Система природоохранной политики в рф.

В основе политики РФ по охране окружающей среды лежат стандарты, земельные, водные и воздушные кадастры, а также законы, связанные с природопользованием.

Система ПДК

Государство считает, что если соблюдать ПДК, то люди будут жить долго и болеть мало (без видимых потерь здоровья в активном возрасте). Верхний предел ПДК четко не установлен (за время трудовой деятельности, до выхода на пенсию, в зрелом возрасте).

У этой системы 2 проблемы:

1. Установление уровня ПДК и выяснение насколько надежны и обоснованны эти ограничения;

2. Определение насколько обоснован список веществ, по которым установлен ПДК.

Нормы ПДК везде разные. ПДК измеряется в концентрации. Для сбросных вод электростанции также установлены нормативы.

Система ПДВ и ПДС

Субъекты РФ устанавливают ПДВ и ПДС с таким расчетом, чтобы не нарушить ПДК. Они рассчитываются по специальной методике.

Система контроля и наказаний

Выбросили ненамного больше – 2-кратный тариф;

Выбросили много, но не превысили допустимый лимит – 5-кратный тариф;

Превысили лимит – 25-кратный тариф.

Если же ваше воздействие на окружающую среду имело катастрофический характер, то дополнительно оплачивается ущерб.

Система оценки воздействия на окружающую среду (ОВОС)

Эту систему заимствовали из Америки. Сейчас во всех проектных организациях есть отдел ОВОС, который по специальным методикам оценивает как предприятие повлияет на окружающую среду с точки зрения соблюдения ПДК.

Система оценки воздействия на окружающую среду (ОВОС)
Предпроектная	Проектная	Послепроектная
Осуществляется на уровне технического задания (грубая оценка влияния объекта на окружающую среду)	На данном уровне рассматриваются варианты реконструкции объекта и оценивается его влияние на окружающую среду. ОВОС является обязательным этапом проектирования	Осуществляется в случае, если последствия воздействия влияния электростанции на среду не совпали с проектным ОВОСом, либо есть сомнения. При этом изучается реальная ситуация, происходит поиск причины.

Государственная экологическая экспертиза

Раньше экспертиза применялась только в критических случаях (спорный проект). Сейчас тенденция меняется, существует государственная экологическая экспертиза, через которую проходят ВСЕ проекты.

Система государственного мониторинга окружающей среды

В 90-е годы субъекты РФ создавали собственную систему (первая была в г.Екатеринбурге в 1991 году). Это был уникальный удачный опыт, который в последствии заимствовали Москва, Санкт-Петербург, ХМАО и т.д.

В 2002 году система разрушилась, а в 2004 году начали создавать её заново в наиболее напряженных районах Свердловской области (Каменск-Уральский, Нижний Тагил, Екатеринбург, Первоуральск).

Нужно отметить, что в 1991 году создали небюджетный фонд Свердловской области на реконструкцию оборудования электростанций. С помощью него за первую половину 90-х годов обновили порядка 30% оборудования электростанций.

Система экологического аудита (частная система)

Создавалась по образцу Евросоюза. Идеей этой системы является проведение частной экспертизы специализированными фирмами. Отметим, что данная система в РФ прижилась и работает достаточно эффективно.

Система международных договоров

РФ состоит в сотнях договоров и соглашений по охране окружающей среды (защита климата, океанов, озонового слоя и т.д.). Для энергетики северо-западных областей важными являются соглашения по защите Баренцева и Балтийского морей.

Некоторые виды твердых и газообразных выбросов с Кольского полуострова попадают в Норвегию, поэтому по данному вопросу тоже существует масса соглашений.

Самым опасным ограничением для России является соглашение по ограничению оксидов серы, углекислого газа и метана, т.к. в нашей стране нет эффективных систем сероочистки на электростанциях. Но, интересен тот факт, что Россия выполняет эти соглашения путем замены твердого топлива на природный газ. Обратная замена топлива на уголь, вследствие исчезновения газовых месторождений, будет для России фатальной.

Одним из важнейших соглашений, в состав которого входит РФ, является Киотский протокол.

Принципы экологического контроля электростанций в наиболее развитых странах

На сегодняшний день наиболее эффективной системой контроля ограничений влияния хозяйственной деятельности на среду имеет место в Скандинавских странах, Центральной Европе, Германии, некоторых штатах США, Израиля, Канады, Австралии.

Более строгая система в США и Германии. Более гибкая система в Скандинавских странах. В 90% случаев в них реализуется наиболее совершенная система, но не самая эффективная, с максимальной изоляцией любого предприятия от местной экологической системы путем достижения:

- предельной экономии топлива на выработку единицы продукции (предельное уменьшение удельных затрат топлива на совместную или раздельную выработку тепловой и электрической энергии).

Последние двадцать лет отчетность идет интегрировано через удельные нормативы, через уменьшение выбросов углекислого газа (климатообразующего газа) на единицу отпускаемой энергии.

По мнению ведущих зарубежных специалистов центральной, северной и восточной Европы, Канады, США, Израиля, Японии, Индии, чем ниже показатель выбросов климатообразующих газов на единицу продукции, тем страна более развитая.

Чаще всего этот показатель дополняют другим:

г СО₂, выброшенного в атмосферу / 1$ ВВП страны, приходящийся в год на одного жителя страны. Это самый подлинный, объективный и правдивый показатель эффективной экономики с предельно высоким уровнем жизни и научно-технологическим лидерством в стране. Согласно этому показателю:

1 место занимает Япония;

2 место Скандинавия, Германия, Канада, Ю. Корея.

3 место США

Эти страны обладают самой конкурентоспособной промышленностью, наукой, медициной, биологией, научной продукцией, являются странами с самой высокой продолжительностью жизни, имеют развитую систему социальной политики и поддерживают высокий уровень жизни.

Поэтому они являются главными лоббистами политики защиты климата в мире, так как они обгоняют всех, навязывают свои технологии.

Этапы:

1. Развитие системы удельных нормативов на все выбросы и стоки. За счет этой технологии внедряются новые технологии очистки.

2. Введение политики защиты климата за счет снижения расхода топлива и уменьшения затрат энергии на собственные нужды.

Удается создать самую эффективную в мире технологию производства, распределения и потребления энергии всех видов.

В современных странах КПД нетто по циклу Ренкина не является единственной и определяющей характеристикой электростанции. Кроме него чаще используется коэффициент эффективности. Он имеет совершенно другое содержание, чем аналог в РФ. Коэффициент эффективности является КПД по полному использованию энергии сожженного топлива.

На современных электростанциях Европы это топливо идет на производство электроэнергии на тепловом потреблении (как на старых российских электростанциях).

Если отказаться от любых теорий в пользу защиты климата или против нее, предельное уменьшение удельных выбросов СО₂ на единицу отпущенной энергии с ТЭС всегда автоматически означает уменьшение всех остальных выбросов в атмосферу, а при оптимизации утилизационных стоков приведет к возможности полного уменьшения водных стоков с электростанции.

Это не исключает того, что нам необходимо уменьшить до предела выбросы и стоки по всем токсичным и вредным веществам.

Этому и служит европейская система удельных нормативов на выбросы и стоки (самая совершенная система – немецкая).

Все это привело к тому, что последние РоРО15-20 лет состояние окружающей среды и экологической системы Европы постоянно улучшается при одновременном, хоть и медленном, росте экономики, уровня и качества жизни.

Эффективные системы управления природоохранной политикой в развитых странах.

Государственная система контроля и сохранения среды имеет пирамидальную структуру в 4 уровня:

1 УРОВЕНЬ:

Государственные или межотраслевые стандарты (ПДК, система основных удельных нормативов по выбросу газов, водных стоков и твердых компонентов).

2 УРОВЕНЬ:

Отдельная межотраслевая государственная и негосударственная система вредных выбросов и сбросов. Она равносильна государственному уровню, но чаще всего она жестче, чем 1 уровень, так как особенным образом ограничивает определенные загрязнители на производстве.

3 УРОВЕНЬ:

Отраслевые нормативы. Они могут совпадать со 2 уровнем, но чаще всего они шире, подробнее и жестче.

4 УРОВЕНЬ:

Удельные нормативы отдельных фирм и крупных компаний. У самых передовых фирм эти требования самые жесткие.

Есть один нюанс: кроме обязательного исполнения норм, главными являются те нормы, которые введены властью субъектов федерации или города (штаты США, земля и вольные города Германии). Принципиальное отличие заключается в том, что эти нормы являются главными, правительство страны не имеет право вмешиваться в них, изменять и навязывать свое мнение.

В маленьких странах ситуация еще жестче. Там вообще не работающей пирамиды, есть нормативы, соответствующие нормативам крупных городов. В них вся власть по природоохранной политике передана общинам (в их состав входят порядка 11000 человек) – это мелкая административная единица, органы местного самоуправления. При общине избирается комитет, не связанный с промышленностью, торговлей (в его состав входит порядка 15 человек). Они без всяких нормативов решают можно внедрять технологии или нет.

Калифорнийская система

Совмещает в себе систему контроля валовых выбросов с эффективной европейской системой. Валовые выбросы соблюдает власть.

Суть системы состоит из двух принципиальных позиций

Единый рынок электроэнергии («медная доска»). 7 электрокомпаний Калифорнии вырабатывают электроэнергии на общую сеть, любая организация может покупать электроэнергию на этом едином рынке, а также может заключать договоры с любой из генерирующих компаний

Власть штата рассчитывает общий объем всех валовых выбросов и сбросов за год для соблюдения системы ПДК, делит их на мелкие квоты, которые выставляются на свободную торговлю на специальной бирже для продаж по свободной цене.

Всякий промышленный объект покупает на бирже необходимое количество квот по свободной цене, затем отчитываются. Если много покупателей, то цена на квоты сильно растет.

В 2001 году случился знаменитый на весь мир калифорнийский энергетический кризис. Все электростанции (в том числе и угольные) купили квоты до конца января 2001 года. В это время была очень холодная зима. Это привело к тому, что цены на топливо резко возросли, а квот и денег на топливо не хватало. Вследствие этого самые мощные энергоблоки калифорнийских электростанций встали в конце января. Не смогли запустить веерное отключение, так как нельзя было отключить льготных потребителей. Поэтому рушился рынок электроэнергии.

Результатом этого кризиса явился тот факт, что законодательство штата -неэффективное и оно требует тщательного рассмотрения и замены. Решено было построить 17 ПГУ, которые впоследствии были демонтированы и проданы в Россию. Сейчас калифорнийская система вводится в Техасе и в некоторых других штатах.

В 80-90 годы переход на европейскую систему с дополнением или вытеснением ПДК и ПДВ на удельные нормативы в России не удалось реализовать. Вторая попытка была реализована в 1993-1995 годах с введением ГОСТ на котлы (ГОСТ «Паровые котлы» от 1994 г.) Его ввели в действие с 1995 года.

В данном ГОСТе приведены удельные нормативы на выбросы вредных веществ в атмосферу (ГОСТ-Р50831-95) (табл. 4.1, 2.3, 2.4, 3.1). К большому сожалению эти требования Россия не способна выполнять, т.к.:

1. В стране за 40 лет не создана система сероочистки;

2. Не созданы эффективные горелочные устройства.

Только в последние годы выпускали электрофильтры на германском уровне.

Требования ГОСТ сильно уступают требованиям в странах ЕС по сере, оксидам азота (для сравнения: к 2016 году все котлы ЕС будут допускать выбросы оксидов азота менее 200 мг/м³). Кроме того, не все благополучно с ЗУ (в порядке только на РефтГРЭС).

Для удобства сопоставления удельные нормативы даны в разных единицах измерения:

Выбросы в мг (г)/ГДж (МВт*ч, кВт*ч), но эти единицы используются только в государственной отчетности. На практике же используют мг/м³, приведенные к определенному, желательно одинаковому, показателю.

В США, Японии и странах ЕС мг/м³ приведен к нормальным условиям (760 мм рт. ст., t=0^оС) и сухих газов.

Кроме того, при сжигании твердого топлива все результаты приводятся к α=1,4 (6% - содержание кислорода в уходящих газах). При сжигании газа и мазута относят также к α=1,4 в России, США, а в странах Европы относят к α=1,17 (3% - содержание кислорода в уходящих газах).

По сравнению с европейской системой в России главной проблемой, влияющей на ухудшение состояния здоровья человека, является: 40% - вода, 15% - зола, 35% - атмосфера. В Европе следующие показатели: 10-12% - зола, 25-35% - вода, 60% - атмосфера.

Проблема защиты атмосферы самая сложная, дорогостоящая и системообразующая проблема всей биосистемы страны.

Чем загрязняют атмосферу электростанции?

РОССИЯ: Продуктами сгорания из дымовой трубы:

А)кислород (5-12% при условии работы на твердом топливе)

Б)углекислый газ (6-16%)

В)угарный газ (0-1%)

Г)водород (0-1%)

Д)метан (0,1%) оказывает влияние на климат больше, чем углекислый газ и озон

Е)диоксид серы (0,03-0,55%)

Ж)триоксид серы (0-0,008%)

З)оксиды азота (0,05-0,14%)

(!) НО не учтены главные и самые опасные выбросы:

А)HF

Б)HCl

В)Hg, Tl, Cd

Г)канцерогены, т.е. полициклические ароматические углероды (ПАУ)

Д)токсичные металлы и неметаллы (свинец, мышьяк, Cr, Co, Sb, Cu, Mn, Ni, ванадий, олово)

Е)диоксины и фуроны (Япония)

В нашей стране считается, что если в летучей золе масса токсичных компонентов не превышает 4-7%, то зола безопасна. Такова официальная политика защиты окружающей среды в России, установленная в 2003 г. Необходимо отметить, что перечень так называемых «токсичных веществ» не приведен.

Линейка условной опасности веществ, содержащихся в дымовых газах при сжигании угля

Все вещества можно грубо и условно разложить в линейку, где каждый знак будет означать изменение токсичности примерно на порядок.

А<CO<SO₂+ SO₃= SO_х< NO₂+ NO= NO_х<HCl<HF, металлы и токсичные неметаллы<<Hg,Tl<ПАУ(С₂₀H₁₂)<<<<2,3,7,8 ТХДД

А – нетоксичная летучая зола, в которой нет ртути, канцерогенов, а содержание оксидов кальция и кремния не превышает 15-25%;

CO – общетоксичный газ;

SO₂+ SO₃ – вызывают кислотные дожди, приводят к снижению урожайности зерновых культур в 2-3 раза, уничтожают хвойные леса, плодово-ягодные культуры, разрушают строительные конструкции;

NO_х, CO, ПАУ – создают смоги, удушающие, токсичные и канцерогенные комплексы;

NO_х – образуют слабые кислоты в легких человека, разрушая их, блокируют захват кровью молекул кислорода, раздражают слизистые, в особо сильных концентрациях приводят к смертельному отравлению;

HCl, HF – кислоты, которые сжигают все живое и строительные конструкции;

Металлы и токсичные неметаллы (станум, Ni, Cu, V, Mn, Pb, Cr, As, Sb, Co, Cd) – выборочно действуют на органы, либо являются общеядовитыми и отравляют весь организм, некоторые из них внедряются в генетический код, разрушая его или вызывая мутации;

Hg, Tl – сверхтоксичные вещества, разрушающие йод в организме человека;

ПАУ – их около 160-170 веществ, большинство из них безопасные, но могут вызывать аллергию. Самым сильным является С₂₀H₁₂ (бензопилен), который способен вызывать раковые заболевания;

2,3,7,8 ТХДД – разрушают генетический код во всех клетках, вызывая раковые заболевания, рождение больных людей. Они образуются при сжигании топлива особого состава при наличии в топливе галогенов (дефолиант).

Признание линейки и учёт/неучёт любых из компонентов полностью определяет всю концепцию современных ТЭС.

Проблемы образования и подавления выбросов оксидов азота

Вопреки сложившемуся мнению, азот горит при высокой температуре с поглощением теплоты, т.е. в ходе эндотермичесой реакции.

В процессе горения азота всего может образовываться 6 соединений:

1) N₂O (закись азота)

2) NO (монооксид)

3) N₂O₃

4) NO₂ (диоксид)

5) N₂O₄

6) N₂O₅

Для их образования условием является наступление равновесной температуры порядка 900^oС. Т.е. при данной температуре сколько оксидов азота образуется столько же их разлагается до молекулярного азота. Оксиды азота получаются из азота воздуха.

N₂O (закись азота) получается при t<900^oС, а остальные соединения образуются при температуре равной или выше указанной.

При t=900^oС скорость образования оксидов азота выше, чем скорость разложения. Т.к. на электростанциях сжигание твердого топлива при t<900^oС не осуществляется, то образуются 5 соединений, из которых устойчивыми являются только NO и NO₂.

NO + NO₂ = NO_х

Остальные соединения являются короткоживущие, успевающие разложится до выхода из топки. NO₂ разлагается в атмосфере под действием солнечных лучей в течение 30-40 суток.

NO₂ является кислотным остатком, при попадании на слизистую раздражает ее, а в легких препятствует захвату молекул кислорода эритроцитами, в результате чего организм человека отравляется продуктами жизнедеятельности. Смертельной дозой считается концентрация 500 мг/м³, ПДК устанавливает допустимую концентрацию 0,2 мг/м³.

При сжигании твердого топлива, кроме азота воздуха, в образовании NO_x участвует также связанный азот топлива. При этом содержание NO_x в дымовых газах на 30-40% выше, чем при сжигании природного газа. Т.к. температура горения твердого топлива выше, чем у газа, то это еще более усиливает образование NO_x.

N₂O – это наркотический, «безвредный» (веселящий) газ по мнению отечественных специалистов. Однако, за рубежом считают, что N₂O опаснее в 200 раз, чем NO₂ .

(!) Все технологии низкотемпературного сжигания – это генераторы веселящего газа.

До 1941 года считалось, что азот не горит. Впервые это опровергнул Зельдович Я.Б. (декабрь 1941 г., февраль 1942 г.). В это время он занимался разработками плутониевой бомбы. После чего его персона и его работы были засекречены. Зельдович исследовал цепные реакции взрыва, после которых делал химические анализы. При данных анализах он установил два факта:

А) концентрация оксидов азота в продуктах сгорания взрываемых веществ тем больше, чем выше температура (прямо пропорциальная зависимость);

Б) чем больше свободного кислорода в зоне горения в зоне реакции, тем выше концентрация оксидов азота в зоне горения.

Отсюда напрашивался вывод о том, что для подавления оксидов азота нужно снижать температуру горения и концентрацию кислорода в зоне горения.

При равновесной температуре оксиды азота образуются из молекулярного азота воздуха. Поэтому считалось, что хорошо бы сжигать топливо при температуре ниже, чем равновесная. Отсюда на данную тему разрабатывалось множество диссертаций о низкотемпературном сжигании, вторая идея состояла в снижении концентрации кислорода в зоне горения.

НО при этом возникли следующие проблемы:

1. На всех котлах экономичнее, надежнее и выгоднее факельное сжигание, терять 1-3 % на недожог (снижая при этом КПД нетто) никому не хотелось. Из-за больших потерь эти технологии не оправдали себя.

2. Нельзя сильно снижать содержание кислорода в зоне горения, т.к. увеличивается недожог при сжигании твердого топлива, а высокий избыток воздуха приводит к образованию оксидов азота.

3. Формулы Зельдовича работали только на теории взрывов, при составлении топок они были неверны.

Оказалось, что N и O имеют одинаковые формулы, но пути их образования в зависимости от вида топлива и пути сжигания отличаются.

В 60-70 гг. немецкие и британские исследователи обнаружили, что при медленном сжигании по сравнению со сверхбыстрыми взрывами идут совершенно другие процессы.

Причиной тому служит тот факт, что появляются промежуточные продукты сгорания, причем их делят на две группы:

1. свободные радикалы (NH_i и CN_j), которые окисляются на порядок быстрее, чем молекулярный азот. В результате получаются NO + NO₂ = NO_х

2. в области горения, где α<1 образуются CO + H₂ (доменный газ, восстановительный газ). Эти газы взаимодействуют с NO + NO₂, образуя:

(!) NO + NO₂ + CO + H₂ = N₂ + CO₂ + H₂О

В факеле, помимо окисления молекулярного азота воздуха, который дает от 60 до 90% всех NO_x, остальные NO_x получаются в результате окисления свободных радикалов (до 10% NO_x), либо при сжигании твердого топлива от окисления атомарного азота (30% от NO_x). Причем, самое главное, общее количество NO_x при сжигании твердого топлива и доля NO_x при получении из азота воздуха могут существенно отличаться в зависимости от температуры горения, от содержания кислорода в зоне горения и по длине горящего факела и, отчасти, от конкретного состава топлива. Современные инженерные практики все NO_x при сжигании топлива условно подразделяют на:

1. Термические

2. Быстрые

3. Топливные

Все самые современные технологии сжигания для предельного снижения NO_x при горении основаны на выборочном управляемом воздействии на образование термических, быстрых и топливных NO_x в пределах горящего факела.

В самых крутых технологиях это выборочное воздействие на отделение NO_x производится исключением в восстановительной атмосфере (при α<1). Затем с выдержкой продуктов сгорания некоторое время в недогоревших CO + H₂ для максимально глубокого восстановления (превращения) оксидов азота в молекулярный азот N₂. если все эти методы все равно не дают требуемой глубины подавления NO_x, то приходится оснащать котел системой азотоочистки (удаление или восстановление оставшихся NO_x за топкой).