Вступ

На сучасному етапі особливо загострилися проблеми, пов’язані з негативним впливом енергетики на стан навколишнього середовища. Викиди від роботи цієї галузі становлять 30% всіх твердих часток що надходять в атмосферу внаслідок господарської діяльності людини. За цим показником електростанції зрівнялися з підприємствами металургії і випереджають всі інші галузі промисловості. Крім того, енергетика дає до 63% сірчаного ангідриду і понад 53% оксидів озону, що надходять у повітря від стаціонарних джерел забруднення. вони є основним джерелом кислотних дощів в Україні. Рослини та океан вже не встигають поглинути всю кількість вуглекислоти, яка утворюється внаслідок спалювання органічного палива. Це веде до поступового збільшення її концентрації в атмосфері, що посилює «парниковий ефект» і викликає потепління клімату.

Якщо тенденція зростання споживання енергетики та викидів двоокису вуглецю збережеться, то вже до 2025 року на Землі потеплішає на 2оС, що призведе до глобальних катастрофічних наслідків: зміщення кліматичних зон, зникнення багатьох видів рослин, скорочення лісових площ, збільшення пустель, розтавання льодовиків тощо.

Електроенергетичні об’єкти мають значний вплив на довкілля. Характерними рисами такого впливу є постійна та всезростаюча інтенсивність, багатоплановість (одночасний вплив на різні компоненти довкілля: атмосферу, гідросферу, літосферу, біосферу), різноманітність (відчуження територій, порушення природних ландшафтів, хімічне та радіоактивне забруднення, теплові, радіаційні, акустичні та інші фізичні впливи) та масштабність (прояв не лише в локальному і регіональному, а й у глобальному масштабі).

1. Основні фактори впливу об’єктів електроенергетики на довкілля

Екологічний вплив на довкілля електроенергетичних об’єктів можна розподілити за такими категоріями:

– забруднення повітря шкідливими речовинами і сполуками, включаючи діоксид сірки, окисли азоту, тверді частинки та важкі метали, за їх впливом на людське здоров’я, флору, фауну тощо;

– викиди парникових газів, включаючи вуглекислий газ, метан, закис азоту, що сприяють глобальним змінам клімату;

– зміна природного режиму водовикористання та негативний вплив на якість води через теплове і хімічне забруднення та вплив гідроелектростанцій;

– зміна природного режиму землевикористання через розміщення електростанцій та електричних мереж, вивезення та складування відходів, включаючи тверді, рідкі та ядерні відходи.

Фактори екологічного впливу об’єктів електроенергетики можна розподілити на дві групи – це фактори безпосереднього впливу (прямої дії) та фактори опосередкованого впливу.

До факторів безпосереднього екологічного впливу належать ті, що пов’язані з експлуатацією самих об’єктів і систем електроенергетики, а до опосередкованих – ті, що виникають при створенні умов для функціонування цих об’єктів (наприклад, вплив на довкілля при видобуванні та транспортуванні палива, що поставляється на ТЕС, ТЕЦ та АЕС, при виготовленні електроенергетичного обладнання).

Фактори як безпосереднього, так і опосередкованого екологічного впливу, в свою чергу, можна розділити на загальні, тобто властиві всім об’єктам електроенергетики, групові, які властиві певним групам об’єктів електроенергетики, а також специфічні, які властиві лише окремим електроенергетичним об’єктам.

До загальних факторів екологічного впливу належать відчуження та механічні порушення земельних ресурсів, до групових можна віднести теплове та хімічне забруднення води, акустичний вплив, що властиво як для ТЕС, так і АЕС, до специфічних належать викиди забруднюючих речовин і парникових газів, утворення золовідвалів та шламонакопичувачів для ТЕС на органічному паливі, утворення твердих, рідких і газоподібних радіоактивних відходів для АЕС, утворення зон підвищеної напруженості електромагнітного поля для ліній електропередач.

Відчуження територій під енергетичні об’єкти є загальним, притаманним для всіх електроенергетичних об’єктів фактором екологічного впливу. Найбільш потужними забруднювачами атмосферного повітря серед електроенергетичних об’єктів є теплові електростанції на органічному паливі, які викидають 30% загального обсягу викидів газів і пилу в Україні.

Найбільш вагомими серед викидів забруднюючих речовин і парникових газів в атмосферне повітря при роботі теплових електростанцій, що спалюють органічне паливо, є викиди оксидів сірки SОx, оксидів азоту NОx, діоксиду вуглецю CO2 і важких металів (миш’яку, кадмію, хрому, міді, ртуті, нікелю, свинцю, селену, цинку і в разі використання мазуту – також ванадію). Викиди неметанових летких органічних сполук, метану CH4, закису азоту N2О, окису вуглецю СО й аміаку NH3 є менш вагомими.

Ці забруднюючі та шкідливі речовини, а також парникові гази мають такий вплив на довкілля:

– викиди оксидів сірки SОx згубно діють на природу та живі організми;

– оксиди азоту NОx мають токсичний вплив;

– викиди діоксиду вуглецю CO2 створюють парниковий ефект, пропускаючи до Землі сонячну радіацію, але не даючи зворотного виходу інфрачервоному (тепловому) випромінюванню;

– окис вуглецю СО, який утворюється при хімічному недопалі органічного палива, має токсичний вплив. СО, потрапляючи в живий організм, віднімає кисень і швидко розкладає кров;

– бенз(а)пірен С20Н12 є канцерогенною речовиною;

– летюча зола з механічним недопалом сприяє зростанню віддзеркалення сонячних променів назад до Космосу, що знижує температуру атмосфери;

– викиди метану зумовлюють зменшення озонового шару.

За впливом на довкілля АЕС суттєво відрізняються від звичайних теплових електростанцій насамперед тим, що вони не використовують органічне паливо для виробництва електроенергії.

Тому АЕС не викидають в атмосферу забруднюючі речовини, пил, важкі метали, парникові гази, не засмічують атмосферу та земельні ресурси золошлаковими відходами, на них відсутні такі явища, як порошення золовідвалів, забруднення атмосфери продуктами горіння золошлакових відходів.

За умов абсолютної надійності роботи атомних реакторів і забезпеченні надійного поховання створюваних на них радіоактивних відходів, АЕС є найбільш екологічно чистими і безпечними для природного середовища і населення енергетичними об’єктами. Втім, атомна енергетика в цілому з урахуванням відходів, що скидаються у природне середовище обслуговуючими її підприємствами інших галузей, не може вважатися екологічно абсолютно чистою. При роботі АЕС утворюються тверді, рідкі та газоподібні радіоактивні відходи. Твердими відходами АЕС є частини демонтованого обладнання, відпрацьовані фільтри, сміття тощо. Рідкими відходами є залишки після випаровування радіоактивних вод, дезактиваційні розчини та ін. Усі радіоактивні газоповітряні потоки технологічного та вентиляційного походження піддаються попередньому очищенню.

При роботі АЕС, як і ТЕС, потрібна велика кількість води для охолодження конденсаторів турбін. При цьому через нижчі параметри пари, застосовувані в атомних реакторах типу ВВЕР (PWER), які використовуються на українських АЕС, від турбін доводиться відводити значно більше теплоти, ніж на ТЕС. За порівняно однакової потужності електростанцій витрати води на охолодження конденсаторів АЕС більші, ніж на ТЕС. У разі використання на АЕС ставків-охолоджувачів їхня поверхня також має бути більшою. Збільшується в цьому випадку і кількість земель, що відводяться під водойми. Отже, АЕС мають більші масштаби використання природних водних і земельних ресурсів, ніж звичайні ТЕС на органічному паливі.

За умови нормальної експлуатації АЕС не спричиняють істотних змін природного радіоактивного фону. При встановлених припустимих рівнях впливу ядерної енергетики на гідросферу та існуючих методах контролю скидів діючі типи ядерних енергетичних установок не являють собою погрози порушення локальних і глобальних рівноважних процесів у гідросфері та її взаємодії з іншою складовою географічної оболонки Землі. Разом із тим, при експлуатації АЕС можливі викиди радіоактивних аерозолів і витоки води, які містять радіоактивність.

Основний фактор екологічної небезпеки АЕС – можливість радіоактивного забруднення довкілля внаслідок аварійних техногенних викидів при роботі атомних реакторів. Забруднення території України радіоактивними викидами при аварії на Чорнобильській АЕС не має аналогів ані за масштабами, ані за глибиною екологічних, соціальних і економічних наслідків. Унаслідок аварії було забруднено близько 12 млн. га, з них 8,4 млн. га сільськогосподарських угідь. З урахуванням поширення можливих викидів при аваріях на АЕС встановлюються санітарно-захисні зони.

Найбільш складною екологічною проблемою при експлуатації АЕС є захоронення радіоактивних відходів, що утворюються при демонтажі радіоактивних елементів обладнання при закінченні строку їхньої служби або з інших причин, а також відпрацьованого ядерного палива. На сьогодні існує декілька варіантів захоронення обладнання: захоронення в шахти, захоронення лише найбільш забруднених радіоактивних елементів з повторним використанням інших за призначенням, періодична дезактивація обладнання на місці разом із захороненням концентрованих відходів та змивів.

Гідроенергія вважається найбільш екологічно чистою. На відміну від теплових електростанцій, що працюють на органічному паливі, гідравлічні та  гідроакумулюючі електростанції не викидають в атмосферу шкідливі речовини, не спускають у водойми забруднені стоки та підігріту воду.

Однак гідроелектростанції та їхні водойми (особливо великі) справляють інші різноманітні впливи на довкілля. Вплив гідроелектростанцій на природу пов’язаний насамперед із будівництвом гідровузлів, що перегороджують русло рік, створюють підпір і змінюють річковий стік. Це спричиняє порушення цілого ланцюга природних процесів, що має як негативні, так і позитивні наслідки.

Негативними наслідками будівництва гідроелектростанцій та створення їхніх водойм є: значні вилучення земельних ресурсів через затоплення та підтоплення земель; переформування берегів і дна водоймищ; розмиви русел і берегів рік нижче гідровузлів; зміни ґрунтового й рослинного покривів, умов перебування флори та фауни в долинах рік і самого водотоку, якості води; іноді вплив на частоту землетрусів і деякі інші негативні фактори.

2. Шляхи зменшення негативних тенденцій у сфері енергетики

Заходи, що дозволили б переламати негативні тенденції у сфері енергетики:

1. Підвищення ефективності використання енергії (за нинішнього рівня техніки можна зменшити сумарне споживання енергетики на 35-40%).
2. Зменшення шкідливих викидів в атмосферу завдяки новим технологіям очищення відпрацьованих газів.
3. Зміна структури паливно-енергетичного балансу через розвиток альтернативної енергетики.
4. Вжиття заходів для сповільнення темпів росту населення.

Нині у зв’язку з кризовим станом економіки України істотно скоротилися можливості забезпечити її паливно-енергетичними ресурсами. Успіхи у відродженні економіки могли б бути набагато кращими, якби не причини, що набули вже хронічного характеру: тяжкий фінансовий стан, відсутність попиту на деякі види вітчизняної продукції через її високу вартість та незадовільну якість, брак інвестицій, повільний характер структурних зрушень. Відповідно до зниження обсягів продуктивного матеріального виробництва і скорочення послуг, відбуваються зміни у споживанні паливно-енергетичних ресурсів.

Ускладнилася ситуація із забезпеченням атомних електростанцій (АЕС) ядерним паливом через необхідність закупівлі його в Росії (у зв’язку із закінченням діяння договору про постачання частки палива на компенсаційній основі).

Прогноз енергозабезпечення економіки України на перспективу розробляється нами з урахуванням ролі і місця енергетичного фактора в економіці країни. В таких документах закладено оптимістичні темпи розвитку економіки, які під впливом негативних обставин, що склалися в соціально-економічному розвитку України не дістали підтвердження. Згідно з цими прогнозами споживання палива підвищиться в основному за рахунок зростання виробництва в електроенергетиці, чорній металургії, хімічній галузі та будівництві. Фахівцями розроблено ряд заходів щодо підвищення ефективності використання паливно-енергетичних ресурсів в усіх галузях промисловості, а також скорочення споживання природного газу за рахунок розширення використання вугілля. Використання палива мало зрости на 29,1%.

Фахівцями приділяється значна увага активізації в прогнозованому періоді енергозберігаючої політики: розробці та впровадженню необхідних підзаконних і нормативних актів у тому числі систем відповідних стандартів та нормування у споживанні палива й енергії, систем адміністративних і економічних засобів стимуляції енергозбереження. Це дозволить створити необхідні умови для збільшення енергозбереження в економіці України.

Висновки

Вплив електричних мереж на довкілля визначається впливом електричного поля, використанням земельних ресурсів, порушенням природних ландшафтів.

Електричне поле високовольтних ліній електропередачі (ВЛ) – це шкідливий, біологічно активний фактор, що впливає на людину і довкілля. Мережа ліній електропередачі, яка складається з повітряних високовольтних ліній електропередачі та електричних підстанцій, до складу яких можуть входити: розподільні пристрої, перетворювачі електроенергії, трансформатори, випрямлячі та інші пристрої та споруди, є джерелом електромагнітного випромінювання.

Найбільш характерними екологічними проблемами, з якими доводиться зіштовхуватися при проектуванні та будівництві ВЛ, є такі: відчуження та вилучення земель, вирубка лісових насаджень, обмеження господарської діяльності в зоні відчуження землі для ВЛ, шкідливий вплив електромагнітного поля понад- і ультрависокої напруги на біосферу, виникнення радіоперешкод, акустичні шуми, створювані ВЛ, погіршення роботи засобів зв’язку, погіршення естетичного сприйняття ландшафту в місцях проходження трас ВЛ.

Лінії електропередачі, підстанції, пристрої та насамперед ПЛ створюють у навколишньому середовищі електричне поле (ЕП), напруженість якого знижується в міру віддалення від них. Електричне поле, залежно від його рівня, може здійснювати шкідливий вплив на людину.

Розрізняють такі види впливу:

– безпосередній вплив, який проявляється при перебуванні в ЕП, причому ефект впливу посилюється зі збільшенням напруженості поля та часу перебування в ньому;

– вплив електричних розрядів (імпульсного струму), які виникають при дотику людини до незаземлених конструкцій, корпусів машин і механізмів на пневматичному ходу і протяжних провідників або при дотику людини, ізольованої від землі, до рослин, заземлених конструкцій та інших заземлених об’єктів;

– вплив струму, який проходить через людину, що знаходиться в контакті з ізольованими від землі об’єктами (великогабаритними предметами, машинами і механізмами, протяжними провідниками), – струму стікання.

Крім того, ЕП може спричиняти займання або вибух випарів легкозаймистих речовин унаслідок виникнення електричних розрядів при контакті предметів і людей з машинами і механізмами.

Ступінь небезпеки кожного зі вказаних факторів зростає зі збільшенням напруженості ЕП. З метою захисту населення від впливу ЕП встановлюються санітарно-захисні зони. Санітарно-захисною зоною вважається територія, на якій напруженість ЕП перевищує 1 кВ/м.

Список використаної літератури

1. Білявський Г. Основи екології: Підручник для студентів вищих навчальних закладів/ Георгій Білявський, Ростислав Фурдуй, Ігор Костіков. — К.: Либідь, 2004. – 406 с.
2. Заверуха Н. Основи екології: Навчальний посібник для вищих навчальних закладів/ Нелі Заверуха, Валентин Серебряков, Юрій Скиба,. — К.: Каравела, 2006. — 365 с.
3. Запольський А. Основи екології: Підручник для студентів техніко-технологічних спеціальностей вищих навчальних закладів/ Анатолій Запольський, Анатолій Салюк,; Ред. К. М. Ситник. — К.: Вища школа, 2003. — 357 с.
4. Корсак К. Основи екології: Навчальний посібник/ Костянтин Корсак, О.Плахотнік; МАУП. — 3-тє вид., перероб. і доп.. — К.: МАУП, 2002. — 294 с.
5. Основи екології: Навчальний посібник для вищих навчальних закладів/ О. М. Адаменко, Я. В. Коденко, Л. М. Консевич; Ін-т менеджменту та економіки «Галицька академія». — 2-е вид.. — К.: Центр навчальної літератури, 2005. — 314 с.
6. Основи екології та екологічного права: Навчальний посібник/ Юрій Бойчук, Михайло Шульга, Дмитро Цалін, Валерій Дем’яненко,; За ред. Юрія Бойчука, Михайла Шульги,. — Суми: Університетська книга, 2004. — 351 с.
7. Сухарев С. Основи екології та охорони довкілля: Навчальний посібник/ Мін-во освіти і науки України, Ужгородський нац. ун-т. — К.: Центр навчальної літератури, 2006. — 391 с.
8. Царенко О. Основи екології та економіка природокористування: Навч. посібн. для студ. вузів/ Олександр Царенко, Олександр Нєсвєтов, Микола Кадацький,. — 2-е вид., стереотипне. — Суми: Університетська книга, 2004. — 399 с.