Оценка потенциала повышения энергоэффективности на уровне региона (Ростовская область)

Познавательно-аналитический интерес представляет изучение современного состояния и перспектив развития электроэнергетической индустрии, в целом, и хозяйствующих субъектов, потребляющих различные виды энергоресурсов, в частности, с точки зрения эколого-экономического воздействия на среду обитания, а также формирования перечня природозащитных мероприятий, призванных в определенной степени содействовать смягчению техногенного прессинга на атмосферный и водный бассейны, почвенно-земельные ресурсы региона.

Обоснованную эколого-экономическую угрозу представляет тот факт, что в обозримой перспективе потребление каменных и бурых углей в мировом энергетическом производстве многократно возрастет, поскольку природные запасы угольного топлива таковы, что могут обеспечить мировые потребности в энергии мировой экономики в течение 200-300 лет. Потенциальная промышленная добыча углей, с учетом разведанных и прогнозных запасов, превышает 7,5 трлн т., закономерным следствием потребления которых явится стремительно возросшее загрязнение окружающей среды.

Наиболее экологически чистым топливом является природный газ, далее следуют нефть (мазут), каменные угли, бурые угли, сланцы, торф. Природные угли содержат от 0,2 до десятков процентов серы, представленных, в основном, в виде пирита, сульфатов, закисного железа и гипса, а также золы и шлаков, оксидов кремния и алюминия, тяжелых металлов и веществ повышенной радиоактивности. Традиционно используемые в процессе производства электроэнергии промышленные санирующие технологии, как правило, весьма дорогостоящи, сложны и низкоэффективны, именно поэтому значительное количество загрязняющих техногенных образований поступает в воздушный бассейн урбанизированных территорий.

Качество почвенно-земельного покрова территорий, расположенных в непосредственной близости к водохранилищам, необратимо регрессирует, испытывая подтопление в результате повышения уровня грунтовых вод, и трансформируется в разряд заболоченных и непригодных для сельскохозяйственного освоения. Деградация земельных ресурсов происходит также вследствие их разрушения водой (абразии) в результате формирования береговой линии, нередко продолжающегося в течение десятилетий и имеющего следствием деформацию значительных масс почвогрунтов, загрязнение акватории, заиление водохранилищ. Абразионные процессы, провоцируемые строительством водохранилищ и возведением гидроэлектростанций, в свою очередь, выступают причиной антропоэкологического нарушения гидрологического режима рек, гибели водных экосистем и оскудения видового состава гидробионтов.

Перекрытые водохранилищами речные системы из транзитных превращаются в транзитно-аккумулятивные, активно накапливая значительные концентрации биогенных веществ, тяжелых металлов, радиоактивных элементов, ядохимикатов и иной экологически вредоносной продукции техногенеза. Кроме того, водохранилища оказывают существенное негативное влияние на геофизические процессы, происходящие в воздушном бассейне. В частности, повышенным испарением с поверхности водохранилищ обусловлено понижение температуры воздуха, увеличение количества осадков; различие тепловых балансов водохранилищ и прилегающей к ним суши является причиной формирования сильных местных ветров типа бризов, нередко провоцирующих экологические деформации экосистем и негативные изменения традиционного погодно-климатического режима.

Несмотря на относительно невысокую цену энергии, генерируемой посредством потребления гидроресурсов, их доля в энергетическом балансе практически всех без исключения государств мирового сообщества неуклонно сокращается. Так, расчетно-аналитические исследования экспертов МАГАТЭ свидетельствуют о том, что в самой ближайшей перспективе мировое производство энергии на современных гидроэлектростанциях не будет превышать 5 % от общего объема ее генерации.

Одним из наиболее перспективных природохозяйственных направлений генерации энергетических мощностей признана современная ядер-ная энергетика, развитие которой обусловлено существенными запасами ядерного топлива, с одной стороны, и относительно менее вредоносным антропоэкологическим прессингом на компоненты окружающей среды – с другой. Негативное природохозяйственное воздействие АЭС рассматривается преимущественно в связи с процессами захоронения отработанного топлива, а также с ликвидацией самих атомных электростанций после завершения периода эксплуатации, причем стоимость ликвидационных работ достигает от 1/6 до 1/3 от стоимости самих АЭС.

Несомненными экономическими преимуществами развития ядерного направления энергетической отрасли справедливо признаны возможность возведения атомных электростанций вне зависимости от расположения ресурсно-сырьевых месторождений, поскольку их транспортировка не предполагает существенных капиталозатрат, в связи с малыми объемами топлива: в частности, полкилограмма ядерного топлива позволяет выработать количество электроэнергии, идентичное получаемому при сжигании тысячи тонн каменного угля. При эксплуатации АЭС в штатном режиме выброс радиоактивных элементов в экосистему крайне незначителен и, в среднем, в 2-4 раза меньше, чем на ТЭС идентичной мощности.

Несмотря на стремительно регрессировавшие темпы строительства атомных электростанций (Ростовская АЭС), человечество в полной мере осознает необходимость дальнейшего развития технологий ядерной энергетики, о чем свидетельствуют современные тенденции постепенного увеличения темпов возведения и ввода в эксплуатацию новых АЭС: в настоящее время в мире функционирует свыше полутысячи атомных реакторов, эксплуатация которых сопровождается тепловым загрязнением среды обитания и поражением экосистемы селитебных территорий радиоактивными отходами.Кроме того, неизбежным деструктивным природохозяйственным следствием эксплуатации АЭС является тепловое загрязнение, которое в расчете на единицу генерируемой энергии в 2,0-2,5 раза превышает показатель работы ТЭС: выработка 1 млн кВт электроэнергии в природохозяйственных условиях современных ТЭС сопровождается выбросом 1,5 куб. км подогретых вод, в то время как на атомных электростанциях аналогичной мощности объем подогретых вод достигает 3,0-3,5 куб. км. Закономерным следствием существенных потерь тепла является тот факт, что коэффициент полезного действия АЭС (30-31 %) существенно ниже КПД ТЭС (35-40 %).

Принимая по внимание вышеозначенные обстоятельства, не будет преувеличением констатировать следующее: в обозримой перспективе именно тепловая энергетика будет устойчиво превалировать в структуре энергетического баланса практически всех без исключения государств мирового сообщества. Велика вероятность перманентного увеличения удельного веса угольного топлива, используемого в процессе генерации электроэнергии, в связи с чем безусловную теоретико-методологическую актуальность и практико-прикладной приоритет приобретают меры санации энергопроизводства, своевременностью которых зачастую предопределяются темпы природохозяйственного развития регионов и социально-эколого-экономическое благополучие их населения.

Наиболее перспективными превентивными технологиями в энергетической отрасли современной экономики традиционно признаны использование и научно-техническое совершенствование очистных сооружений; применение технологий десульфурации и денитрификации угольного топлива; реализация энергосберегающих нововведений и экономических мероприятий по стимулированию КПД современных электростанций, сравнительный анализ преимуществ и недостатков которых представлен в таблице 1.

Чрезвычайно перспективны с точки зрения как экологических, так и экономических интересов так называемые альтернативные источники получения энергии, которые представляют собой практически неограниченное природохозяйственное направление развития современного энергопроизводства и к важнейшим из числа которых в настоящее время относят солнечную, ветровую, водную энергии, энергию термоядерного синтеза и дру- гих источников.

В контексте сказанного необходимо упомянуть о потенциальной возможности преобразования солнечной энергии в электрическую посредством использования фотоэлементов, в которых солнечная энергия индуцируется в электрический ток, не требуя при этом никаких дополнительных технологий. Вопреки тому факту, что КПД подобных технологических решений невелик, они экономически рентабельны в силу медленной амортизации установок, обусловленной отсутствием каких-либо подвижных структурных элементов.

Таблица 1.

Основные направления развития и экологизации хозяйствующих субъектов энергетической отрасли экономики

Продолжение табл. 1.

Весьма перспективен процесс экологизации энергопроизводства посредством применения солнечной энергии через фотосинтез и биомассу. Технологически самое доступное направление использования энергии фотосинтеза – непосредственное сжигание биомассы, которое в ряде экономически менее развитых стран является основным промышленным методом.

Более трудоемкой, однако экономически эффективной является переработка биомассы в другие виды топлива, например, биогаз либо этиловый спирт. Эмпирически подтвержден тот факт, что молочная ферма на две тысячи голов способна посредством использования отходов обеспечить биогазом не только собственные хозяйственные потребности, но и гарантировать достижение существенного дохода от реализации получаемой энергии сторонним заинтересованным предприятиям. Немалые энергетические ресурсы сконцентрированы также в канализационном иле, мусоре и иных органических отходах.

Тем не менее, вышеупомянутые и многие иные альтернативные природохозяйственные источники энергии наделены весомым экологоэкономическим потенциалом, представляют несомненный научнопрактический интерес и будут востребованы в процессе генерации энергетических мощностей, поскольку в равной степени синтезируют рыночноинновационные реалии российской действительности, с одной стороны, а также научно-технические приоритеты и социальные доминанты развития общества – с другой.