Воздействие ТЭК на окружающую среду
Чистая окружающая среда является ограниченным ресурсом наряду с трудом, капиталом и знаниями. Топливно-энергетический комплекс занимает ведущее место по степени воздействия на окружающую природную среду среди объектов техногенного воздействия. Специфика объектов ТЭК как источника загрязнения окружающей среды характеризуется высокой пожаро- и взрывоопасностью добываемых и транспортируемых продуктов, значительной удаленностью потребителей от производителей, а, следовательно, большой протяженностью систем транспорта энергоресурсов, изменчивостью природного ландшафта, климатических, геокриологических и др. условий, в которых строятся и эксплуатируются объекты комплекса. Энергетические предприятия оказывают значительное влияние и на климат планеты, поскольку выбрасываемые ими в атмосферу вещества способствуют деградации озонового слоя Земли и нарастанию парникового эффекта: 70% парниковых газов поступают в атмосферу с выбросами предприятий ТЭК.
Исследованием проблем топливно-энергетического комплекса России и его взаимодействием с окружающей средой занимаются многие отечественные и зарубежные специалисты. Основной целью этих исследований является выработка направлений снижения отрицательного воздействия ТЭК на окружающую среду при прогнозировании его развития.
Функционирование ТЭК сопровождается образованием различных типов отходов, которые проявляются в виде выбросов в атмосферу, сбросов загрязненных сточных вод и жидких отходов, образованием твердых отходов. Оказывая значительное воздействие на окружающую среду, ТЭК является также источником техногенной опасности возникновения аварий и чрезвычайных ситуаций в результате значительного износа основных фондов, что обусловливает загрязнение природной среды по всем перечисленным направлениям.
Рассмотрим три основных направления воздействия ТЭК на объекты окружающей среды:
ВОЗДУХ → Выбросы в атмосферу
ВОДА → Сброс загрязненных сточных вод
ЗЕМЛЯ → Твердые отходы
Анализ воздействия основных секторов ТЭК по каждому направлению показывает, что за период 2005-2015 г. наблюдалась устойчивая тенденция сокращения выбросов загрязняющих веществ отраслями ТЭК и промышленностью в целом, при росте доли ТЭК в общих выбросах промышленности. Объемы выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух от стационарных источников промышленности уменьшились почти в 2 раза, по ТЭК – в 1,8 раза, доля отраслей ТЭК возросла с 44,8% до 48,8%. По объемам сброса загрязненных сточных вод в поверхностные водоемы отмечается аналогичная тенденция: снижение объемов сброса загрязненных вод на 43% и увеличение доли ТЭК в структуре выбросов промышленности с 22% до – 24%. Начавшийся рост промышленного производства в 2015 г. происходил в условиях сокращения валового выброса вредных веществ в атмосферу от стационарных источников: в целом по Российской Федерации на 0,7% (до 18,5 млн. т) по сравнению с 2014 г.
Крупными источниками загрязнения окружающей среды являются нефтегазовые месторождения и магистральные газопроводы, где основными загрязняющими компонентами являются нефть и ее пары, сточные воды, а также продукты сгорания.
Рассмотрим воздействие отраслей ТЭК на основные сферы окружающей среды.
1. Выбросы загрязняющих веществ в атмосферу
· Электроэнергетика
По суммарным выбросам загрязняющих веществ в атмосферу «лидирует» электроэнергетика, ее доля в суммарных выбросах стационарными источниками промышленности за рассматриваемый период превысила 25% и достигла в 2015 г. 26,8%. В 2015 г. выбросы ЗВ составили 3,9 млн. т, что ниже уровня 2014 г. на 56 тыс. Сохранение устойчивой тенденции сокращения выбросов обусловлено увеличением до 64% доли природного газа в структуре ТЭБ; повышением экологической культуры эксплуатации тепловых станций - внедрение эффективных золоулавливающих установок; введением в действие ГОСТа (Р50831-95), устанавливающего нормативы удельных выбросов для вновь вводимых котельных установок на уровне мировых стандартов.
Нефтедобывающая промышленность макроэкономический анализ: методы и результаты.
Объемы выбросов ЗВ в атмосферу сократились за 2005-2015 гг. в 1.8 раза, однако доля отрасли в выбросах промышленности в 2015 г. превысила уровень 2005 г. и составляла 9% от выбросов стационарными объектами промышленности. Основными ЗВ в нефтедобывающей промышленности являются углеводороды – 48%, оксид углерода – 44% и твердые вещества – 4,4%. Рост доли нефтедобычи в выбросах промышленности обусловлен в значительной степени сжиганием в факелах добываемого попутного газа. В настоящее время в целом по отрасли в факелах сжигается около 20% всего добываемого попутного газа, на отдельных месторождениях ОАО «Томскнефть», «ВНК», ОАО «НК «Юкос» этот показатель достигает 70%, что связано с незначительным объемом ресурсов попутного газа на отдельных месторождениях, а также их удаленностью от потребителей.
Эффективным решением проблемы утилизации попутного газа является его использование на малогабаритных газогенераторных электростанциях, что позволит обеспечить потребности промыслов в электроэнергии и снизить эмиссию парниковых газов. Для улучшения экологической ситуации в нефтедобыче требуется ремонт и замена устаревшего оборудования добывающих предприятий, внутрипромысловых трубопроводов, использование труб с повышенными антикоррозийными свойствами. Решение этой проблемы, на наш взгляд, требует разработки и принятия соответствующей законодательной базы, а также федеральной Программы утилизации попутного нефтяного газа на объектах ТЭК.
· Нефтеперерабатывающая промышленность
В нефтепереработке состав основных ЗВ тот же, что и в нефтедобыче, их общее количество сократилось к 2015 г. почти в 2 раза до 748 тыс. т. Доля отрасли составляет 5% от выбросов промышленности.
· Газовая промышленность
Объемы выбросов ЗВ в атмосферный воздух от стационарных источников за 2005-2015 гг. сократились более чем в 3 раза. Доля отрасли в общем объеме выбросов промышленности также сократилась на 1% и составила в 2015 г. 3%. Следует отметить, что несмотря на незначительное уменьшение уровня добычи природного газа в 2015 г. (составил 590 млрд. м3) и проводимую работу по снижению загрязнения атмосферного воздуха, выбросы ЗВ по газовой промышленности увеличились на 6,5% и составили более 456,3 тыс. т. Основной причиной являются аварии на магистральных газопроводах, происходящие вследствие старения оборудования. В 2015 г. в отрасли произошло 26 аварий. Наблюдается увеличение углеродов до 70,6% в общем объеме выбросов ЗВ, что обусловлено преимущественно ростом выбросов метана до 9%, который является одним из «парниковых газов». Эмиссия метана и углекислого газа в газовой отрасли происходит на всех стадиях технологического процесса. Доминирующее влияние оказывает газотранспортная система, на долю которой приходится 70% всех выбросов.
Согласно расчетам специалистов ОАО "Газпром" потери метана в газовой промышленности России колеблются от 1,03 до 1,54% и в среднем составляют примерно 1,3% от объема добычи природного газа [22]. Доля потерь газа из распределительных газопроводов ОАО "Газпром" составляет 25 - 29% от суммарной эмиссии метана по отрасли в целом (в США в 2005 – 2015 гг. она составляла 24-43%), потери природного газа в атмосферу для различных подземных хранилищ газа находятся в интервале 0,7 - 3% от активного объема хранимого газа [26].
В настоящее время в газовой промышленности реализуется международный ―Проект снижения выбросов парниковых газов при производстве и потреблении метана в России, а также специальная программа работ по снижению потерь на период до 2005 г. Прогнозируется, что реализация предусмотренных мер позволит снизить потери природного газа на 3 млрд. м3.
· Угольная промышленность
В рамках реструктуризации угольной промышленности, проводимой с 2011 г., ликвидируются нерентабельные производства, ведется реконструкция и техническое перевооружение ряда перспективных шахт в Кузбассе, в республике Коми, на Дальнем Востоке и в Ростовской области. В результате выбросы в атмосферу вредных веществ за макроэкономическийанализ: методы и результаты: рассматриваемый период снизились в 2,4 раза, при росте доли отрасли в выбросах промышленности с 0,8% до 3,8%. В 2014-2015 г. общий объем выбросов ЗВ в атмосферный воздух увеличился на 2% и составил более 614 тыс. т, что было обусловлено ростом добычи угля на 7,7%, а также значительным увеличением сжигания метана в отвалах. Ресурсы метана в шахтных забоях возросли до 400 млн. м3, в этой связи увеличилось количество взрывоопасных ситуаций и реальных аварий на угольных шахтах, в 2015 г. горело около 60 отвалов.
Общие ресурсы метана в Кузбассе по оценкам экспертов составляют 10-13 трлн. м3 (газовыделение углей составляет 20-25 м3 на 1 т угля), промышленные запасы метана Печорского угольного бассейна достигают 2 трлн. м3. Использование метана угольных пластов в энергетике позволит снизить затраты на теплоснабжение и улучшить экологическую ситуацию за счет отказа от сжигания угля. Уголь содержит наибольшее количество серы по сравнению с другими энергоносителями - 0,2-7%, в нефти и мазуте ее содержание почти в 2 раза меньше – 0,5-4,0%, дизельное топливо содержит 0,3-0,9%, а в природном газе сера практически отсутствует [30].
2. Сброс загрязненных сточных вод.
· Электроэнергетика
Электроэнергетика потребляет около 70% общего объема воды, используемой промышленностью. Отрасль является лидером по суммарным выбросам загрязняющих сточных вод в поверхностные водоемы, ее доля в 1999 г. была на уровне 2005 г. и составляла 15,4%. Объем сброса загрязненных сточных вод 2005-2015 гг. сократился в 1,8 раза, в т.ч. за 2015 г. - на 31%, несмотря на увеличение выработки электроэнергии и потребления свежей воды на 500,3 млн. м3. Снижение выбросов обусловлено в значительной степени повышением экологической культуры эксплуатации тепловых станций, а также увеличением доли природного газа в структуре ТЭБ.
· Угольная промышленность
Сброс сточных вод за рассматриваемый 9 –летний период сократился почти в 1,5 раза и составил 396 млн. м3, что на 12% меньше уровня 2014 г. Доля отрасли в общем объеме сброса загрязненных сточных вод в поверхностные водоемы промышленностью возросла с 4,5% в 1991г. до 6,1% в 2015г.
· Нефтеперерабатывающая промышленность
Доля отрасли в объеме сброса загрязненных сточных вод промышленностью в 2013-2015 гг. оставалась на уровне 2005 г. и составляла 2,6%. За рассматриваемый период произошло снижение сброса почти в 2 раза. В 1999 г. отраслью сброшено в поверхностные воды на 11% меньше загрязненных сточных вод (164,4 млн. м3) в сравнении с уровнем предыдущего года, что достигнуто в результате увеличения объемов использования очищенных стоков.
· Газовая промышленность
Отрасль потребляет и сбрасывает в поверхностные воды незначительное количество загрязненных сточных вод, ее доля составляет около 0,05% от объемов сброса промышленностью в целом. К 2015 г. объем загрязненных сточных вод уменьшился в 1,5 раза по сравнению с 2005 г. и составил 3,15 млн. м3. При этом общий объем водопотребления сократился в 2 раза.
· Нефтедобывающая промышленность
В отрасли за анализируемый период произошло сокращение сброса загрязненных сточных вод в 5,5 раза, в т.ч. за 2014-2015 гг. почти в 5 раз. При этом доля отрасли сократилась с 0,2% в 2015 г. до 0,07% к 2005 г. За 2015 г. на 18% снизилось общее количество использования воды в результате проведения политики водосбережения при поддержании пластового давления (снижение закачки свежей воды), мероприятий по оптимизации схемы водного хозяйства, увеличения повторно-последовательного использования воды. Загрязнение поверхностных вод и питьевых источников происходит также вследствие разливов нефти и нефтепродуктов, что в значительной степени макроэкономический анализ: методы и результаты обусловлено старением трубопроводов, повышенной обводненностью нефтяных пластов, наличием сероводородных примесей. В 1999 г. общее количество порывов на межпромысловых и внутрипромысловых трубопроводах достигло 53,8 тыс. случаев.
3. Твердые отходы
Угольная промышленность является "лидером" среди отраслей ТЭК России по выбросу в атмосферу твердых веществ. Значительные выбросы угольной пыли происходят при транспорте угля и составляют 15 кг/т у.т. На угольных разрезах Кузбасса ежегодно в атмосферу поступает более 238 тыс. т пылевидных частиц.
В электроэнергетике основная часть твердых отходов связана с золошлаковыми отходами, в 2015 г. их количество составило 2,4 млн. т., при общем количестве порядка 40 млн. т, на основе данных [20]).
На предприятиях нефтедобывающей промышленности в 2015 г. образовалось 604 тыс. т твердых отходов, в нефтепереработке – 696,8 тыс. т, что на 19% больше уровня 2014 г., из которых 37,1% - нефтяные шламы.
В добыче газа за 2015 г. объем твердых отходов составил 143 тыс. т, часть которых обезврежена, передана другим предприятиям и размещена в местах постоянного хранения.
Аварийные и чрезвычайные ситуации
Одной из основных проблем ТЭК является загрязнение ОС в результате аварийных и чрезвычайных ситуаций. По данным Госгортехнадзора за 2011-2013 гг. на нефтегазовых месторождениях Западной Сибири происходило до 40 тыс. аварий в год со значительным разливом нефти и ее попаданием в водоемы и заболоченные территории. В 2015 г. общее количество порывов на нефтепроводах составило 19 тыс. случаев, в т. ч. по причине коррозии 96,4%, что обусловлено в значительной мере высокой степенью изношенности трубопроводов: старением труб, их внутренней коррозией, увеличением общего срока службы нефтепромыслов, значительной обводненностью нефти, агрессивностью перекачиваемой среды, включая наличие примесей, содержащих сероводород.
На магистральных газопроводах в 2015 г. произошло 26 аварий, в результате которых объем эмиссии природного газа достиг 100 млн. м3. Основная причина - старение газопроводов и отсутствие средств на капитальный ремонт.
4. Парниковые газы
В последнее время большое значение имеет проблема эмиссии парниковых газов. Наибольшую значимость эта проблема приобрела в связи с подписанием Рамочной конвенции ООН об изменении климата (РКИК) и Киотского протокола. Страны-участники Киотского протокола на Третьей конференции сторон РКИК (Киото, 1-10 декабря 2013 г.) установили ограничения и квоты на выбросы по 6 видам парниковых газов: двуокиси углерода (СО2 или карбон диоксида), метана, закиси азота, гидро- и перфторуглеродов и гексафторида серы, среди которых ведущее место занимает СО2. Основной объем выбросов углекислого газа приходится на энергетическую сферу, в его выбросах по России доля сжигания ископаемого топлива составляет 98,6%. Аналогичная структура характерна и для мирового сообщества в целом.