21 Октября 2020

Влияют по-разному

Выбросы загрязняющих веществ в атмосферу являются, безусловно, одной из основных экологических проблем тепловой генерации во всем мире. Но как разные по масштабу источники тепла влияют на качество воздуха?
Поделиться в социальных сетях

Это вторая глава спецдоклада, а первую можно прочитать по этой ссылке

Производство электрической и тепловой энергии на любой ТЭС (не только угольной), а также только тепла – на котельной, априори сопровождается негативным воздействием на окружающую среду. И не только в виде выбросов в атмосферу вредных газообразных продуктов сгорания и твердых зольных частиц, в том числе и от пыления открытых складов угля, но и сбросов загрязненных стоков в гидросферу, и изъятием значительных земельных площадей под размещение ЗШО. Однако атмосферные эмиссии загрязняющих веществ (ЗВ) являются, безусловно, одной из основных экологических проблем тепловой генерации во всем мире. 

С точки зрения обывателей «виноваты» во всем и всегда, конечно, исключительно крупные источники – их высокие дымовые трубы заметны издалека, в то время как выбросы локальных котельных не дают дышать только тем, кому не повезло поселиться поблизости. Если считать «по валу», то влияние трех угольных ТЭЦ СГК на качество воздуха в Красноярске действительно покажется весьма существенным. По данным из Госдоклада о состоянии и охране окружающей среды в Красноярском крае (их ежегодно выпускает краевое минэкологии), по итогам 2019 года суммарно ТЭЦ-1, ТЭЦ-2 и ТЭЦ-3 выбросили в атмосферу города 38,2 тыс. тонн ЗВ (с 2010 года объемы сократились на 28%).

Много эти или мало? Суммарная эмиссия ЗВ в любом городе складывается из вкладов от стационарных (в которых учитываются все дымовые трубы, в том числе заводские) и от передвижных источников (автотранспорта). В целом по Красноярску по итогам 2019 года «стационарные» выбросы составили 110,1 тыс. тонн, а передвижные –76,3 тыс. тонн (в сумме, таким образом, 186,4 тыс. тонн). Таким образом, доля ТЭЦ в первом случае – порядка 35%, во втором – 20%.

Снимок экрана 2020-10-19 в 12.25.37.png

Объемы выбросов от котельных, по данным из Схемы теплоснабжения города, можно оценить еще в 23-25 тыс. тонн в год. С учетом вклада АИТ и печного отопления (минимальная оценка – 4-5 тыс. тонн в год, максимум – до 11 тыс. тонн), суммарный вклад всего отопительного сектора в ежегодную эмиссию ЗВ в Красноярске колеблется между 65 и 75 тыс. тонн. Что сопоставимо с выбросами от автотранспорта, и больше, чем годовая эмиссия одного КрАЗа (по официальным данным, порядка 55-57 тыс. тонн в год). 

Основные вредные вещества, которые выбрасывают все источники тепла, хорошо известны: это зола твердого топлива (нормируется как пыль неорганическая с содержанием 70-20% двуокиси кремния), оксид и диоксид азота, диоксид серы (или сернистый ангидрид), оксид углерода (СО), сам углерод (в простонародье, сажа), а также бенз(а)пирен. В этот «букет» можно включить еще и парниковые газы, тот же CO2, но в России такие выбросы пока не считаются проблемой – несмотря на то, что наша страна ратифицировала Парижское соглашение по климату. По данным того же Госдоклада, более половины суммарных выбросов от стационарных источников в Красноярске приходится на… СО, примерно четверть – на диоксид серы и окислы азота.

Снимок экрана 2020-10-19 в 12.31.30.png

Наибольшую среди энергоисточников города величину в валовых выбросах составляют выбросы от ТЭЦ. Данный факт объясняется тем, что большее количество потребителей города снабжается теплом от ТЭЦ. Но по ряду некоторых ЗВ (сажа и СО) котельные выбрасывают больше, чем ТЭЦ. Связано это, в том числе, с разными технологиями сжигания угля.

«Более эффективно очистка дымовых газов (по твердым веществам – сажа, бенз(а)пирен, пыль неорганическая) осуществляется на ТЭЦ. Это объясняется как использованием более совершенных систем очистки уходящих газов (значительная часть выбросов ТЭЦ очищается в электрофильтрах, которые гораздо эффективнее циклонов и батарейных циклонов). Также меньшие значения выбросов по твердым веществам связаны с более эффективным и полным сжиганием топлива на ТЭЦ, - сказано в Схеме теплоснабжения города. – При том что нагрузка потребителей, подключенных к котельным, составляет менее 30% от суммарной тепловой нагрузки потребителей города, валовые выбросы неорганической пыли (вещество, по которому в атмосфере города наблюдается превышение ПДК) составляют около 40% от валовых выбросов энергоисточников города».

Удельные валовые выбросы ЗВ (величины годовых выбросов, отнесенной к величине присоединенной тепловой нагрузки), кроме показателей по диоксиду серы, на крупных источниках тоже ниже, чем на котельных. Данные взяты из главы №19 актуализированной на 2019 год Схемы теплоснабжения Красноярска (если кому интересно, там со стр. 36, например, перечислены объемы каждого из нормируемых ЗВ, вылетающих из конкретной дымовой трубы ТЭЦ и котельных).

Снимок экрана 2020-10-19 в 13.01.47.png

Однако валовые и удельные показатели, на самом деле, особо ничего не показывают. «Это, увы, главенствующий сейчас, но в корне неверный подход, схожий с замером средней температуры по больнице или средней зарплаты по региону. Оценивать вклад источников тепла в загрязнение атмосферы на конкретной территории только по валовым объемам выбросов – это ошибка, методологически неправильный подход», - отмечает Алексей Романов, основатель a2 research & development lab, доцент кафедры геоинформационных систем Института космических и информационных технологий Сибирского федерального университета (интервью с ним читайте здесь). Для обычного горожанина важнее, как тот или иной источник тепла влияет на качество воздуха в приземном слое, высотой до 500 метров (максимум, до 1 км) от земли – то есть там, где все мы живем и дышим. 

Так вот, в соответствии со Сводным томом ПДВ Красноярска, основное влияние на загрязнение воздуха по большинству ЗВ в городе оказывает автотранспорт, что типично для крупных муниципалитетов с развитой транспортной инфраструктурой. А, по данным территориального Центра по мониторингу загрязнения окружающей среды Среднесибирского УГМС, в 2013-2017 годы приоритетными загрязнителями атмосферного воздуха в Красноярске были бенз(а)пирен, формальдегид и взвешенные вещества (та самая пыль неорганическая). По итогам прошлого года в число приоритетных ЗВ Росгидромет включил еще аммиак и диоксид азота.

С точки зрения здоровья человека, самым страшным загрязнителем воздуха стоит считать бенз(а)пирен – этот представитель семейства полициклических углеводородов обладает сильнейшей канцерогенной активностью и чрезвычайной токсичностью. И по степени воздействия на организм относится к I классу опасности. При этом, по данным из актуализированной на 2021 год Схемы теплоснабжения Красноярска, вклад объектов теплоэнергетики в загрязнение атмосферы «по бенз(а)пирену… очень мал в сравнении с фоновыми показателями (величину которых определяют в основном выбросы алюминиевого завода и автотранспорта)».

Так, суммарные выбросы бенз(а)пирена от всех трех ТЭЦ СГК составляют 12,95 кг/год, от всех остальных котельных – примерно столько же, 12 кг/год, а от автотранспорта – около 5 кг/год. При этом один КрАЗ в год выбрасывает… 1,7-1,9 тонн этого ЗВ! 

Но, опять же, важен не валовый показатель: промышленный гигант дымит на окраине Советского района, причем, как и на ТЭЦ, дымовые газы там отводятся через высокие трубы с большим радиусом рассеивания. А вот бенза(а)пирен, выделяемый печками в частном секторе, а это, между прочим, 69,7 кг в год, оседает прямо в жилой зоне с плотной застройкой, что радикально усугубляет ситуацию именно в приземном слое (аналогично влиянию и автотранспорта). Один килограмм угля, сожженный в бытовой печи, выбрасывает бенз(а)пирена в 370 раз (!!!) больше, чем то же кило, но сгоревшее в котле ТЭЦ.

По данным из доклада питерского Института проектирования, экологии и гигиены «Оценка влияния объектов теплоэнергетики и печного отопления частного сектора на загрязнение атмосферного воздуха г. Красноярска», проведенного в ноябре 2018 года, еще одним доминирующим ЗВ от отопительных приборов частных домовладений является СО (отсюда и высокая доля – более половины – этого загрязнителя в общем объеме выбросов от стационарных источников по городу).

Печки в частном секторе Красноярска выделяют 69,7 кг бенз(а)сирена в год, которые оседают прямо в жилой зоне с плотной застройкой.

Долгие годы уровень загрязнения атмосферы в Красноярске Росгидрометом, который в России отвечает за подобные диагнозы, оценивался как «очень высокий». Но по итогам 2019 года город неожиданно покинул Приоритетный список наиболее грязных муниципалитетов, «в основном за счет снижения концентраций бенз(а)пирена в период отопительного сезона». И вошел в группу городов с просто «высоким» уровнем загрязнения. Сократилось в прошлом году и число случаев высокого загрязнения бенз(а)пиреном – с 24 до 15. «Одной из причин данного факта являются метеорологические условия года, способствовавшие более активному очищению атмосферного воздуха, особенно в холодный период года (январь-март, октябрь-декабрь). Отмечено снижение повторяемости приземных инверсий, застоев, слабого ветра, которые способствуют накоплению загрязняющих веществ в приземном слое атмосферы, и одновременно увеличение количества дней с осадками», - объяснили в Росгидромете. 

Однако кроме природы и погоды помогла и… зимняя Универсиада-2019, на время проведения которой в частном секторе было решено провести эксперимент по «замене угля на альтернативные виды топлива». Хотя в докладе Росгидромета не сказано, о каких альтернативных видах идет речь, очевидно, что о термококсе – бездымных угольных брикетах, которые СУЭК делает на своем предприятии в Шарыпово. Именно это топливо зимой прошлого года и поставляли частникам – и эффект даже от тестовых топок оказался невероятным! Впрочем, на общую ситуацию повлиял и тот факт, что «зима 2019 года стала аномально теплой, что позволило частично снизить нагрузку на отопительную систему» Красноярска. 

За счет погоды и Универсиады, по сравнению с 2018 годом, в воздухе в прошлом году Красноярска снизились концентрации взвешенных веществ (на 12%), оксида азота (на 36%), фенола (на 30%), фторида водорода (на 50%), формальдегида (на 13%) и бенз(а)пирена (на 40%). Но были почему-то зафиксированы максимальные из разовых концентраций хлорида водорода. В Списке городов с высоким уровнем загрязнения атмосферы (всего в нем 22 муниципалитета) Красноярск все же остался. Но даже беглый взгляд на данные Росгидромета показывает, что теплоснабжение – лишь один из «виновников» низкого качества воздуха в Красноярске. 

«В целях минимизации вредного воздействия на окружающую среду» в Схеме теплоснабжения города обозначены следующие направления: максимальная загрузка ТЭЦ, оснащенных современными системами очистки уходящих газов, модернизация газоочистного оборудования на всех энергоисточниках, «минимизация строительства новых источников в существующих и планируемых к застройке микрорайонах жилого назначения (а в случае строительства – использование НДТ очистки уходящих газов)». Фактически, речь идет о сценарии последовательного улучшения того, что уже есть, с движением к максимально возможному в условиях крупного мегаполиса уровня централизации СЦТ.

«Даже если сегодня взять и угольные ТЭЦ перевести на газ или, например, на атомную энергию, экологическая ситуация в городе существенно не изменится, Красноярск практически не заметит этого», - подчеркивает Алексей Романов. Заниматься нужно сразу и всем – в том числе и котельными, и частным сектором, и коммерческими АИТ. Только в таком случае эффект окажется ощутимым всеми горожанами. «Вообще в идеале должна остаться одна большая энергетика и больше ничего, ТЭЦ должны снабжать весь город. Понятно, что при этом должен быть и какой-то альтернативный запас прочности, в сибирском климате это обязательное условие. Но угольная генерация должна реализовать все современные технологии очистки дымовых газов, которые давно уже есть в мире», - уверен исполнительный директор федеральной открытой экологической платформы «Российские Зеленые» Сергей Шахматов.

Более подробно - в интервью ниже.

Продолжение читайте в главе №3

Александр Попов Учредитель и шеф-редактор «Кислород.ЛАЙФ»
Если вам понравилась статья, поддержите проект