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 км ² 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 ккал / кг (8-11 МДж / кг ) Сланец залегает на глубине 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 га площадей, из них засажено лесами 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. м ³ 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 тонн SO2, тонн NOx 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 CaO 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 км воздушных линий, примерно км кабельных сетей и свыше распределительных станций Основная сеть ещё содержит около 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 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