Экология биоэнергетических установок

В целом биотехнологии “дружат” с Природой. Риск экологических последствий возникает при прямых изменениях в землепользовании, когда производство биосырья меняет существующий уклад, результатом чего является изменение баланса углерода в почве и над ней, нарушение режимов водопользования, обеднение почвенной органики, истощение и эрозия почв, особенно, под энергетическими плантациями.

Биоэнергетические установки по сравнению с другими ВИЭ-агрегатами являются наиболее экологически безопасными. Более того, они способствуют избавлению окружающей среды от загрязнения всевозможными отходами. Так, например, анаэробная ферментация – не только эффективное средство утилизации отходов животноводства, но и обеспечения экологической чистоты, так как твердая “органика” теряет запах и становится менее привлекательной для грызунов и насекомых, в процессе сбраживания погибают болезнетворные микроорганизмы и образуются ценные удобрения. То же относится к городским стокам и твердым отходам, отходам лесного хозяйства и деревообработки. Поэтому развитие биоэнергетики эффективно и в экологическом отношении.

Однако при “прямом” использовании биомассы для получения теплоты имеют место неблагоприятные воздействия на Природу. Сжигание древесины дает большое количество твердых частиц, органических компонентов, окиси углерода, канцерогенов и токсичных веществ, изменяется тепловой баланс атмосферы. По сравнению с древесиной биогаз – более чистое топливо. Вместе с тем при производстве и потреблении биогаза необходимы меры предосторожности так как метан взрывоопасен.

В процессах по переработке биомассы в этанол образуется большое количество побочных продуктов (промывочные воды и остатки перегонки), являющихся серьезным источником загрязнения среды, поскольку их масса в несколько раз (до 10) превышает выход этилового спирта.

Кроме экологического существует и социальный аспект. Спрос на биотопливо является одним из стимулов роста производства биоматериала в сельском хозяйстве, что ведет к снижению производства продовольствия и росту цен на него. Это уже чревато недовольством населения.

Экологические аспекты геотермальной энергетики

Как правило, при “мягкой” эксплуатации геотермального месторождения, скважины, без грубого вмешательства в глубинные подземные процессы ущерб Природе если и наблюдается, то минимальный. Пример: Рейкьявик-столица Исландии отапливается термальными водами в полной гармонии с “окружающей средой”.

Основное негативное воздействие на Природу геотермальные установки оказывают в период разработки месторождения, строительства водо-паропропроводов и зданий, но оно обычно ограничено ареалом месторож-дения. Одно из неблагоприятных проявлений– загрязнение поверхностных и грунтовых вод в случае выброса растворов высокой концентрации при бурении скважин.

Экологические и социальные последст­вия, связанные с геотермальной энергией, как правило, зависят от конкретного места и конкретной технологии. По большей части их можно устранить или смягчить и минимизировать негативные экологические воздействия.

Серьезной проблемой может стать необходимость отчуждения больших земельных площадей. К примеру, в Долине гейзеров (США) дебит каждой скважины обеспечивает в среднем 7 МВт полезной мощности. Для работы станции мощностью 1000 МВт требуется 150 скважин, которые занимают территорию более 19 км².

Потенциальными последствиями геотермальных разработок являются оседание почвы и сейсмические эффекты. происходит снижение дебитов термальных источников и гейзеров. Так, при эксплуатации месторождения Вайрокей (США) с 1954 по 1970 гг. поверхность земли просела почти на 4 м, а площадь зоны, на которой произошло оседание грунта, составила около 70 км², продолжая ежегодно увеличиваться.

Высокая сейсмическая активность является одним из признаков близо-сти геотермальных месторождений, и он используется в поисках ресурсов.

На ГеоТЭС не происходит сжигания топлива, поэтому объем токсичных газов, выбрасываемых в атмосферу, значительно меньше, чем на ТЭС, и они имеют другой химический состав. В водяном паре, добываемом из геотермальных скважин часто содержатся газовые примеси, состоящие на 80 % из двуокиси углерода и содержащие небольшие доли метана, водорода, азота, аммиака и сероводорода. Как видно, С0₂ является основным парниковым газом при выбросах из геотермальных источников. Прямые выбросы С0₂, при этом лежат в пределах от 4 до 740 грамм на 1 кВт·ч произведенной энергии в зависимости от технологии применяемой при разработке геотермы и физико- химических характеристик термальной жидкости, находящейся в подземном резервуаре.

Потребность ГеоТЭС в охлаждающей воде (на 1 кВт·ч электроэнергии) в 4-5 раз выше, чем ТЭС, из-за более низкого КПД. В ранних проектах отработанная геотермальная вода сбрасывалась в ближайший водоём и, если она содержала различные соли, в том числе и тяжелых металлов, происходило, кроме теплового и химическое загрязнение водоёмов. Проблема снята обратной закачкой отработанной воды в пласт. Современные проекты геотермальных установок в обязательном порядке содержат обратную закачку. Картина в целом благостная. Однако применение технологии с гидроразрывом пласта (см.раздел 6) зачастую приводит к порче подземных вод, просадкам грунта и может спровоцировать землетрясения.

Кроме рассмотренных возможны другие негативные проявления:

− изменение уровня грунтовых вод, заболачивание;

− выброс отравленных вод и конденсата, загрязненных в небольших количествах аммиаком, ртутью, кремнеземом;

− загрязнение подземных вод и водоносных слоев, засоление почв;

− выбросы больших количеств рассолов при разрыве трубопроводов.