21 октября 2020

«В идеале в Красноярске должны остаться ТЭЦ и больше ничего»

«Угольная генерация должна реализовать все современные технологии очистки дымовых газов, которые давно есть в мире. Это совсем не фантастика, а вполне реальная перспектива – за границей есть угольные ТЭЦ с нулевыми выбросами».
Поделиться в социальных сетях

Это интервью подготовлено для спецдоклада «Как сделать теплоснабжение Красноярска более экологичным?».

- Является ли угольная генерация реальной экологической проблемой для Красноярска, или этот вопрос сильно мифологизирован?

- Первое – нужно определиться, что мы подразумеваем под угольной генерацией. Очевидно, что это все виды и типы источников, которые работают на угле. Первое – это большая генерация: три ТЭЦ СГК, а также несколько очень крупных котельных, которые можно пересчитать по пальцам двух рук – «Фарм-Энерго», «КраМЗ-Энерго», ЭВРЗ и др. Несмотря на то, что в отличие от ТЭЦ, они не работают в режиме когенерации, они схожи с ними по мощности, высоте труб, наличию систем фильтрации.

Второе – это средняя генерация, котельные – не только те, что работают в рамках централизованной системы теплоснабжения, но и ведомственные, которые генерируют тепло или пар не для продажи, а для собственных нужд. По нашим оценкам, таких источников в городе – около сотни, с учетом производственных котельных, которые население теплом не обеспечивают.

Третье – все коммерческие автономные источники теплоснабжения (АИТ), мощностью от 25-50 кВт и до 1 МВт. Этот класс источников сильно вырос примерно за последние десять лет, до около 1000 таких источников – при автоцентрах, мебельных цехах, торговых павильонах, всевозможных мастерских, складов, производств и т.д. И четвертое – это печное отопление, частные АИТ в жилых домах. Около 15 тысяч таких источников расположены в черте города, а ведь есть еще и трансграничный перенос из тех массивов частного сектора, которые выросли за границами Красноярска, в Емельяновском, Березовском и Дивногорском муниципальных округах, а также всяких расположенных там СНТ. Эти источники обеспечивают огромный вклад в загрязнение Ветлужанки или, допустим, части Октябрьского района, включая, в том числе, Академгородок и Студгородок. Просто роза ветров такая: северо-западная, западная, юго-западная. В других частях города такие переносы не существенные.

Исходя из всех исследований, которые мы проводили, изучая все эти четыре сегмента, можно сделать однозначный вывод, что они оказывают очень разное влияние на качество атмосферного воздуха в приземном слое, высотой до трех метров, на территории Красноярска. Причем различается оно также в зимние и летние периоды, а также во время режимов НМУ. Со мной многие ожесточенно спорят и не соглашаются, но факт остается фактом: если взять, например, всю тепловую генерацию в отопительный сезон, и ввести режим НМУ, когда нет ветра и рассеивания загрязняющих веществ (ЗВ) тоже фактически нет, то вклад в загрязнение приземного слоя атмосферы, например, от печного отопления составит до 40%, чуть меньше половины. Остальная доля – это крупные ТЭЦ, средние котельные плюс ведомственные и коммерческие АИТы. 

- Почему так происходит?

- Ответить на этот вопрос можно, вспомнив школьный курс физики. Все можно объяснить физическими процессами рассеивания загрязняющих веществ и метеоособенностями. Первое: все эти источники – очень низкие, соответственно, рассеивание у них происходит на достаточно ограниченной площади, как правило, это сотни квадратных метров. Но так как по территории Красноярска таких труб раскидано очень много, то своим локальным рассеиванием они покрывают больше половины города. По нашим оценкам, 60-65% площади. Все вредные вещества вылетают, условно говоря, из 20-метровой трубы, пролетают еще 20-30 метров и падают на этой окружности. Котлы обычно старые, советские, там чудовищные недожиги топлива, нет никаких систем фильтрации и очистки дымовых газов – все, что сгорело, все это и вылетело (за исключением золы, конечно). Соответственно, концентрации ЗВ в этих дисперсионных пятнах зашкаливают – само пятно вроде как маленькое, но пятен много и площадь покрытия получается большая. Большое количество народу, проживающее в этих дисперсных пятнах, подпадает под риски заболеваемости.

http://www.thefacts.media/
Сергей Шахматов, исполнительный директор федеральной открытой экологической платформы «Российские Зеленые»
Снимок экрана 2020-10-14 в 15.49.01.png

- А какие загрязняющие вещества преобладают в этих выбросах?

- Да весь букет, который получается при сжигании такого органического топлива, как уголь: оксиды и диоксиды углерода, азота и серы, бенз(а)пирен и даже тяжелые металлы. Что интересно: например, вклад в загрязнение воздуха от средней генерации – ведомственных котельных, у которых трубы обычно уже выше, и какое-никакое очистное оборудование к котлам прикручено – достаточно серьезный, потому что и объемы угля они сжигают намного больше, чем частные АИТы. Но при этом заметна картинка и более качественного рассеивания, а также, за счет более высоких температур в факеле котла, более полного сгорания топлива. Тот же бенз(а)пирен, фактически, на таких котельных уже весь сгорает еще в технологическом процессе. А взвешенные вещества, пыль – разлетаются на достаточно серьезные расстояния. Как правило, если дымовые трубы высотой 50-70 метров, то выбросы выносит на 100-120 метров и там они уже начинают рассеиваться в километровые радиусы. Мы же понимаем, что на такой высоте ветер есть практически всегда, так что все ЗВ там вступают в реакцию с элементами атмосферного воздуха, выпадают в виде оксидов, или вообще улетают за границу города. Особенно если такая котельная стоит на окраине. И вот за счет этих особенностей вклад от средних источников в загрязнение воздуха мы оцениваем в 20-25%, не больше, и то это если берем режим НМУ, когда безветрие. 

- Крупные ТЭЦ, получается, еще меньше влияют?

- Да. Дымовые трубы выше 150-200 метров, котлы мощнее, температура в факеле очень высокая – ТЭЦ, к примеру, фактически вообще не выбрасывают бенз(а)пирена. На все три станции СГК – не больше 8 кг в год, по нашим расчетам! Это мизер на самом деле. Если взять только частные и коммерческие АИТы, а также печное отопление, то есть около 16 тысяч низких источников, то, мы рассчитали, только за отопительный сезон (они же летом не работают обычно, в отличие от ТЭЦ – этот нюанс тоже нужно учитывать) от них вылетает 1000 кг бенз(а)пирена. Как говорится, почувствуйте разницу!

При том что низовой кластер в год сжигает порядка 150-170 тысяч тонн угля, средние котельные – еще 500-700 тысяч, может, под миллион. А три ТЭЦ СГК – порядка 5 млн тонн угля. Объемы несопоставимые, а бенз(а)пирен по нисходящей, наоборот, идет. Все зависит от температуры сжигания. В обычной печке это 380-360-400 градусов, в средней энергетике – это 400-500 градусов, а в котлах ТЭЦ температура начинается от 650 градусов. Там идет пережог самых вредных и самых токсичных загрязняющих веществ. 

- А что с рассеиванием от крупных ТЭЦ?

- В большой генерации мы почти не видели, если не брать фонарные выбросы около самой ТЭЦ, следов в приземном слое, каких-то превышений концентраций ЗВ больше одного ПДК. Отсюда понятный вывод: чем выше источник выбросов, тем более плотное у него рассеивание, и соответственно, легкие фракции загрязняющих веществ вообще уносятся ветром далеко за город. Единственное, когда мы изучали шлейф «взвешенных» от ТЭЦ-1, то экспериментальным путем определили, что в приземном слое в концентрации больше 1 ПДК попадает при преимущественных метеоусловиях площадь города, где проживает не более 80 тысяч человек, в основном жители Ленинского и Советского районов. К слову: в сравнении с АИТами, под «пепел» в концентрациях, превышающих санитарные нормативы, попадает площадь, на которой проживают более 360 тысяч красноярцев, а в НМУ и того больше.

Влияние ТЭЦ можно оценивать по трансграничным переносам, на территорию, куда оседает основная часть так называемого пепла. Как правило, от станции, на которой труба выше 150-200 метров – от пяти километров и дальше. Кстати, если на станции нет электрофильтров – это пепел, это взвешенные, в которых адсорбированы все загрязняющее вещества. А там, где есть фильтры, особенно электрические (а сейчас ими не оснащена только ТЭЦ-1), выбросы вредных веществ и пыли мизерные. Перед такими объектами можно ставить вопросы улавливания газообразных загрязнителей и мелкодисперсной пыли, т.н. PM2,5. Именно в ней адсорбируется большая часть газообразных загрязнителей, и, соответственно, металлов. Ее глазами не увидеть, она легкая, и ее уносит на 20-30-50 километров от трубы, в зависимости от текущих метеопараметров. Все любят смотреть с Октябрьского моста на ТЭЦ-1 и на шлейф из ее труб. Но почему-то никто не показывает на шлейф от труб ТЭЦ-3 и ТЭЦ-2. Почему? Потому что этого шлейфа нет, потому что все взвешенные вещества остаются в электрофильтрах. Как только поставят на ТЭЦ-1 электрофильтры – не будет никакого шлейфа видно, получим предприятие-лапочку с белым факелочком, который растворяется в небе и никому не виден.

Снимок экрана 2020-10-14 в 15.48.23.png

Соответственно, как только эта фракция будет убрана, то газообразные выбросы в атмосферном воздухе, тем более, если они выброшены на серьезном расстоянии от земли, либо абсорбируются в мелкодисперсную пыль, которая так и дальше продолжает лететь, и концентрации просто тают на глазах. Либо они будут, особенно летом, переходить в какие-то другие вещества. Допустим, летом в Красноярске достаточно серьезно вырастают концентрации формальдегида. При том что в городе нет техногенного формальдегида почти. Почему? Потому что летом в ходе реакций фотосинтеза и высоких температур в средних слоях, те газообразные загрязняющие вещества, которые все еще вылетают и никакими фильтрами не ловятся (диоксид азота, оксид углерода и т.п.), начинает распадаться и собираться в формальдегид. Это называется «природная генерация» формальдегида, и мы с этим ничего не сделаем, если не будем бороться со снижением эмиссии CO2, то есть парникового эффекта, и окислов азота. Причем этот формальдегид, как только температура падает до плюс 15 по Цельсию, исчезает.

- А аммиак в воздухе откуда берется?

- Аммиак и сероводород – это все производные от наших объектов захоронения или рекультивации отходов, потому что свалочный газ и процессы гниения на этих больших объектах никто не отменял. А объекты эти (Шинник, Бадалык) эксплуатируются десятилетиями. Но есть и несанкционированные свалки, которые просто гниют и генерят свалочный газ, в состав которого и входит сероводород, аммиак и метан. А второй очень большой источник выделения этих загрязнителей, в том числе и в приземные слои – это правобережные и левобережные очистные сооружения. И есть еще третий источник – кладбища, где генерируется метан, сероводород и т.п. Вот у нас Черемушки и задыхаются – там и Шинник, и кладбище огромное.

К сожалению, население, обеспокоенное плачевной ситуацией с качеством атмосферного воздуха, показывает пальцем на то, что заметно. А заметны высокие трубы ТЭЦ. По факту же вклад именно этих источников в загрязнение приземного слоя сильно преувеличен. Это не значит, что энергетикам можно расслабиться и курить бамбук – как я уже говорил выше, нужно решать проблему с мелкодисперсной пылью и взвешенными, особенно от ТЭЦ-1. И вторая тема очень большая – это парниковый эффект, это выбросы CO2. Если загрязняющих веществ три угольных ТЭЦ выбрасывают порядка 40 тысяч тонн в год, то парниковый след начинается от 5 млн тонн СО2-эквивалента. Угольная генерация – один из главных эмитентов парниковых выбросов. Сегодня, может, проблема и не стоит, кажется не первостепенной, но это стратегический вопрос, который однажды придется решать. И как бы не пришлось делать это в спешке.

- Какой сценарий экологизации теплоснабжения Красноярска кажется вам наиболее реальным в среднесрочной перспективе?

- Я полагаю, что прежде всего в городе должен исчезнуть как класс или максимально заместиться именно низовой кластер теплоэнергетики, так называемые частные и коммерческие АИТ. Не важно, за счет чего – или это будет электроотопление (что сейчас предложили «Россети»), или термококс. Возможно, даже газификация, если она случится когда-нибудь. Это вопрос экономики, тарифообразования. К замещению более экологичными видами топлива нужно относиться не просто осторожно, а внимательно рассчитывать все последствия не только экологические, но и экономические – это первое.

Вторая тема, которая сейчас реализуется – это замещение ведомственных и средних котельных, с переключением их нагрузок на ТЭЦ. Интересно при этом, что рост тепловых нагрузок на объектах когенерации не приводит к кратному увеличению выбросов – за счет более эффективного использования оборудования на крупных ТЭЦ. По итогам 2017-2019 годов благодаря замещению семи или восьми котельных, в том числе из структуры «Краскома», СГК обеспечила сокращение выбросов на 4 тысячи тонн. Это очень серьезная цифра для города, потому что общая нагрузка, если брать все типы источников, это по официальным оценкам вместе с автотранспортом – около 190 тысяч тонн. И 2%-ное сокращение за три года – это серьезная заявка, так скажем. За 10 лет можно получить минус 20%, если увеличить количество замещаемых котельных. Это все должно входить в первый этап вместе с замещением частных и коммерческих АИТ, то есть все-таки снижение доли средней генерации.

Более масштабная тема с точки зрения эволюционного процесса, - это модернизация, которая тоже здесь уже началась, крупной генерации. 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. Это совсем не фантастика, а вполне реальная перспектива – за границей есть угольные ТЭЦ с нулевыми выбросами. Если на наших ТЭЦ доведут до европейского уровня системы очистки, то вполне можно будет смириться с фонарными выбросами – они будут только в пределах санитарно-защитных зон. Я считаю, это достаточно приемлемо именно для большого города, который находится в таких климатических условиях, как Красноярск.

А третий этап – это уже фантастика: возможно, переход на электроотопление за счет ГЭС, или других технологий ВИЭ. Это все вопрос опять же экономики. Будущее энергетики, теплоэнергетики, конечно, должно исходить из, в первую очередь, устойчивого развития окружающей среды, при рациональном использовании природных ресурсов и сочетания экологических, социальных и экономических аспектов.

«Если на наших ТЭЦ доведут до европейского уровня системы очистки, то вполне можно будет смириться с фонарными выбросами – они будут только в пределах санитарно-защитных зон».
Александр Попов Учредитель и шеф-редактор «Кислород.ЛАЙФ»
Если вам понравилась статья, поддержите проект