Тепловые электростанции вред и польза
Тепловые электростанции представляют собой устройство, специализация которого основывается на вырабатывании электроэнергии. Электроэнергия производится путём преобразования и в ходе переработки тепловой энергии. теплота образуется при сгорании топливного ресурса, которым могут быть разновидности горючих ископаемых. Способность преобразовывать энергию природных ресурсов в электроэнергию делает ТЭС неотъемлемой частью жизни любого современного человека.
Маломощные тепловые электростанции широко используются в различных областях. Например, они могут обогревать и подавать электроэнергию в школы и бассейны, клиники и спортивные комплексы. Их можно использовать для создания нормальных рабочих условий во времянках и вагончиках при строительстве, в других областях народного хозяйства.
У данных электростанций масса плюсов и очень мало минусов. Мини теплоэлектростанции состоят из нескольких приборов и работа их полностью автоматизирована. Также ТЭС может работать на любом виде топлива, что позволяет использовать ее в любых условиях.
Самым основным плюсом в работе данной техники можно считать то, что оно позволяет не зависеть от роста цен на тепло и электроносители и иметь свою независимую мини теплоэлектростанцию. Это возможность экономить средства, выделяемые на это практически на 100%.
Возможности оборудования практически безграничны, ведь может обеспечивать, по сути, любое помещение по разряду не хуже централизованных сетей, а обойдется намного дешевле. Первоначальные затрат быстро окупятся и расходы будут минимальными лишь на топливо для ТЭЦ. Причем его тоже можно варьировать в зависимости от условий эксплуатации, выбирая более дешевый вариант.
Мини ТЭС
Преимущества ТЭС
- Сравнительно низкий ценовой показатель теплового ресурса, использующегося в ходе работы ТЭС, в сравнении с ценовыми категориями аналогичного ресурса, применяемого на атомных электростанциях.
- Строительство ТЭС, а также доведение объекта до состояния активной эксплуатации задействует меньшее привлечение денежных средств.
- ТЭС может территориально быть расположена в любой географической точке. Организация работы станции данного типа не потребует привязывания местонахождения станционной установки в непосредственной близости с определёнными природными ресурсами. Топливо может доставляться к станции из любого места мира с помощью автомобильного или железнодорожного видов транспорта.
- Сравнительно небольшой масштаб ТЭС позволяет производить их установку в условиях стран, где земля является в силу малой территории ценным ресурсом, к тому же существенно снижается процент земельной площади, попавшей в зону отчуждения и вывода из нужд сельского хозяйства.
- Стоимость топлива, вырабатываемого ТЭС, по сравнении с аналогичным дизельным, будет дешевле.
- Вырабатываемая энергии не зависит от сезонного колебания мощности, что свойственно ГЭС.
- Обслуживание и эксплуатационный процесс ТЭС характеризуются простотой.
- Технологический процесс возведения ТЭС массово освоен, что даёт возможность для их быстрого строительства, существенно экономящего при этом временные ресурсы.
- При завершении срока службы ТЭС их достаточно легко подвергнуть утилизации. Инфраструктурное подразделение ТЭС более долговечно по сравнению с основным оборудованием, представленным котлами и турбинами. Системы водоснабжения и теплоснабжения способны ещё длительный период времени после окончания срока службы сохранять свои качественные и технологические характеристики, они могут функционировать дальше после замены турбин и котлов.
- В ходе работы происходит выделение воды и пара, что может быть задействовано для организации отопительного процесса или в иных технологических задачах.
- Являются производителями около 80-ти % всей электроэнергии страны.
- Одновременная выработка электроэнергии и осуществление тепловой подачи при длительном сроке эксплуатации делают ТЭС экономичными системами.
Недостатки ТЭС
- Нарушение экологического равновесия и загрязнение атмосферы в процессе выброса в неё дыма и копоти, сернистых и азотистых соединений в большом количестве. Деятельность ТЭС способна спровоцировать явление «парникового эффекта» и прохождение кислотных дождей. Кроме того, создание и передача электроэнергии приводят к электромагнитному загрязнению окружающей среды.
- В связи с добычей для эксплуатирования и функционирования ТЭС большого количества угля возникает нужда в шахтах, при создании которых происходит нарушение естественного природного рельефа.
- Нарушение теплового баланса водоёмов, который происходит в процессе сброса ТЭС охлаждающей воды, что приводит к повышению температурных показателей.
- Вместе с загрязняющими атмосферу газами ТЭС производит выброс некоторых веществ, принадлежащих к группе радиоактивных, содержание которых в большей или меньшей степени прослеживается в топливе.
- В ходе эксплуатации ТЭС используются те природные ресурсы, естественное возобновление которых невозможно, поэтому количество этих ресурсов постепенно уменьшается.
- Наличие сравнительно низкой экономичности.
- ТЭС сложно справляются с необходимостью принимать участие в покрытии переменной части суточного графика электрической нагрузки.
- Способность ТЭС работать на привозном топливе содержит в себе проблему, связанную с точной организацией процесса поставки топливных ресурсов.
- Работа ТЭС влечёт за собой более высокие расходы по их обслуживанию по сравнению с ГЭС.
В каких случаях выбирают данное оборудование
Когда затраты на передачу или производство электроэнергии высоки и бюджет организации или частного лица не может их осилить. Если централизованные системы по подаче тепла и электричества не могут осилить дополнительно возведенные или введенные в эксплуатацию площади.
Когда количества электричества просто недостаточно для бесперебойной работы современного оборудования и приборов. Либо оно имеет низкое качество. Также нельзя забывать про экологическую составляющую оборудования, которое позволяет выделять в атмосферу вредных веществ.
Универсальность и экономичность
Электростанции могут работать на дровах или угле, газе, дизельном топливе. Обычно дизельное топливо применяется редко в виду его дороговизны и вредных выделений. Есть несколько модификаций данных установок и различают:
- Турбины, работающие на пару.
- Газовые турбины.
- Газопоршневые генераторы.
Выбор ТЭС зависит от необходимой мощности для потребителя. Самыми популярными считаются газопоршневые, однако, их мощность всего 80 мВт.
Абсолютные выгоды на фоне кризиса
В целом плюсов значительно больше, чем минусов, и для некоторых предприятий и учреждений приобретение мини ТЭС отличный выход из положения, особенно, если город растет, а возможностей прокладывать тепло и электро сети, нет. Либо они загружены настолько, что в любом случае подачи тепла или света будет недостаточно. Также это может стать отличным решением в загородной зоне, где вообще нет централизованной подачи тепла и электроэнергии, но жилье, тем не менее, строится. Особенно оценят возможности таких установок и рабочие, которые ремонтируют трассы и дороги, буровики, нефтяники, которые передвигаются по стране, но у них нет возможности каждый раз подключаться к централизованной подаче света и тепла.
Возможно, ТЭС пригодится военным гарнизонам, которые несут службу далеко от городков, с полным обеспечением комфортных условий. Словом данное оборудование может стать незаменимым в областях, где особенно ценится возможность получить полноценное тепло, электричество и даже холодный воздух для кондиционеров при необходимости. Небольшое оборудование можно легко транспортировать специальным транспортом и использовать по мере необходимости.
Будут выгодны данные ТЭС и предпринимателям, которые занимают площади в гаражах, складах, и не подключены к централизованному теплу, а свет используют по высоким городским тарифам. Это поможет существенно сэкономить на материальных затратах при работе и позволить не зависеть от монополистов тепла и света.
Идеальные возможности мини версии ТЭС могут соперничать разве что с крупными образцами ТЭС или гидроэлектростанциями, однако мобильность и автоматизированность небольшого оборудования перевешивает в любом случае.
Выводы
В связи с тем, что проблема энергетики актуальны для современности, встаёт вопросы об организации обеспечения населения электроэнергией, не допуская при этом существенных финансовых и временных затрат при сохранении благоприятной экологической обстановки. Одним из вариантом решения поставленной задачи становится строительство и эксплуатация ТЭС.
Развитая энергетика – это фундамент для будущего прогресса цивилизации. Если на заре мировой и отечественной энергетической отрасли ставку делали на получение максимума электроэнергии для промышленности, то сегодня на первый план вышел вопрос о влиянии электростанций на окружающую среду и человека. Современная энергетика наносит значимый вред природе, и странам приходится делать непростой выбор между тепловыми, атомными и гидроэлектростанциями.
Тепловые электростанции – «привет» из прошлого
В начале 20 века в нашей стране ставку сделали именно на тепловые электростанции. На тот момент плюсов у них было достаточно, а о влиянии такого вида производства энергии на окружающую среду задумывались мало. ТЭС работают на дешевом топливе, которым богата Россия, да и их сооружение стоит не так дорого по сравнению со строительством ГЭС или АЭС. ТЭС не требуют больших площадей и их можно строить в любой местности. Последствия технологических аварий на тепловых станциях не так разрушительны, как на других электростанциях.
Доля ТЭС в отечественной энергосистеме самая большая: в 2011 году на тепловых станциях России было выработано 67,8% (это 691 млрд. кВт*ч) от всей энергии в стране. Между тем, тепловые электростанции наносят самый значимый ущерб окружающей среде по сравнению с другими электростанциями.
Ежегодно тепловые электростанции выбрасывают в атмосферу огромное количество отходов. Согласно госдокладу «О состоянии и об охране окружающей среды РФ в 2010 году», самыми крупными источниками выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух стали именно ГРЭС – крупные тепловые электростанции. Только за 2010 год 4 ГРЭС, принадлежащие ОАО «Энел ОГК-5», – Рефтинская, Среднеуральская, Невинномысская и Конаковская ГРЭС – выбросили в атмосферу 410 360 тонн загрязняющих веществ.
При сжигании ископаемого топлива образуются продукты сгорания, содержащие оксид азота, серный и сернистый ангидрид, частички несгоревшего пылевидного топлива, летучую золу и газообразные продукты неполного сгорания. При сжигании мазута образуются соединения ванадия, кокс, соли натрия, частицы сажи, а в выбросах угольных ТЭС присутствуют окислы алюминия и кремния. И все тепловые электростанции, независимо от используемого топлива, выбрасывают колоссальные количества углекислого газа, вызывающего глобальное потепление.
Газ значительно удорожает стоимость электроэнергии, но при его сжигании не образуется зола. Правда в атмосферу также попадают окись серы и оксиды азота, как и при сжигании мазута. А ТЭС нашей страны, в отличие от зарубежных, не оснащены эффективными системами очистки уходящих газов. В последние годы в этом направлении ведется серьезная работа: реконструируются котлоагрегаты и золоулавливающие установки, электрофильтры, внедряются автоматизированные системы экологического мониторинга выбросов.
Достаточно остро стоит вопрос нехватки качественного топлива для ТЭС. Многие станции вынуждены работать на топливе низкого качества, при сгорании которого в атмосферу вместе с дымом попадает большое количество вредных веществ.
Главная проблема угольных ТЭС – это золоотвалы. Они не только занимают значительные территории, но и являются очагами скопления тяжелых металлов и обладают повышенной радиоактивностью.
Более того, тепловые электростанции сбрасывают в водоемы тёплую воду и этим загрязняют их. Как следствие, нарушение кислородного баланса и зарастание водорослями, что несет угрозу ихтиофауне. Загрязняют водоемы и сточные производственные воды ТЭС, которые содержат нефтепродукты. При том на ТЭС, работающих на жидком топливе, сбросы производственных вод выше.
Несмотря на относительную дешевизну ископаемого топлива, оно все же является невосполнимым природным ресурсом. Основными энергетическими ресурсами в мире являются уголь (40%), нефть (27%) и газ (21%) и по некоторым оценкам, при нынешних темпах потребления мировых запасов хватит на 270, 50 и 70 лет соответственно.
ГЭС – «укрощенная» стихия
Укрощать водную стихию начали еще в конце 19 века, а масштабная стройка ГЭС по всей стране совпала с развитием промышленности и освоением новых территорий. Строительство ГЭС не только решало вопрос обеспечения электроэнергией новых производств, но и улучшало условия судоходства и мелиорации.
Маневренные возможности ГЭС помогают оптимизировать работу энергосистемы, позволяя тепловым электростанциям работать в оптимальном режиме с минимальными затратами топлива и минимальными выбросами на каждый произведенный киловатт-час электроэнергии.
Одно из главных преимуществ гидроэнергетики в том, что она наносит меньший ущерб окружающий среде по сравнению с другими электростанциями. ГЭС не используют топливо, значит, вырабатываемая ими электроэнергия стоит значительно дешевле, ее стоимость не зависит от колебаний цен на нефть или уголь, а производство энергии не сопровождается загрязнением атмосферы и вод. Выработка электроэнергии на ГЭС обеспечивает ежегодную экономию 50 млн. тонн условного топлива. Потенциал экономии составляет 250 млн. тонн.
Вода – это возобновляемый источник электроэнергии и в отличие от ископаемого топлива, ее можно использовать несчитанное количество раз. Гидроэнергетика – самый развитый вид возобновляемых источников энергии, она способна обеспечивать энергией целые регионы. Еще один плюс, так как ГЭС не сжигают топливо, нет дополнительных затрат по утилизации и захоронению отходов.
В то же время ГЭС имеет и ряд недостатков с точки зрения экологии. При строительстве ГЭС на равнинных реках приходится затапливать большие территории пахотных земель. Создание водохранилищ существенно меняет экосистему, что отражается не только на ихтиофауне, но и на животном мире. Правда, как отмечают некоторые экологи, при реализации комплекса природоохранных мероприятий через несколько десятилетий возможно восстановление экосистемы.
АЭС – энергия будущего?
Ядерная энергия была открыта сравнительно недавно, а первая в мире атомная станция заработала в 1954 году в Обнинске. Сегодня атомная промышленность развивается активными темпами, однако трагедия на Фукусиме заставила многие страны пересмотреть свои взгляды на будущее АЭС.
В отечественной энергосистеме на долю АЭС приходится небольшая часть производимой энергии. В 2011 году на АЭС страны произвели 172,9 млрд. кВт*ч, что составляет всего 16,9%. Тем не менее у госкорпорации «Росатом» серьезные планы по развитию атомной промышленности в России и за ее пределами.
Атомные станции, несмотря на высокую стоимость строительства, экономически выгодны: производимая ими электроэнергия относительно дешевая. Да и с точки экологии у АЭС есть ряд преимуществ.
АЭС не выбрасывают в атмосферу золу и другие опасные вещества, образующиеся в результате сжигания топлива. Основная доля выбросов загрязняющих веществ в атмосферу приходится на пускорезервные котельные, котельные профилакториев и периодически включаемые резервные дизельгенераторные станции. По данным госдоклада, в 2010 году все атомные станции страны выбросили в атмосферу всего 1559 тонн загрязняющих веществ (для сравнения, приведенные выше 4 ГРЭС выбросили 410 360 тонн). Доля АЭС в общем объеме выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух всеми предприятиями страны уже на протяжении многих лет – менее 0,012%.
Запасов ядерного топлива – урана – значительно больше, чем других видов топлива. Россия обладает 8,9% от разведанных резервов урана в мире, находясь в общем списке на четвёртом месте.
Но, несмотря на очевидные плюсы, такие страны как Германия, Швейцария, Италия, Япония и ряд других отказались от атомной энергетики. В Германии доля АЭС в энергосистеме – 32%, но к 2022 году будет отключена последняя станция в стране. Главная причина – это безопасность АЭС для окружающей среды и населения. Мирный атом в одно мгновение может стать виновником гибели и тяжелых болезней миллионов людей и животных, и нанести непоправимый ущерб окружающей среде. Катастрофические последствия аварий на АЭС сразу перечеркивают все указанные преимущества.
Более того, при эксплуатации ядерных реакторов образуются радиоактивные отходы, которые необходимо хранить сотни тысяч лет, пока они не станут более-менее безопасными для окружающей среды. И в мире еще не найдено решение, как сделать их хранение безопасным. Часть ядерных отходов направляется на переработку (регенерацию) с частичным извлечением урана и плутония для последующего использования (но в результате переработки образуются новые отходы, по объему превышающие изначальное количество отходов в тысячи раз), или на захоронение в земле. Небезупречен с экологической точки зрения и процесс добычи урана, а также его превращения в ядерное топливо.
Стоит отметить, что даже на исправно работающих АЭС часть радиоактивного материала попадает в воздух и воду. И пусть это небольшие дозы, но какое влияние они окажут на окружающую среду в долгосрочной перспективе, предугадать сложно.
Прогресс не стоит на месте и сложно точно сказать, какой будет энергетика будущего. Но надо понимать, что энергетика, равно как и любая другая деятельность человека, оказывает в определенной мере негативное влияние на окружающую среду. И избежать его полностью, к сожалению, невозможно. Но вполне реально приложить все усилия, чтобы минимизировать ущерб, наносимый природе. Например, выбирать те технологии (пусть и дорогостоящие), которые наиболее безопасны для окружающей среды. Так, гидроэнергетика, которая единственная в таких масштабах использует возобновляемый источник энергии – воду – несмотря на ряд недостатков с точки зрения экологии, приносит все же минимальный ущерб окружающей среде по сравнению с другими электроэнергетическими объектами.
Смотрите также:
- …Почему гидроэлектростанции более экологичны в сравнении с другими традиционными электростанциями? →
- Чем опасна добыча нефти и газа из сланцев? →
- …Погубит ли нефть океан? →