11.2. Енергетика

В основі будь-якого виробництва лежить проблема забезпечення енергією. Промисловість майже повністю базується на енергії викопного палива та частково атомній енергетиці (табл. 11.1). Головне невичерпне джерело енергії – потік сонячної радіації, що майже не використовується. Енергетичні потреби промислового виробництва дуже великі, бо витрачаються не тільки на пряме

Таблиця 11.1. Структура світового енергетичного балансу

в 1991 р.

виробництво, а й на роботи з відновлення порушень у навколишньому середовищі, з витратами на охорону здоров’я і т.ін.

Усі промислові системи в екологічному розумінні є гетеротрофними. Вони базуються на зв’язаній енергії органічних речовин, викопних енергоносіїв, людській праці або, останнім часом, частково на атомній енергії. За очевидного різноманіття джерел енергії для промислового виробництва енергію отримують головним чином за рахунок спалювання викопного пального – вугілля, нафтопродуктів та газу. За оцінками Г. Дейвіса (1992), сучасне людство отримує 78% енергії за рахунок спалювання викопного пального, 18% – від відновлюваних джерел (енергія текучої води і спалювання деревини) та 4% – ядерна енергетика. Отже, сучасна енергетика використовує головним чином невідновлювані ресурси, які утворилися в далекому минулому внаслідок життєдіяльності на планеті.

Ріст споживання невідновлюваних енергоносіїв ставить людство перед складною проблемою виснаження їх запасів. Так, за сучасних темпів використання розвіданих запасів людині вистачить нафти всього на 100 років, а вугілля – на 300. Однак споживання енергії в індустріалізованому світі швидко зростає. У розрахунку на 1 людину воно характеризується такими показниками: 1910 рік – 1 тонна умовного палива, 1950 – 1,4 т, 1970 – 2,5 т, 1990 – 2,7 т. Загальний показник використання енергії первісною людиною не перевищував 8 мДж/добу, а сучасною – становить 1 тисячу мДж/добу, що еквівалентно спалюванню 2,7 т вугілля. Сучасне людство споживає 10 млрд. тонн умовного палива на рік, з них 35% попередньо перетворюються в електроенергію.

За даними ООН, за час свого існування людство витратило 80-85 млрд. тонн різного виду пального, з них 40 млрд. тонн -за останні 25 років. Такий вибухоподібний ріст споживання енергії привів до зниження кількості кисню в атмосфері планети, оскільки основна частина енергії отримується за рахунок спалювання нафти, газу, вугілля та деревини. При цьому одна теплова електростанція потужністю в 1 тисячу МВт при спалюванні палива витрачає таку кількість кисню, яку виділяє 101 тисяча гектарів лісу.

За сучасних способів розробки родовищ близько 40-50% розвіданих запасів нафти і 20-40% природного газу залишаються не добутими з надр.

Від 1 до 17% нафти, газу і нафтогазопродуктів втрачаються в процесі видобутку, підготовки, переробки, транспортування і використання. Великі комплекси нафтової і газової промисловості й населені пункти перетворюють майже всі компоненти природи (повітря, воду, ґрунт, рослинний і тваринний світ тощо).

В атмосферу, водойми і ґрунт у світі щорічно викидається більше 3 млрд. т твердих промислових відходів.

Найбільшим джерелом багатокомпонентних забруднень є теплоенергетика. На її частку в загальному техногенному забрудненні повітря припадає близько 75% викинутого діоксиду сірки, близько 50% оксидів азоту і 20% твердих домішок. Нафта і продукти її переробки, що спалюються в топках електростанцій, майже на 60% визначають рівень забруднення повітря в Західній Європі. Вичерпання природних запасів корисних копалин і природних компонентів пов’язане з загальними тенденціями промислового розвитку людства.

Характерними викидами енергетичного комплексу є сірчистий газ, оксид вуглецю, оксиди азоту, сажа, а також найбільш токсичні інгредієнти – оксид ванадію (V) і бенз(а)пірен. Основними джерелами утворення летких викидів в енергетиці є установки збагачення і брикетування вугілля, вуглемельні агрегати, енергетичні й теплофікаційні котельні установки.

Енергетика є галуззю промисловості, що споживає величезну кількість свіжої води, 99% якої використовується на виробництво електричної і теплової енергії. Щорічно використовується близько 30 млрд. м³ води, 65-70% заощаджується шляхом використання оборотного водопостачання. Велика частина води витрачається на охолодження різних агрегатів, через що теплові електростанції являють собою джерелами теплового забруднення. Іншим великим споживачем води, що забруднює водойми і підземні води, є система гідрозоловидалення ТЭЦ, яка використовує тверде паливо – вугілля, сланці, торф.

Зі стічними водами у водні об’єкти скидаються забруднюючі речовини, з яких характерними для енергетики є завислі речовини, нафтопродукти, хлориди, сульфати, солі важких металів, специфічні речовини (сірководень, капролактам, формальдегід).

У Росії щорічно близько 53 підприємств атомної енергетики скидають забруднені води, з них у басейн Каспійського моря -15, Балтійського – 7, Чорного – 2, арктичних морів – 27, Тихого океану – 2. У водні об’єкти відкритої гідрографічної мережі підприємствами атомної енергетики скидається близько ЗО тис. Кі радіонуклідів, з яких 99% мають період напіврозпаду від кількох годин до однієї доби. Радіоактивні ізотопи, що скидаються, досить швидко розпадаються і практично не спостерігаються в кількостях, які перевищують припустимі концентрації у водоймах.

За обсягами споживаної енергії має місце лише регіональна нерівноцінність. У 1990 році 2/3 всієї виробленої енергії споживали 1,2 млн. чоловік у розвинених країнах, а 1/3 припадала на 4,1 млрд. чоловік, які проживають у країнах, що розвиваються.

Як сам видобуток енергетичних ресурсів, так і їх використання характеризуються високим марнотратством. У колишньому СРСР втрати енергії оцінюються в 10% від загальної кількості. У Західному Сибіру до 1991 року було втрачено 2% добутої нафти, а це 100 млн. тонн. У результаті видобування нафти тільки на тюменській півночі виведено з ладу 7,2 млн. га оленячих пасовищ, і виробництво м’яса оленя знизилося більш ніж у 2 рази. При будівництві Братської ГЕС були залиті водою ліси, запаси яких оцінюються в 40 млн. м³. При сучасній вартості 1 м³ деревини у 33 долари це складає втрати в межах 1,3 млрд. доларів.

Складність екологічних та економічних проблем промислової енергетики зумовила орієнтацію великої кількості держав на атомні електростанції як головні джерела отримання великої кількості енергії. Але виявилося, що атомна енергетика має свої проблеми. Електроенергія, що отримується на АЕС, не може бути дешевою. Якщо враховувати всі витрати, починаючи з втрат земель та закінчуючи ліквідацією відходів, то, за підрахунками Ю.І. Корякіна (1990), для всіх АЕС колишнього СРСР вони складали 215 млрд. крб., тоді як електроенергії до 1990 року виробляли лише на 10 млрд. крб.

Україні властиві ті ж проблеми отримання енергії, що стоять і перед іншими державами світу. Структура енергетичних ресурсів України наведена в табл. 11.2. До 1986 року пріоритет був відданий розвитку атомної енергетики, її частка в загальному енергозабезпеченні України досягала 17,3%. Після Чорнобильської аварії розвиток енергетики більшою мірою базувався на теплових електростанціях, у тому числі на тих, що працюють на природному газі.

Таблиця 11.2. Структура енергетичних ресурсів України