Жылу энергетикасының экологиялық проблемалары |
Қазақстанның отын-энергетикалық кешені отын өнеркәсібі, жылу және электр энергетикасынан тұрады. Оларды, әдетте бір сөзбен энергетика деп атайды және ол халық шаруашылығының барлық салаларымен тығыз байланысты, өйткені оларды қажет энергиямен жабдықтайды, ал энергияны кең пайдаланатындарды өзіне қосып алады. Осыдан энергетика кез келген қазіргі өндірістің негізі, сәйкес энергетикалық базасыз халық шаруашылығының бірде-бір саласы дами алмайды. Қазақстанда ірі көмір және мұнай отын-энергетика базалары құрылған.
Отын өнеркәсібі — Қазақстан энергетикасының негізі. Ол көмір, мұнай және газ өндіруден тұрады. Жылу энергетика станцияларының қоршаған ортаға әсері көбіне жағылатын отын түріне байланысты. Отынның химиялық құрамында қандай элемент қосылыстары болса, жаққанда солардың тотықтары мен басқа да қосылыстары қоршаған ортаға таралады. Орташа қуатты ЖЭС (ІмВт) тәулігіне 10 мың т шамасында көмірді жағатын болса, одан шығатын қож бен күлдің мөлшері 1 мың т шамасында болады. Осы тастандыны биіктігі 8 м етіп үйгеннің өзінде бұған қажетті жердің ауданы 1 гектардан асады. Отын жаққанда қоршаған ортаның ластануын азайту үшін шаң-газ ұстайтын қондырғыларды (сүзгіштерді) қолданған орынды.
Энергетикалық ресурстарға барлық механикалық, химиялық және физикалық энергия көздерін жатқызуға болады және олар табиғатына, алу жолдарына және басқа да белгілеріне байланысты топтастырылады.
Табиғи отын қоры болып көмір, мұнай, газ және уран рудалары саналады. Ең көп қолданылатын отын түріне табиғи газ, одан кейін мұнай (мазут), таскөмір, қоңыр көмір, жанатын тақтатас, шымтезек жатады. Қатты органикалық отын және уран ресурстарының көп мөлшері Азия, Африка және Латын Америка елдерінде шоғырланған.
Қатты отын. Отынды жағу (көмір, ағаш және басқа ресурстарды) арқасында қазіргі уақытта энергияның 90%-ы алынады. Қатты отынды жаққанда атмосфераға отынның жанып бітпеген бөлшектерімен бірге ұшқан күкірт және күкіртті ангидриттер, азот оксидтері, фтор қосылыстарының біраз мөлшері, сол сияқты отынның толық жанбаған газ тәріздес қалдықтары түседі. Ұшқан күл кей жағдайда улы емес құрамнан басқа аса қау іпті қоспалардан тұрады. Мысалы, Донецк антрацитінің күлінде аз мөлшерде мышьяк болса, ал Екібастұз және басқа да кен орындардың күлінде — бос кремний диоксиді, Канск-Ачинск бассейнінің сланцылары мен көмірінің күлінде бос кальций оксиді бар.
Көмір — біздің планетамызда ең көп тараған қазба отын, оның дүниежүзілік қоры 9-11 трлн т, оның ішінде 50%-ы (6 трлн т) ТМД елдерінің жерінде шоғырланған. Орта есеппен пайдалануға жылына жерден алынатын мөлшері 4,2 млрд т. Әлемдік энергобаланста көмірді пайдаланудың едәуір өсу мүмкіндігі жоққа шығарылмайды. Мамандардың есептеуінше, оның қоры 500 жылға дейін жетеді. Сонымен бірге көмір барлық әлемде біркелкі тараған және мұнайға қарағанда тиімдірек.
Мысалы, АҚШ-та (1995 жылғы деректер) көмір энергобаланстың 22%-ын, ал энергия алуда негізгісін (52%) құрайды. Қытайда электр энергиясын өндіруде көмірдің үлесі 75%-ға жуық, ал Ресейдегі үлесі 18%-дан аспайды.
Қазақстанда отынның негізгі түрі көмір, оның жалпы қоры 140 млрд т, ал жыл сайын 140 млн т шамасында өндіріледі. Қазақстанда көмір өнеркәсібі 1931 жылы Урал-Кузнецск комбинатының салынумен байланысты дами бастады. Сол кездегі арнаулы үкімет қаулысы («Елімізде көмір жэне кокс ресурстарын көбейту») бойынша Қарағанды көмір бассейні Оңтүстік және Орта Орал металлургия зауыттары үшін көмірмен негізгі жабдықтаушы болды.
Көмірден синтетикалық сұйық отын алуға болады. Көмірді өңдеу арқылы жанармай алу әдісі көптен белгілі. Бірақ бұл үдеріс өте жоғары қысымда жүретіндіктен, мұндай өнімнің өзіндік құны өте жоғары. Мұндай отынның бір артықшылығы — оның октан санының жоғары болуы. Бұл экологиялық тұрғыдан таза болады деген сөз.
Көмірде 0,2-10%-ға дейін күкірт бар, ол негізінде пирит, сульфат, темір тотығы және гипс түрінде болады. Отынды жағу кезінде күкіртті ұстап қалу тәсілдері әрқашан қолданыла бермейді, себебі ол күрделі және қымбат. Сондықтан оның едәуір бөлігі қоршаған ортаға түседі.
Көмірді жер қойнауынан алған кезде жер келбетінің өзгеруі, топырақтың құнарлы қабатының бүзылуы, ауа мен судың ластануы орын алады. Маңызды экологиялық мәселелер ЖЭС-тың қатты қалдықтары — күл мен қождарға байланысты. Күлдің ең негізгі массасы эр түрлі фильтрлермен ұсталынса да, ЖЭС әрекетінен атмосфераға жылы сайын 250 млн тоннадай майдадисперсті аэрозольдар шығарылады, ал соңғылары Жер бетінде Күннің радиация балансын едәуір жоғарылатады жэне адам мен басқа ағзалардың тыныс алу жолдарында әр түрлі тыныс ауруларын тудырады. ЖЭС ең үлкен дәрежеде күшейіп келе жатқан жылулық әсер мен қышқыл жауындарға «жауапты», яғни су буы шықтары мен жауын-шашын түзілуінің факторы болып табылады. ЖЭС тасталымдарында бенз(а)пирен секілді күшті канцерогенді заттың шығарылуы болып табылады, олар онкологиялық ауруларды туындатады. Көмір жағатын ЖЭС тастандыларында кремний мен алюминий тотықтары бар, ал бұл абразивті материалдар өкпе ұлпасын бұзып, силикоз секілді ауру туғызуы мүмкін. ЖЭС жанында күл мен қожылардың жиналуы экологиялық мәселе. Мұндай мәселелер туындамау үшін ұзақ уақыт қолданыстан шығатын және ауыр мен жоғары радиоактивтік больш табылатын металдарды сақтайтын үлкен территориялар қажет. Деректерге сүйенсек, егер қазіргі энергетика тек көмірге негізделсе, онда CO тасталымдары 20 млрд тоннаға (қазіргі кезде 6 млрд т жуық) жетуі, ал бүл шектен асса биосфераны апатты жағдайға әкелетін климаттың өзгеруі мүмкін. Сондай-ақ ЖЭС жылынған сулардың негізгі көзі, бұл сулар өзендер мен басқа су қоймаларына түседі, сөйтіп олардың жылумен ластануына, онымен бірге жүретін тізбекті табиғи реакцияларға (балдырлардың көбеюі, оттектің азаюы, гидробионаттардың өлімі, су экожүйелерінің батпақты жүйелерге айналуы) жүруіне әкеледі. Сондықтан ғалымдардың болжамы бойынша, табиғи ортаны сақтау мақсатында 2020 жылға дейін жер қойнауынан алынатын отындардың 2,5 млрд тоннасы зияндығы аздау отын түрлеріне ауыстырылып, яғни сарқылмайтын энергия ресурстарын пайдалануға көшіп, ал олардан алынатын электр энергиясының мөлшерін 8%-ға дейін жеткізу керек деген болжам бар.
Шымтезек (торф). Шымтезекті кең масштабта алу және энергетикада қолданудың қоршаған ортаға тигізетін теріс салдары бар. Оның ішінде әсіресе су жүйесі режимінің бұзылуын, ландшафттың жэне щымтезек алынған жердің топырақ жамылғысының өзгеруін, жергілікті тұщы су көздері сапасының нашарлауы мен ауа бассейнінің ластануы, жануарлардың тіршілік жағдайының кенет өзгеруін жатқызуға болады. Шымтезекті тасымалдау және сақтауға байланысты да біраз қиыншылықтар туындайды.
Сұйық отын. Дүниежүзілік мұнай қоры 840 млрд т шартты отын шамасында, оның 10%-ы нақты анықталған, ал 90%-ы болжамды қорлар. Дүниежүзілік нарықты негізгі мұнаймен қамтамасыз ететін Таяу және Орта Шығыс елдері (олардың үлесіне 66%), Солтүстік Америка, Ресей (оның үлесі 8-10%) және т.б. елдер.
Қазақстан әлемде мұнай қоры бойынша 7-орында, ал жылына өндірілетін мөлшері 75-80 млн т. Электр энергиясын өндіруде жылу көздерінің үлесі 80-85%-ға дейін азаюда. Өнеркәсібі дамыған елдерде мұнай мен мұнай өнімдерін негізінен транспорт қажеттілігін қамтамасыз етуге пайдаланады. Мысалы, АҚШ-та мұнай (1995 жылғы мәлімет бойынша) жалпы елдің электр балансының 44%-ын, ал электр энергиясын алуда — тек 3%-ын құрайды. Ал Ресейде энергия өндіруде мұнайдың үлесі 10%-дан аспайды.
Отынды жағу — тек энергия алудың көзі ғана емес, сонымен бірге қоршаған ортаны ең негізгі ластаушы заттар шығарушы. Сұйық отынды жаққанда түтін газдарымен атмосфералық ауаға түсетіндер: күкірт және күкірт ангидриттері, азот оксидтері, ванадий қосылыстары, натрий тұздары, сол сияқты жанармай жанатын қазандарды тазалағанда түсетін заттар. Экологиялық тұрғыдан сұйық отын тазалау болады. Оған күл сақтайтын территория қажет емес, бірақ күл тозаңдары желмен үшып ауаны ластауы мүмкін. Сұйық отын (мазут) жағу күл қалдықтарының мөлшерін төмендеткенімен, іс жүзінде күкірт пен азот оксидтерінің шығарылу мөлшері азаймайдьь
Табиғи газ. Дүниежүзілік табиғи газдың қоры 300-500 трлн м3. Табиғи газ қорлары үлкен бірнеше мемлекет бар, соның ішінде Ресейдің үлесі 30%, Қазақстанда 5 трлн м3. Жыл сайын Ресей 800-850 млрд м3 табиғи газ өндірсе, Қазақстанда 5-7 млрд м3 шамасында өндіріледі.
Газ отыны атмосфералық ауаны мазутпен салыстырғанда үш есе, ал таскөмірден бес есе кем ластайды.
Табиғи газды жаққанда ең негізгі атмосфераны ластаушылар — азот оксидтері. Бірақ ЖЭС көмірді жаққаннан табиғи газды жаққанда азот оксидтерінің шығарылымы 20%-дан кем болады. Бұл отынның қасиетімен емес, жағу барысының ерекшелігімен байланысты. Сонымен, жану барысында азот оксидінің бөлуін салыстырсақ табиғи газ ең таза экологиялық энергия отыны болып табылады.
Қолданылған әдебиеттер: Рыскиева Г.Ә., — Алматы: Өнеркәсіп экологиясы, 2011. -262 бет.
