этого достаточно для удовлетворения потребностей республике в нефти на 12-15%. Поэтому основная часть нефтепродуктов завозится из-за пределов республики.  

Беларусь располагает значительными мощностями по переработке и транспортировке нефти. Например, мощности Мозырского и Новополоцкого нефтеперерабатывающих заводов (НПЗ) составляют 41 млн. т в год. Магистральные нефтепроводы связывают нефтеперабатывающие заводы с нефтедобывающими регионами Западной Сибири. По южной ветке нефть поставляется из Самары через Брянск на Мозырский НПЗ. Часть нефти поступает транзитом на Дрогобычский НПЗ (Украина) и через Брест — на Плоцкий НПЗ (Польша). По северной ветке нефть поступает из Ярославля на Новополоцкий НПЗ, а затем на Мяжейкяйский НПЗ (Литва) и в Вентспилский порт (Латвия).  

Продолжается развитие сети магистральных и распределительных газопроводов. Протяженность магистральных газопроводов — свыше 6 тыс. км. Транспорт газа по ним обеспечивают 7 компрессорных станций суммарной мощностью 710 МВт. Распределение газа по потребителям в стране осуществляется от 193 газопроводов-отводов через систему распределительных газовых сетей 122 газораспределительными станциями.  

Добычу и переработку торфа в республике свыше четырех десятков предприятий, которые производят торфяные брикеты, торф кусковой, торфяные питательные смеси. Ежегодная добыча составляет около 3 миллионов тонн торфа, большая часть которого используется в энергетических целях.  

Суммарная установленная мощность всех энергоисточников Беларуси достаточна для полного самообеспечения республики тепловой и электрической энергией. Однако, многим энергопроизводственным системам приходится работать на импортируемом энергетическом сырье.  

 Энергосберегающие технологии

Энергосбережение имеет важное значение для развития мировой экономики и в особенности для развития экономики Республике Беларусь. Рассмотрим основные факторы, определяющие необходимость экономии топливно-энергетических ресурсов в мире и в нашей стране.  

Постепенное истощение запасов природного органического топлива, которое в настоящее время является основой мировой энергетики. Выработка и потребление энергии в мире возрастает чрезвычайно быстрыми темпами, удваиваясь примерно каждые 10-15 лет, несмотря на меры по ограничению потребления ТЭР, предпринимаемые мировым сообществом. Это обусловлено общим ростом производства и транспортных перевозок, а также повышением уровня жизни и потребления в современном обществе. Общее потребление топлива в мире в 2000 году составило примерно 17 Гигатонн условного топлива. По оценкам специалистов за последние 30-35 лет человечество израсходовало столько энергии, сколько и за предыдущие 20 столетий. Возникает закономерный вопрос за счет каких ресурсов покрываются сегодня и будут покрываться в будущем столь высокие энергетические потребности общества.  

На сегодняшний день основу энергетики большинства стран, в том числе и Беларуси, составляют так называемые традиционные энергоресурсы. К ним относятся в первую очередь органическое (уголь, нефть и природный газ) и неорганическое (урановые руды) топливо. Доля органического топлива в энергетическом балансе является определяющей и составляет более 70%. Удельный вес атомной энергетики в среднем в мире составляет около 10-15%, хотя для некоторых стран, например, Бельгии или Франции эта цифра на уровне 60-70%. Вклад традиционной гидроэнергетики также на уровне 10-15%, и если гидроэнергия относится к неисчерпаемым энергоресурсам, то практические возможности ее использования зачастую ограничены даже в силу неблагоприятных горно-геологических условий.  

Доля альтернативных возобновляемых источников энергии в общем количестве вырабатываемой энергии на сегодняшний день примерно на уровне 5 % и в ближайшее время не превысит 10 %, и они не смогут существенно изменить общую ситуацию с потреблением топлива. Кроме того, много топлива используется напрямую — при выплавке и обработке металла, в двигателях транспортных средств, для приготовления пищи на газовых плитах и т.д.  

Таким образом, основа энергетики – это ископаемые невозобновимые в обозримом будущем виды топлива. На сегодняшний день уже имеются четкие обоснованные и, к сожалению неутешительные, прогнозы специалистов, когда же человечество исчерпает традиционные виды топлива. Эти прогнозы могут быть в некоторой степени приближенными или неточными, но сам факт их существования заставляет задуматься о необходимости снижения уровня потребления энергии, экономии ТЭР и развитии альтернативной энергетики.  

Альтернативные энергоисточники на сегодняшний день не в состоянии стать основой энергетики. Исчерпаемость традиционных углеродсодержащих видов топлива привела к повышенному интересу к нетрадиционным источникам энергии. Порой встречаются утверждения, что многие возобновляемые нетрадиционные источники энергии могут заменить традиционные и позволят выйти из сложившейся ситуации. Однако естественные науки лишают эту слепую веру всякой основы, по крайней мере на ближайшее будущее. Рассмотрим несколько примеров возобновляемых и альтернативных видов энергии.  

Солнечная энергия. На первый взгляд использование солнечной энергии весьма перспективно. Несомненно, этот вид энергетики имеет свои преимущества, однако в действительности с технической точки зрения на сегодняшний день и в ближайшем будущем солнечная энергия не может стать основным компонентом крупной энергетики. Этот вывод основан на том, что на 1 м2земной поверхности поступает энергетический поток весьма низкой плотности. Если, к примеру, считать, что в Беларуси треть дней в году солнечные и станции работали бы по 10 часов в день, то для достижения существующего уровня производства (потребления) только электроэнергии эти электростанции занимали бы более 1/6 части всей территории страны. Причем данная оценка справедлива при 100%-ой эффективности светоэлектрических преобразователей. Сейчас же КПД таких установок не превышает 10-15%, поэтому площадь солнечных электростанций превысила бы всю площадь Беларуси. Кроме того, для производства элементов такой системы не хватило бы мощностей не только всей полупроводниковой промышленности страны, но и мира. Затраты на создание и поддержание работы таких станций оказались бы чрезвычайно велики. На сегодняшний день стоимость 1 кВт/ч гелиоэлектричества в 3-5 раз дороже, чем при производстве на традиционных энергоустановках.  

Энергия ветра, течений рек, приливов, геотермальная энергетика. Похожие трудности и ограничения возникают при использовании и этих видов энергии. Плотность потока ветровой энергии и эффективность механоэлектрических преобразователей энергии ветра так же невелики и площадь, занимаемая ветроэлектростанциями оказалась бы огромной. Кроме того, непостоянство силы и направления ветра затрудняет его использование.  Идея использования морских приливов и течений рек хоть и выглядит привлекательной, однако и в этих случаях малый удельный поток энергии не позволяет переоценить возможности этих источников. Возможности же геотермальной энергетики ограничены горно-геологическими условиями и для большинства регионов планеты оцениваются весьма скромно.  

Энергия термоядерных реакций. Все надежды на энергетическое будущие часто связывают с управляемой термоядерной реакцией. Как известно термоядерная реакция сопровождается выделением огромного количества энергии. Неуправляемая термоядерная реакция была осуществлена в 1952 году, и сразу же появились надежды, что будет осуществлена управляемая термоядерная реакция. В этом случае энергетическая проблема человечества была бы решена – запасы сырья практически неисчерпаемы, большой энергетический выход, мало отходов. Однако уже прошли десятилетия, и человечество также далеко от управляемой термоядерной реакции в макроскопических масштабах, как и ранее, не смотря на то, что на разработки и исследования в данной области затрачиваются огромные средства.  

Приведенное выше обсуждение нетрадиционных источников энергии свидетельствует о том, что на сегодняшний день по техническим, экономическим и природным причинам нет полной альтернативы традиционным видам энергетического сырья. Это не означает, что не нужно развивать альтернативную энергетику, наоборот, ее нужно использовать в полной мере. При этом важнейшее внимание нужно уделять рациональному использованию и экономии топлива и энергии.  

Серьезные экологические проблемы, возникающие не только при использовании энергетического сырья, но и при его добыче, обработке, транспортировке, захоронении его отходов.  

Выбрасываемые при сжигании топлива в атмосферу вещества (СО2, N2O,) и продукты их химических превращений в атмосфере приводят к разрушению озонового слоя, усилению парникового эффекта, появлению кислотных дождей. Увеличивая рост эмиссии углекислого газа, человечество вносит свою долю в общее повышение температуры земной поверхности и изменение климата. Существующие методы очистки не могут полностью ликвидировать негативные последствия выбросов. Одновременно загрязняются и поверхностные водоемы — как за счет их нагрева, так и при промывке продуктов сгорания. Тля тепловой энергетики характерно также шумовое, тепловое и электромагнитное загрязнение окружающей среды. Такое же воздействие оказывают и энергетические объекты, не дающие вредных выбросов в атмосферу – атомные и гидроэлектростанции. Все эти нежелательные явления оказывают либо прямое, либо косвенное негативное воздействие на организм человека, изменяя его среду обитания.  

Кроме постоянного, так сказать «планируемого» загрязнения, все чаще происходят чрезвычайные случаи, таких как разливы нефти при авариях танкеров, разрывах нефтепроводов, утечки газов из емкостей, самовозгорание запасов угля и т.д. Многие из них не только наносят вред окружающей среде, но и представляют опасность для жизни и здоровья людей.  

Энергосбережение экономически выгодно. С экономической точки зрения капитальные затраты на мероприятия по энергосбережению в 2-3 раза меньше по сравнению с капитальными затратами, необходимыми для выработки эквивалентного дополнительного количества энергии.  

По мере истощения запасов разрабатываемых месторождений происходит усложнение добычи и увеличение стоимости природного органического топлива. Вновь открываемые месторождения требуют больших затрат на их освоение и прокладку магистралей для транспорта топлива. Рост потребления и усложнение добычи приводят к росту цен на топливо. Так, в 2000 году в мире наблюдалось беспрецедентное повышение цен на нефть, которое повлекло за собой рост цен на другие энергоносители. По оценкам многих экспертов откат цен на топливо до уровня 1999 года вряд ли возможен, и их рост в долгосрочной перспективе будет продолжаться. Результатом роста цен на топливо становится рост цен на товары и услуги и общее замедление темпов экономического роста, либо прямое снижение жизненного уровня. Таким образом затраты на добычу первичного топлива гораздо существеннее, чем затраты на экономию энергии в местах ее использования.  

Кроме того, не нужно забывать, что, например, нефть является ценным сырьем для целой отрасли народного хозяйства – химической промышленности, что также обуславливает необходимость рационального ее использования.  

Большие потери энергии по ходу энергетического потока. К сожалению коэффициент полезного использования первичного энергосырья далек от 100% (рис.1.1). Это обусловлено несовершенством используемых технологий и оборудования, неудовлетворительной организации работ, учета и контроля и по ряду других причин, приводящих к неэффективному использованию и потерям топлива и энергии при их добыче, переработке, транспортировке, преобразовании, потреблении и утилизации. 
   Как видно из приведенной на рис. 1.1 схемы более половины добываемых энергоресурсов теряется безвозвратно, за исключением небольшого количества ныне используемых вторичных энергетических ресурсов. Современное общество крайне нерационально использует имеющиеся в эго распоряжении энергоресурсы. Потенциал энергосбережения очень велик и проблема экономии топлива и энергии актуальна на каждом этапе по ходу энергетического потока.