Экологическое обоснование размещения и строительства новых ТЭС: краткий обзор исследований

Ecological justification of placement and construction of new thermal power plants: a brief overview of research Kuz'min V.

Экологическое обоснование размещения и строительства новых ТЭС: краткий обзор исследований Кузьмин В. В.

Кузьмин Василий Васильевич /Kuz'min Vasiliy - главный инженер, ООО НПО «Гидротехпроект», г. Валдай,

Аннотация: излагается парадигма предпроектного экологического обоснования размещения и строительства новых ТЭС. Отмечается, что источником исходных данных для проектирования являются результаты инженерно-экологических изысканий на территориях размещения ТЭС. Обосновывающие материалы о природных и техногенных условиях территорий размещения ТЭС главным образом используются для разработки мероприятий по охране окружающей среды. Abstract: it is described a paradigm of the pre-project environmental study for the placement and construction of thermal power plants (TPP). It is noted that a source of input data for the design is the results of engineering and environmental survey on the territories of the TPP placement. Ground materials of natural and technogenic conditions of the territories of the TPP placement is mainly used for the development of measures to protect the environment.

Ключевые слова: тепловая электростанция, экология, окружающая среда, инженерно-экологические изыскания.

Keywords: thermal power plant, ecology, environment, engineering and environmental survey.

Введение

В ряде регионов России отмечается острый недостаток электроэнергии при продолжающейся тенденции повышение спроса на нее [1, 5, 10, 13-15]. Поэтому в последнее время в электрогенерирующих компаниях разрабатываются планы строительства новых электростанций и ввода в действие новых мощностей [16-20]. В большинстве случаев такими планами предусматривается строительство угольных ТЭС.

Следует отметить, что угольные ТЭС относятся к экологически опасным промышленным объектам, которые выбрасывают в атмосферу огромные количества загрязняющих веществ (золы, оксидов азота и серы, угарного газа и пр.), осуществляют сброс больших объемов загрязненных вод в бассейны поверхностных вод, создают серьезные проблемы со складированием золошлаковых отходов [2, 8, 19-21]. Кроме того, ТЭС оказывают негативное воздействие на природную среду загрязнением атмосферного воздуха, поверхностных вод, а также тепловым, акустическим и электромагнитным воздействием [1, 4, 6]. Помимо указанных факторов строительство ТЭС предусматривает отчуждение значительных площадей земельных и лесных угодий, потребление больших объемов воды и других природных ресурсов.

Для обеспечения эффективной защиты окружающей среды от комплексного техногенного воздействия ТЭС необходимы исходные данные о природно-техногенных условиях территорий размещения ТЭС для разработки соответствующих природоохранных мероприятий [1, 18]. Такие мероприятия предусматриваются на всех стадиях жизненного цикла ТЭС (предпроектной и проектной стадиях, строительстве, эксплуатации, реконструкции, выводе из эксплуатации) [14, 15]. Основные данные о природно-техногенных условиях территорий размещения ТЭС получают в процессе инженерных изысканий, в том числе, инженерно-экологических изысканий [1].

Таким образом, намечаемое строительство новых ТЭС предполагает их оптимальное размещение и детальную проработку экологических аспектов строительства и эксплуатации ТЭС.

1. Предпроектная стадия строительства

Важным этапом экологического обеспечения намечаемого строительства ТЭС является выбор их местоположения (площадки размещения ТЭС) [6-10, 16, 17]. Выбор площадки осуществляется в рамках инженерных изысканий. Вопросы оптимального размещения ТЭС, и кроме того, АЭС, а также мобильных ТЭС, рассматривались ранее в работах [6, 7, 9]. Необходимо отметить, что работы по выбору площадок весьма трудоемки и помимо инженерно-экологических изысканий предусматривают также проведение инженерно-геодезических, инженерно-геологических, инженерно-гидрометеорологических изысканий. В составе инженерных изысканий проводится детальное исследование не только природных условий территории предполагаемого размещения ТЭС, но и совокупности техногенных факторов (наличие вблизи ТЭС других промышленных объектов, коммуникаций, населенных пунктов и пр.).

Программа экологического обоснования строительства ТЭС учитывает его технические характеристики (проектную мощность, технологию производства электроэнергии, вид и количество сжигаемого топлива, вариант системы охлаждения, потребность в используемых природных ресурсах и пр.), а также особенности природных условий (ландшафтных, геологических, гидрологических, климатических, экологических) и расположения объектов техносферы и населенных пунктов вблизи площадки ТЭС [1, 13].

На предпроектной стадии также выполняется разработка материалов по оценке воздействия ТЭС на окружающую среду (ОВОС) [16, 18]. Эти материалы необходимы для разработки комплекса мер по выявлению, учету и анализу потенциальных последствий негативного характера, которые могут повлиять на состояние окружающей среды и наступают в результате строительства и эксплуатации ТЭС. Основные задачи ОВОС предусматривают [16, 18]:

- выявление, анализ, оценку и учет в проектных решениях предполагаемых воздействий намечаемого строительства ТЭС, изменений в окружающей среде в результате этих воздействий, последствий для общества и экосистем, к которым приведут изменения в окружающей среде;

- выявление, анализ и сравнение всех реальных и разумных альтернатив (включая полный отказ от намечаемого строительства) на основе социально-экономических и экологических оценок каждой из них.

2. Разработка проекта

Исследования техногенных воздействий ТЭС на окружающую среду позволили установить, что наиболее значительные из них касаются загрязнения атмосферы [4], сброса загрязненных вод в бассейны поверхностных вод, размещения отходов, шумового, теплового, электромагнитного загрязнения окружающей среды [1, 3, 8]. В связи с этим при комплексном исследовании техногенных воздействий предусматривается соответствующее назначение приоритетов в исследовании природно-техногенных условий территории размещения ТЭС, в составе инженерно-экологических изысканий [1].

Согласно [1, 15, 17], в первом приближении значимость факторов техногенного воздействия ТЭС на человека и окружающую среду ранжируются в следующем порядке:

- загрязнение атмосферы выбросами из дымовых труб;

- загрязнение поверхностных вод;

- загрязнение и нарушение земель и геологической среды;

- тепловое загрязнение атмосферы и поверхностных вод;

- шумовое загрязнение;

- радиационное загрязнение почвы, обусловленное выбросами радионуклидов, содержащихся в золе;

- электромагнитное загрязнение.

В таком же порядке устанавливаться и приоритеты в исследованиях различных видов комплексного воздействия ТЭС на различные компоненты природной среды в составе инженерно-экологических изысканий. В зависимости от технологий генерации электроэнергии и сжигаемого топлива последовательность таких приоритетов может в определенной степени изменяться [15]. Процесс экологического проектирования ТЭС не исчерпывается перечисленными факторами, помимо которых важен учет опасных и особо опасных природных процессов и явлений - геологических [3, 20-23], гидрологических [3, 8], метеорологических [3, 11, 12] и ряда других [12, 14]. Несмотря на то, что опасные природные процессы и явления относятся к источникам технологической опасности ТЭС, они опосредованно могут серьезно повлиять на экологическое состояние территорий вблизи ТЭС в результате возможных аварий, обусловленных такими процессами и явлениями.

Основной частью проектной документации, относящейся к охране окружающей среды, является перечень мероприятий по охране окружающей среды (ПМ ООС) [18]. Для основных разделов проекта в ПМ ООС разрабатываются организационные природоохранные мероприятия и проектные решения по инженерной защите окружающей среды от негативных природных и техногенных факторов.

3. Строительство, эксплуатация, реконструкция, вывод из эксплуатации ТЭС Вопросы экологического сопровождения этапов строительства и эксплуатации ТЭС

прорабатываются при разработке проекта - главным образом, в материалах ПМ ООС. При необходимости выполняется дополнительная подготовка обосновывающей документации. Для этапов реконструкции ТЭС и вывода ее из эксплуатации разрабатываются отдельные проекты.

4. Экологический мониторинг

Обеспечение экологической безопасности ТЭС на предпрооектной и последующих стадиях жизненного цикла ТЭС (строительства, эксплуатации, реконструкции, вывода из эксплуатации) предусматривает организацию системы экологического мониторинга окружающей среды [1]. Такой мониторинг представляет собой систему комплексных наблюдений за состоянием окружающей среды, происходящими в ней процессами и явлениями, а также оценку и прогноз изменений состояния окружающей среды. Экологический мониторинг обеспечивает выявление тенденций изменения состояния окружающей среды в пространстве и во времени, обусловленных техногенными воздействиями, оказываемыми на нее в процессе строительства и эксплуатации ТЭС. Заключение

1. Описаны основные положения экологического обоснования размещения и строительства новых ТЭС.

2. Показано, что источником необходимых исходных данных для разработки природоохранных мероприятий являются материалы, инженерных изысканий.

3. Рассмотрены вопросы экологического сопровождения различных этапов жизненного цикла ТЭС.

4. Обеспечение экологической безопасности ТЭС предусматривает организацию системы экологического мониторинга окружающей среды.

Литература

1. Брюхань А. Ф., Брюхань Ф. Ф., Потапов А. Д. Инженерно-экологические изыскания для строительства тепловых электростанций. - М.: Из-во АСВ, 2010. - 192 с.

2. Брюхань А. Ф., Брюхань Ф. Ф., Хацкевич А. Н. Исследование многокомпонентного загрязнения природной среды при инженерно-экологических изысканиях в районе золоотвала Черепетской ГРЭС // Промышленное и гражданское строительство. 2005. № 4. С. 23-24.

3. Брюхань Ф. Ф. Науки о земле: учебное пособие для студентов, обучающихся по направлению 270100 «Строительство» / Ф.Ф. Брюхань. Москва, 2011. - 192 с.

4. Брюхань Ф. Ф. Оценка условий атмосферной дисперсии выбросов от высотного источника // Промышленное и гражданское строительство. 2002. № 7. С. 30-32.

5. Брюхань Ф. Ф. Оценка экологичности проекта строительства мобильной пиковой газотурбинной электростанции в Республике Тыва // Вестник МГСУ. 2010. № 2. С. 115-119.

6. Брюхань Ф. Ф., Графкина М. В. Оптимизация размещения тепловых и атомных станций по геоэкологическим критериям // Естественные и технические науки. 2008. № 2 (34). С. 286-289.

7. Брюхань Ф. Ф., Графкина М. В., Потапов А. Д. Выбор оптимального варианта размещения атомных станций по геоэкологическим критериям // Вестник МГСУ. 2008. № 3. С. 86-96.

8. Брюхань Ф. Ф., Графкина М. В., Сдобнякова Е. Е. Промышленная экология: учебник для студентов вузов, обучающихся по направлению 270100 «Строительство» (УМО). - М.: Форум, 2011. - 208 с.

9. Брюхань Ф. Ф., Иванов В. Н. Концептуальная схема аэрометеорологических исследований при выборе пункта и площадки атомных станций // Труды Института экспериментальной метеорологии. 1992. № 55. С. 3-12.

10. Брюхань Ф. Ф., Коськин И. О. Предпроектное геоэкологическое обоснование выбора площадок размещения мобильных газотурбинных электростанций на рекреационных территориях // Вестник МГСУ. 2012. № 5. С. 143-149.

11. Брюхань Ф. Ф., Ляхов М. Е., Погребняк В. Н. Смерчеопасные зоны в СССР и размещение атомных станций // Известия Академии наук СССР. Серия географическая и геофизическая. 1989. № 1. С. 40-48.

12. Брюхань Ф. Ф., Потапов А. Д. О критериях учета природных воздействий при проектировании объектов использования атомной энергии // Промышленное и гражданское строительство. 2014. № 10. С. 86-88.

13. Виноградов А. Ю. Концептуальная схема обеспечения экологической безопасности строящихся тепловых электростанций // Научный обозреватель. 2016. № 2. С. 62-63.

14. Виноградов А. Ю. Об экологической безопасности строящихся тепловых электростанций // В сборнике: «Наука сегодня: вызовы и решения». Материалы международной научно-практической конференции. Научный центр «Диспут». Вологда, 2016. С. 190-192.

15. Виноградов А. Ю. Об экологической безопасности строящихся тепловых электростанций // Приволжский научный вестник. 2016. № 2. С. 37-39.

16. Виноградов А. Ю. Предпроектное экологическое обоснование строительства тепловых электростанций // В сборнике: «Наука сегодня: вызовы и решения». Материалы международной научно-практической конференции. Научный центр «Диспут». Вологда, 2016. С. 189-190.

17. Виноградов А. Ю. Экологические аспекты размещения и строительства тепловых электростанций // Приволжский научный вестник. 2016. № 2. С. 40-42.

18. Виноградов А. Ю. Экологическое обоснование размещения и строительства тепловых электростанций // Научный обозреватель. 2016. № 2. С. 60-61.

19. Зоммер Т. В. Инновационные углепроводы в России // Бюллетень строительной техники. 2013. № 9. С. 60-62.

20. Зоммер Т. В. Инновационные углепроводы в России: необходимость постановки вопроса о водоугольном топливе на государственном уровне // Актуальные вопросы строительной физики. Энергосбережение. Надежность строительных конструкций и экологическая безопасность. Материалы международной научной конференции. М.: РААСН, 2013. С. 1-6.

21. Зоммер Т. В. Экологические аспекты внедрения инновационных безопасных углепроводов для транспортировки концентрированной водоугольной суспензии,

используемой в качестве водоугольного топлива // Научное обозрение. 2015. № 12. С. 138-142.

22. Лаврусевич А. А., Брюхань Ф. Ф., Лаврусевич И. А., Хоменко В. П. Псевдокарстовые явления в четвертичных и коренных отложениях юго-востока Крымского полуострова // Промышленное и гражданское строительство. 2014. № 11. С. 15-18.

23. Лаврусевич А. А., Захаров В. С., Хоменко В. П. Особенности фрактального анализа лессового псевдокарста (на примере Яванской долины в Таджикистане) // Инженерная геология. 2013. № 2.

24. Лаврусевич А. А., Крашенинников В. С., Лаврусевич И. А. Лессовый псевдокарст и опыт укрепления лессовых массивов и откосов искусственными посадками растений (на примере лессового плато в провинциях Ганьсу и Шэньси, Китай) // Инженерная геология. 2012. №1. С. 44-54.

25. Лаврусевич А. А., Лаврусевич С. А. Опыт оценки активизации псевдокарстовых процессов в лессах (на примере Яванской долины - Таджикистан) // Геоэкология, инженерная геология, гидрогеология, геокриология. 2011. № 4. С. 362-369.

Providing of environmental safety of thermal power plants under construction: a brief overview of research Kuz'min V.

Обеспечение экологической безопасности строящихся ТЭС: краткий обзор исследований Кузьмин В. В.

Кузьмин Василий Васильевич /Kuz'min Vasiliy - главный инженер, ООО НПО «Гидротехпроект», г. Валдай,

Аннотация: проводится анализ основных факторов экологической опасности, вызываемой эксплуатацией ТЭС. Обсуждаются вопросы оценки воздействия ТЭС на окружающую среду. Предлагаются меры по компенсации этих факторов при разработке предпроектной и проектной документации.

Abstract: an analysis of general factors of environmental hazard caused by the operation of thermal power plants (TPP) is carried out. The questions assess of TPPs impact on the environment are discussed. The measures of compensate for these factors in the design and project documentation wre proposed.

Ключевые слова: тепловая электростанция, энергетика, экология, окружающая среда, инженерно-экологические изыскания.

Keywords: thermal power plant, energy, ecology, environment, engineering and environmental survey.

Введение

В нашей стране и в мире в структуре электрогенерирующих мощностей преобладают тепловые электростанции (ТЭС), на которых вырабатывается приблизительно 70 % общей электрической мощности [1, 13-15, 19-21]. При этом большинство ТЭС работают на сжигании угля. Поэтому ТЭС относятся к наиболее «грязным» производствам и характеризуются высоким уровнем экологической опасности. Учитывая общую тенденцию повышения экологичности промышленных объектов, проблема обеспечения экологической безопасности и защиты окружающей среды приобретает значительную актуальность [1, 16-18]. Повышение экологичности объектов тепловой электроэнергетики предусматривает разработку комплекса