Проблемы развития экологических мероприятий в энергетике России

ТЭК и экология в Энергетической стратегии России на период до 2030 года

Функционирование и развитие энергетики наталкиваются на ряд экологических проблем, угрожающих стать в последующие годы все более острыми, поскольку ТЭК является одним из основных источников загрязнения окружающей природной среды.

Поэтому Энергетическая стратегия России уделит большое внимание экологическим проблемам, возможным путям их решения и мерам, которые может и должно принять государство для оптимизации воздействия ТЭК на экологическое состояние окружающей среды. В ЭС-2030 будут изложены основные мероприятия организационного, технологического и научно-технического характера для предотвращения роста негативного влияния на окружающую среду по секторам ТЭК.

Одной из крупнейших экологических проблем в ТЭК, особенно острой для традиционных нефтедобывающих регионов, является загрязнение природной среды нефтью и нефтепродуктами. Темпы утилизации отходов остаются низкими, планы крупномасштабного использования отходов не реализуются.

Серьезной проблемой является негативное воздействие деятельности предприятий ТЭК в энергодобывающих и энергопроизводящих регионах. Следует иметь в виду также недостаточный уровень экологической безопасности технологических процессов, высокий моральный и физический износ основного оборудования, недостаточную развитость природоохранной структуры (систем предотвращения и снижения негативных воздействий на природную среду).

Осуществление программы освоения новых месторождений северных и восточных территорий (Тимано-Печорский регион, полуостров Ямал, Восточная Сибирь, Дальний Восток) и нефтегазовых месторождений шельфа арктических морей и острова Сахалин, месторождений Каспийского и Балтийского морей требует решения проблемы сохранения чрезвычайно уязвимых экосистем этих регионов с суровыми природно-климатическими условиями.

В этой связи целью энергетической политики в области обеспечения экологической безопасности должно стать последовательное ограничение нагрузки ТЭК на окружающую среду, приближение к самым высоким мировым экологическим стандартам в этой области.

Для реализации указанной политики предусматриваются следующие меры государственного регулирования:

Экономическое стимулирование использования высокоэкологичных производств, экологически чистых малоотходных и безотходных технологий производства и потребления энергоресурсов за счет установления жестких экологических требований к деятельности предприятий и продукции ТЭК;

Создание системы компенсационных выплат государству за их нарушение (принцип организации системы таких компенсаций будет закреплен законодательно и носить характер экономических платежей, в том числе в страховые фонды превентивных мероприятий);

Рационализация размеров платежей за пользование природными ресурсами;

Введение правовой регламентации принципов экологического страхования;

Ужесточение контроля над соблюдением экологических требований при реализации инвестиционных проектов;

Совершенствование системы государственной экологической экспертизы;

Создание экологически чистых энерго- и ресурсосберегающих малоотходных и безотходных технологий, обеспечивающих рациональное производство и использование топливно-энергетических ресурсов, снижение выбросов (сбросов) загрязняющих веществ в окружающую среду, а также парниковых газов, сокращение образования отходов производства и других агентов вредного воздействия;

Последовательное проведение специальных природоохранных мероприятий, строительство и реконструкция природоохранных объектов, в том числе по улавливанию и обезвреживанию вредных веществ из отходящих газов, очистке сточных вод;

Увеличение темпов рекультивации земель, загрязненных и нарушенных в процессе строительства и эксплуатации энергетических объектов, использование отходов производства в качестве вторичного сырья;

Экономическое стимулирование рационального использования попутного нефтяного газа, прекращение практики сжигания его в факелах (в первую очередь за счет создания экономически выгодных условий для переработки и использования такого газа);

Развитие экологически чистых технологий сжигания угля как условие реализации прогнозов роста его потребления электростанциями и другими промышленными объектами;

Улучшение качества угольного топлива (в том числе развитие обогащения, переработки, брикетирования и др.);

Увеличение объемов использования шахтного метана и водоугольного топлива;

Увеличение производства высококачественных моторных топлив с улучшенными экологическими характеристиками, соответствующих европейским нормам, совершенствование нормативной базы качества нефтепродуктов и уровней выброса загрязняющих веществ;

Разработка программы минимизации экологического ущерба от деятельности гидроэлектростанций; организация работ по сертификации природоохранных технологий и технических средств; организация обучения и подготовка специалистов в области природоохранной деятельности.

Решение указанных задач потребует создания гармонизированной законодательной и нормативно-правовой базы, стимулирующей инвестиции и регламентирующей обеспечение экологической безопасности и охрану окружающей среды, отвечающей современным экологическим требованиям и уровню научно-технических достижений, а также формирования единой информационной системы экологического мониторинга.

Особое внимание в ЭС-2030 отводится проблеме ограничения выбросов в атмосферу парниковых газов и международному сотрудничеству в этой сфере. По предварительным оценкам, выполненным при разработке настоящей Концепции ЭС-2030, выбросы парниковых газов в благоприятном варианте при максимальном потреблении энергоресурсов в 2020 г. составят 99% от уровня соответствующих выбросов в 1990 г., а в 2030 г. превысят их на 3…4%.

Экологические проблемы развития электроэнергетики в РАО «ЕЭС России»

Основными факторами, определяющими экологическую нагрузку при производстве электрической энергии, являются:

Наличие высокого уровня валовых выбросов вредных веществ в атмосферу (около 16% от общего выбросов стационарными источниками РФ) , сброса загрязненных сточных вод (более 3%), накопление в золоотвалах более 1,0 млрд.т ЗШО.

Отсутствие эколого-экономических механизмов, стимулирующих привлечение инвестиций и реализацию энергосберегающих и экологических проектов.

Необходимость высоких затрат для обеспечения требований нормативов и реализации экологических проектов.

Динамику экологической нагрузки можно проиллюстрировать следующей диаграммой:

Международный опыт

Выбросы загрязняющих веществ в атмосферу энергокомпаниями РАО «ЕЭС России» в 2005-2007 г.г. (SO2, NOx, твердых частиц), тыс. тонн

Снижение выбросов в атмосферу в 2007 г. по сравнению с 2006 г. объясняется уменьшением доли сжигания топлива (мазута и угля) с высоким содержанием серы и золы.

За 2007 год энергокомпании РАО ЕЭС России добились следующих производственно-экологических показателей:

Формирование квот на выброс в США

В 1990 году в США был введен рынок квот на выбросы SO2, который стимулировал снижение выбросов сернистого ангидрида. Механизм действия квот основан на введении формальной нормы выбросов на единицу произведенной энергии. Превышение квоты нужно оплачивать, зато электростанции, произведшие электроэнергии с выбросами, меньшими нормы, могут продавать недобор до нормы тем, кто ее превышает.

Эксплуатация системы показала эффективную работу данного механизма (см. график). Отметим следующие результаты:

Выбросы SO2 сократились более чем на 30%.

Генерация электроэнергии возросла на 40%.

При этом потребление угля возросло на 28%, нефтепродуктов -- почти не изменилось, газа -- удвоилось.

Экономия затрат на управление выбросами составила $0,8-1,5 млрд. в год. Цены квот значительно колебались и превысили $220/т SO2

Суммарный объем рынка уже достиг 250 млн т SO2, более 70% рынка -- сделки частных компаний.

К 2030 году планируется дополнительно снизить выбросы SO2 в 3 раза, NOx в 1,5 раза.

Формирование рынка квот на выбросы SO2 в Китае

Январь 1998 -- Госсовет Китая одобрил стратегию по снижению выбросов SO2 в двух «контрольных зонах».

Сентябрь 2001 -- первая сделка по торговле квотами на SO2 в Китае

Декабрь 2001 -- принятие «10-го пятилетнего плана по охране окружающей среды», цели -- снижение нац.выбросов SO2 до 90% от 2000 г. к 2005 г., и до 80% в двух контрольных зонах.

Сентябрь 2002 -- принятие «10-го пятилетнего плана по контролю за кислотными дождями и выбросами SO2 в двух контрольных зонах» с механизмом пилотной торговли квотами и рекомендацией постепенного создания национального рынка квот на SO2

Декабрь 2002 -- первая трансграничная сделка по продаже квот между энергокомпаниями Тайканг (Янгсу) и Ксагуан (Нанжин).

Июнь 2003 -- торговля квотами признается Государственным агентством по охране окружающей среды (SEPA) -- третьим наиболее важным механизмом охраны атмосферного воздуха в Китае.

Торговля экологическими сертификатами в ЕС

Торговля белыми сертификатами.

Государство накладывает обязательства по энергоэффективности на поставщиков энергии: «Поставщик или сберегает энергию или покупает белые сертификаты («право на энергоэффективность) на рынке». Например, в Италии действуют два постановления о рациональном использовании энергии, по которым дистрибъютеры электроэнергии и газа обязаны обеспечить достижение целевых показателей энергосбережения, измеряемых в тоннах нефтяного эквивалента (ТНЭ), установленных на 2005-2009 гг.

Торговля зелеными сертификатами.

Производители энергии на основе возобновляемых источников получают специальные зеленые сертификаты с которыми они выходят на рынок. Количество зеленых сертификатов «привязано» к объему произведенной энергии на основе ВИЭ и сертификаты, обычно, кратны 1 Мвт*ч. Система зеленых сертификатов работает в 24 странах, в т.ч. в 16 странах -- членах ЕС.

Торговля черными сертификатами.

В качестве товарного продукта выступает ЕСВ - единица сокращения выбросов парниковых газов (СО2).

Дания и Великобритания являются первыми европейскими странами, которые ввели Систему торговли выбросами в 2000 и 2002 году, соответственно.

В настоящее время торговля ЕСВ осуществляется на основе применения механизмов широко известного Киотского протокола.

Киотский протокол

В декабре 1997 года в Киото (Япония) в дополнение к Рамочной конвенции ООН об изменении климата (РКИК) был подписан Киотский протокол. Он обязывает развитые страны и страны с переходной экономикой сократить или стабилизировать выбросы парниковых газов в 2008-2012 годах по сравнению с 1990 годом. Период подписания протокола открылся 16 марта 1998 года и завершился 15 марта 1999.

По состоянию на 14 февраля 2006 года Протокол был ратифицирован 161 страной мира (совокупно ответственными за более чем 61% общемировых выбросов). Заметным исключением из этого списка являются США. Первый период осуществления протокола начался 1 января 2008 и продлится пять лет, до 31 декабря 2012, после чего, как ожидается, на смену ему придёт новое соглашение, предположительно достигнутое в декабре 2009 на конференции ООН в Копенгагене.

Количественные обязательства

Киотский протокол стал первым глобальным соглашением об охране окружающей среды, основанным на рыночных механизмах регулирования -- механизме международной торговли квотами на выбросы парниковых газов.

Страны Приложения B Протокола определили для себя количественные обязательства по ограничению либо сокращению выбросов на период с 1 января 2008 до 31 декабря 2012 года. Цель ограничений -- снизить в этот период совокупный средний уровень выбросов 6 типов газов (CO2, CH4, гидрофторуглеводороды, перфторуглеводороды, N2O, SF6) на 5,2% по сравнению с уровнем 1990 года.

Основные обязательства взяли на себя индустриальные страны:

Евросоюз должен сократить выбросы на 8 %

Япония и Канада -- на 6 %

Страны Восточной Европы и Прибалтики-- в среднем на 8 %

Россия и Украина -- сохранить среднегодовые выбросы в 2008--2012 годах на уровне 1990 года

Развивающиеся страны, включая Китай и Индию, обязательств на себя не брали.

Обязательства на последующие годы будут предметом серии переговоров, которая была открыта на первой Встрече сторон Киотского протокола (MOP-1 -- англ. Meeting of the Parties to the Kyoto Protocol), прошедшей в ноябре--декабре 2005 года в Монреале.

Механизмы гибкости

Протокол также предусматривает так называемые механизмы гибкости:

торговлю квотами, при которой государства или отдельные хозяйствующие субъекты на его территории могут продавать или покупать квоты на выбросы парниковых газов на национальном, региональном или международном рынках;

проекты совместного осуществления -- проекты по сокращению выбросов парниковых газов, выполняемые на территории одной из стран Приложения I РКИК полностью или частично за счёт инвестиций другой страны Приложения I РКИК;

механизмы чистого развития -- проекты по сокращению выбросов парниковых газов, выполняемые на территории одной из стран РКИК (обычно развивающейся), не входящей в Приложение I, полностью или частично за счёт инвестиций страны Приложения I РКИК.

Механизмы гибкости были разработаны на 7-й Конференции сторон РКИК (COP-7), состоявшейся в конце 2001 года в Марракеше (Марокко), и утверждены на первой Встрече сторон Киотского протокола (MOP-1) в конце 2005.

Энергосбережение

Еще один огромный резерв для уменьшения экологической нагрузки на окружающую среду -- повышение эффективного использования электро- и тепловой энергии. По данным Международной энергетической ассоциации, последовательное осуществление мероприятий по энергосбережению могло бы уменьшить глобальное энергопотребление на 40% без ухудшения качества жизни.

Согласно данным, приведенным в Энергетической стратегии России до 2030 года, потенциал энергосбережения в нашей стране оценивается в 360-430 млн тонн условного топлива. Около трети этого потенциала сосредоточена в ТЭК, еще треть -- в сфере промышленности и строительства, около четверти -- в ЖКХ. На долю остальных отраслей экономики приходится около 10% этого потенциала.

Энергосбережение ведет к увеличению финансового капитала, экологической ценности, национальной безопасности, личной безопасности, и человеческого комфорта. Люди и организации, которые являются прямыми потребителями энергии, могут стремиться уменьшить энергопотребление, чтобы уменьшить затраты на энергию и увеличить экономическую безопасность. Индустриальные и коммерческие пользователи могут стремиться увеличить эффективность производства, транспорта и обслуживания и таким образом максимизировать прибыль.

Основные направления энергосбережения

Использование эффективных светильников.

Замена ламп накаливания на люминесценции способна уменьшить потребление энергии на освещение в 5 раз. Использование светодиодов уменьшило бы энергопотребление еще вдвое.

Утепление зданий.

Основные теплопотери зданий (не только школ) происходят через ограждающие конструкции: окна, крышу, пол, стены. По оценкам специалистов, до 50% потерь тепла может происходить через плохо утепленные или не утепленные вовсе окна. При этом важно отметить, что 2/3 тепла уходит наружу через поверхность стекла в виде инфракрасного излучения, а 1/3 тепла - посредством инфильтрации тепла через щели. Отсюда следует, что для полноценного утепления окна недостаточно загерметизировать щели. Это снизит теплопотери лишь на треть.Качественно выполненная полноценная теплоизоляция окон может повысить температуру в помещении на 4 - 5°С и более, что позволяет обеспечить комфортную температуру в помещении и снизить заболеваемость учеников, тем самым обеспечив и социальный эффект - возможность нормального обучения в зимние холодные периоды (в северных регионах это период с ноября по апрель и по нормам СЭС нахождение детей в помещениях с температурой менее 12°С недопустимо). Кроме того, это существенно снизит затраты на энергопотребление (экономический эффект).

Использование энергии Солнца в индивидуальном хозяйстве.

Солнце даёт поток энергии, в зависимости от широты и преобладающей облачности, в среднем от 0,01 до 0,5 кВт на квадратный метр поверхности. Так, для Москвы это даст величину порядка 30 ГВт, что могло бы, при должном энергосбережении, полностью покрыть потребности города как в электрической, так и в тепловой энергии.

В настоящее время индивидуальная солнечная энергетике получила особенно активное развитие в странах ЕС. «Умные» здания (так называемые «солнечные» дома) используют энергию Солнца для отопления, выработки электроэнергии.

В самом простом и наиболее распространенном варианте большая часть энергетических потребностей такого дома обеспечивается солнечным светом и теплом, за счет чего затраты других энергоносителей снижаются на 40-60% (в зависимости от конструкции здания и его местоположения). А "солнечный" дом, оснащенный эффективной тепловой установкой, может полностью удовлетворить запросы его обитателей в тепле и свете даже без использования других источников энергии. И при этом - никаких отключений и перебоев в подаче электроэнергии, никаких проводов извне, никаких счетчиков, никаких запасов дров, угля или мазута.

Главное в концепции «солнечного» жилого дома -- максимальное, исходя из особенностей местности и климата, использование солнечного излучения, превращение его в тепло и сохранение тепловой энергии в доме с наименьшими потерями. Реализация такого подхода дает значительную экономию средств и улучшает экологическую обстановку (за счет минимального применения всех других источников энергии): в атмосферу выбрасывается меньше продуктов горения, дороги освобождаются от тяжелого транспорта, перевозящего миллионы тонн топлива, леса сохраняются от вырубки на дрова и т. д.

Существуют пассивная и активная системы энергосбережения «солнечного» дома. Первая из них предусматривает использование некоторых архитектурно-строительных приемов на стадии проектирования: ориентация дома по оси юг-север; отсутствие затенения южной стены; наличие северной пологой стены с минимальным количеством окон, наличие остекленной южной стены (окна с двойными или тройными рамами и воздушной прослойкой толщиной 10 мм между стеклами, способствующей термоизоляции, с этой же целью между стеклами можно установить жалюзи, которые будут закрываться вручную или управляться термостатом по разности внутренней и наружной температур); усиленная термоизоляция наружных стен; обустройство тепловых тамбуров на входе; наличие за остекленной южной стеной массивной стены, служащей аккумулятором дневного тепла (стена Тромба); организация в подвальном помещении воздушного теплообменника (в виде ящика с гравием или емкости с водой), аккумулирующего до 80% тепла из выходящего наружу "отработанного" воздуха; использование теплиц и помещений с верхним дневным светом (атриумов), играющих роль тепловых аккумуляторов.

Перечисленные технические приемы лишь незначительно (на 5-10%) увеличивают стоимость строительства, но при этом более чем вдвое снижают затраты на отопление жилья.

Активная система энергосбережения «солнечного» дома - это тепловые солнечные коллекторы, панели фотоэлектрических элементов (солнечные батареи), регулировочная автоматика, компьютер, управляющий тепловым и световым режимами, и другая высокоэффективная техника для максимального усвоения солнечной энергии.

Реализованных проектов "солнечных" домов, частично или полностью обеспечивающих себя солнечной энергией, в мире довольно много. Их строят не только в теплых краях (Египет, Израиль, Турция, Япония, Индия, США) и в странах с умеренным климатом (Франция, Англия, Германия), но и во многих северных регионах (Швеция, Финляндия, Канада, Аляска). Ежегодно в западных странах вводятся сотни тысяч квадратных метров жилья в энергосберегающих «солнечных» домах. Специализированные предприятия выпускают для них оборудование и материалы, а строительством занимаются крупные фирмы, такие, например, как Concept Construction (Канада) или Enercon Building Corporation (США).

Во многих передовых странах развитие «солнечного» домостроения стало одним из направлений государственной политики. Вопросами энергосберегающего строительства занимаются ЮНЕСКО, Европейская комиссия ООН, Департамент энергии США. Создана и успешно действует всемирная организация по развитию и распространению энергетических технологий ОРЕТ. Международное общество по солнечной энергии ISES, образованное еще в 1954 году, издает журнал «Solar Energy» по вопросам усвоения и рационального использования солнечной радиации.

Особенно широко внедряются «солнечные» дома в Германии. Уже в 2005 году началось массовое строительство домов с тепловыми коллекторами и фотоэлектрическими панелями на крышах и фасадах зданий.

Выводы

Повышение уровня благосостояния человека на Земле требует постоянного увеличения потребляемой энергии. В то же время, резкое увеличение производства энергии за последнее время стремительно ухудшает экологическую обстановку на Земле, -- тем самым снижая уровень благосостояния. На лицо явное противоречие этих двух тенденций друг другу.

Разрешение этого противоречия является одной из важнейших задач человечества в ближайшие десятилетия. В настоящее время уже можно выразить осторожный оптимизм в отношении того, что человечество сможет решить экологические проблемы энергетики.

Ведущие страны мира в целом понимают, что на них лежит основная ответственность за снижение экологической нагрузки на биосферу Земли. Заключение Киотского протокола явилось важным шагом к осознанию всеми странами глобальной ответственности за состояние природной среды.

Серьезность стоящих перед человечеством задач полностью осознается и руководством Российской Федерации. Россия, являясь одной из важнейших энергетических держав планеты, занимает ответственную и конструктивную позицию перед лицом экологических вызовов.

Совершенствование тепловой электрогенерации (повышение КПД и уменьшение выбросов), развитие атомной энергетики, разработка и всемерное стимулирование использования возобновляемых источников энергии, повышение уровня энергосбережения и рационального использования энергии в производстве и быту -- вот основные пути решения задачи сохранения экологической системы планеты при недопущении уменьшения качества жизни.

Литература

1. «Экология энергетики. Энергетика, экономика и экология». Труды Второй Международной конференции «Альтернативные источники энергии для больших городов»

2. Wikipedia.org -- международная энциклопедия.

3. Wackernagel, Mathis and William Rees, 1997, «Perpetual and structural barriers to investing in natural capital: economics from an ecological footprint perspective.» Ecological Economics, Vol.20 No.3

4. И.И. Подгорный. Энергосбережение в бюджетной сфере: опыт и предложения по распространению энергосберегающих технологий. М., 2007.

5. Б. Лучков, д. ф.-м. н. Солнечный дом. Статья с сайта «Энергия Будущего»

6. Журнал «Интеграл», №1, 2008, главный редактор В.А. Парфенов

7. «Экономическая газета» № 3, 2008.

Страницы: 1, 2, 3