Экологические проблемы при строительстве гэс

Проблемы гидроэнергетики, влияние на экологию, ГЭС и экосфера

Общий вклад гидроэнергетики в производстве электроэнергии достаточно скромен – в мировых масштабах он составляет около 6%. В то же время во многих странах этот показатель достаточно высок: Норвегия с помощью ГЭС полностью удовлетворяет свои потребности, Бразилия, Канада и Швеция – на 50 %, а Россия – на 20%. Большие надежды на потенциал своих рек возлагает правительство Китая, так как страна просто задыхается от смога, главным источником которого являются тепловые электростанции, работающие на каменном угле.

Самая главная проблема развития этой отрасли – это отчуждение значительных территорий (в том числе и плодородных земель) под водохранилища. Например, в той же России, в процессе строительства ГЭС под водой оказалась площадь не менее 6 млн. гектаров. Понятно, что местная экосистема при этом была полностью разрушена.

Необходимо также отметить, что и окружающие водохранилища земли подвергаются периодическому затоплению из-за повышения уровня грунтовых вод. Их, как правило, переводят в разряд заболоченных, при этом их доля может составлять до 10% от всех подвергшихся затоплению.

Еще одна проблема – абразия, которая подразумевает разрушение в результате воздействия воды береговой линии. Такие процессы, как правило, могут длиться целыми десятилетиями, и их следствием становится переработка больших объемов грунта. Это приводит к таким негативным процессам, как загрязнение воды и резкое увеличение заиления самих водохранилищ.

Такие последствия позволяют делать вывод о том, что строительство ГЭС с соответствующей организацией водохранилищ резко меняет гидрологический режим задействованных рек и приводит к серьезным изменениям имеющихся экосистем.

Нельзя не отметить и постоянно снижение качества воды в водохранилищах. В них происходит аккумуляция попавшей под воду разлагающейся органики (деревья, гумус почвы, другие остатки растительного происхождения) из-за слабых водообменных процессов.

Также в водохранилищах наблюдается существенное прогревание воды в теплый период, что приводит к снижению в ней кислорода и развитию других негативных процессов, связанных с так называемым тепловым загрязнением. В результате последнего, а также благодаря накоплению биогенных составляющих из-за слабого обновления водных масс, происходит интенсивное зарастание искусственных водоемов водорослями, в том числе и ядовитыми (например, цианями).

Это приводит к гибели многих видов местных экосистем, возрастает заболеваемость рыб при снижении их вкусовых качеств. При этом разрушаются традиционные пути миграции различных видов рыб во время нереста, разрушаются их кормовые угодья. Так, Волга уже давно утратила свое предназначение, как путь для нереста осетровых с Каспийского моря после того, как она стала практически целой чередой ГЭС и водохранилищ.

Перекрыв реки, гидроэлектростанции фактически становятся аккумуляторами не только биогенных веществ, но также тяжелых металлов, радиоактивных элементов и ядовитых химикатов.

Следуют обратить также внимание и на следующую проблему. Большие площади водной поверхности предполагают и соответствующее увеличение испарение воды. Это приводит к изменению микроклимата, с соответствующим воздействием на местную экосистему (при этом не всегда положительным). Так, в некоторых южных регионах, находящихся в районе водохранилищ, пришлось пересмотреть основные пути развития сельского хозяйства.

В то же время все эти негативные последствия резко снижаются при строительстве таких гидросооружений в горных местностях, так как площадь водохранилищ (при том же объеме) здесь значительно меньше. Здесь существуют свои проблемы – в сейсмоопасных районах возможны землетрясения и оползни, которые чреваты серьезными катастрофами в результате разрушения плотины и резкого сброса огромных водяных масс.

Источник

Использование гидроэнергетики: что будет дальше крах или рассвет?

Гидроэнергетика: проблемы и перспективы

Использование энергии возобновляемых водных ресурсов имеет ряд преимуществ: возможность управления паводками, сохранение подземных вод, укрепление русел рек, возможность обеспечения засушливых регионов необходимым количеством воды.

Однако проблемой использования таких источников энергии является их ограниченность. Реки, расположенные вдали от промышленных центров, как правило, уже исчерпали свой ресурс, их мощности практически использованы. Поэтому количество энергии, вырабатываемой гидроэлектростанциями, значительно сократилось во всех странах мира.

Строительство гидроэлектростанций имеет ряд преимуществ:

1. Безопасность для человека и окружающей среды. ГЭС при работе не выделяют опасный угарный газ, серу и окислы азоты. Также они не загрязняют пылью и другими вредными отходами почву. Работающие турбины нагреваются, их тепло передается воде, однако его количество не влияет на окружающую среду.

2. Высокий потенциал гидроэнергетики обеспечивает природный круговорот воды, поскольку они является возобновляемым источником энергии.

3. Регулируя скорость, объемы подаваемого водного потока, сокращая или увеличивая его при подаче к турбинам, легко обеспечить контроль показателя производительности работы ГЭС.

4. Сооружаемые водохранилища могут использоваться в качестве зон для отдыха.

5. Сберегаемая в водохранилищах чистая вода может использоваться для бытовых целей, полива хозяйственных угодий.

Проблемы гидроэнергетики

Сегодня развитие этой отрасли является обязательной составляющей развития базовых отраслей промышленности, их прогресса. Отмечается настоящий «бум» строительства гидроэлектростанций. Первенство по количеству новых ГЭС занимают Китай, Пакистан, Индия, Эфиопия. В Поднебесной сегодня открыта одна из крупнейших электростанций, источником энергии для которой служат потоки воды. Мощность станции «Три ущелья», строительство которой было окончено в 2003 году, составляет 22,5 ГВт. В Китае сегодня построено более 30 электростанций, мощность каждой – 1 ГВт.

Многие реки в зимний период покрываются льдом, промерзая до самого дна. Поэтому строительство и эксплуатация ГЭС в таких регионах не имеет перспектив. Еще одной проблемой гидроэнергетики является то, что ГЭС часто возводятся в отдаленных регионах. Чтобы обеспечить доставку, потребителям электроэнергии необходимо возводить линии электропередач, что связано с высокими финансовыми затратами. Содержание проводов, поддержание их в рабочем состоянии, замена при физическом износе также требуют средств.

Одной из проблем энергетики является ее негативное влияние на окружающую среду и человека. Работа ГЭС связана с большим количеством выбросов газов в атмосферу, большие объемы потребления воды, создание водохранилищ. Негативно работа электростанций отражается на состоянии литосферы: изменяется природный ландшафт, увеличивается загрязненность токсическими веществами.

Строительство гидроэлектростанций имеет ряд недостатков:

1. Строительство искусственных водохранилищ приводит к затоплению большого количества плодородных земель, которые могли бы использоваться для развития сельского хозяйства. Целые города становятся заложниками строительства ГЭС. Их население вынуждено менять место жительства, миграция создает ряд экономических проблем.

2. Авария плотины, ее разрушение неминуемо вызовет наводнение.

3. Строительство гидроэлектростанций неэффективно на равнине.

4. Засуха может негативно отразиться на эффективности работы ГЭС, снижая количество вырабатываемой энергии.

5. Работа ГЭС существенно снижает количество кислорода в воде, что приводит к экологической катастрофе, гибели представителей животного и растительного мира не только в водохранилище, но и вокруг него.

Гидроэнергетика: перспективы

Сегодня на гидроэлектростанции возложен ряд функций, в числе которых:

· выработка электрической энергии в количестве, необходимом для работы промышленности, бытовых потребностей;

· обеспечение стабильности энергосистемы;

· сохранение энергии водных ресурсов до момента, когда она будет преобразована в электрическую.

Создание искусственных водохранилищ при строительстве гидроэлектростанций позволяет вырабатывать энергию, накапливать ее в необходимом количестве. Перспективы развития гидроэнергетики зависят от того, насколько эффективно внедряются достижения технического прогресса, насколько принятые решения успешны. Постоянный рост КПД гидроэлектростанции обеспечивают инновационные решения.

Перспективы гидроэнергетики в России

Сегодня российскими учеными проводятся исследования, от результатов которых зависит, будет ли дальнейшее развитие гидроэнергетики в стране перспективным и эффективным.

Перспективным направлением развития гидроэнергетики в России является внедрение программы развития малой гидроэнергетики. В ее основе лежит реализация мер, направленных на строительство ГЭС мощностью не менее 25 МВт. Данному виду производства электроэнергии экономическую привлекательность обеспечивают установленные на государственном уровне доплаты к цене на вырабатываемую малыми станциями энергию, компенсационные выплаты, покрывающие затраты, понесенные при присоединении объектов малой гидроэнергетики к общим сетям.

Малая Гидроэнергетика России – перспективное направление, основным задачами которого являются:

· устранение дефицита электроэнергии в регионах, еще не охваченных системами централизованной поставки энергии потребителям;

· использование энергии возобновляемых источников позволяет существенно сократить затраты на доставку топлива для объектов генерации;

· безопасное производство экологически чистой энергии;

· строительство гидроэлектростанций в рамках реализации программы МГЭС позволяет создать дополнительные места для трудоустройства.

К 2020 году, по оценкам экспертов, доля МГЭС составит 25 процентов в общем объеме производимой электроэнергии. Площадкой для развития этого перспективного направления гидроэнергетики были выбраны Сибирь, Северный Кавказ, регионы Центральной части страны. На первом этапе были разработаны проекты, позволившие исследовать потенциал сибирских рек, изучить показатели экономической эффективности, оценить, насколько их реализация будет целесообразной. На втором этапе планируется оказание государственной поддержки МГЭС в виде надбавок на стоимость электроэнергии, компенсации части затрат на присоединение к общим электрическим сетям.

Реализация программы МГЭС предполагает отказ при строительстве от возведения плотин, сооружения искусственных водохранилищ, оказывающих негативное влияние на природу. Использование инновационной технологии, обеспечивающей естественный перепад высот между устройством, принимающим воду и машинным залом, где установлены турбины, позволяет минимизировать негативное действие гидроэлектростанций на природу, сохранить экосистему рек.

Источник

Экологические проблемы гидроэнергетики

Важнейшая особенность гидроэнергетических ресур­сов по сравнению с топливно-энергетическими ресурсами — их непрерывная возобновляемость. Отсутствие потребности в топливе для ГЭС определяет низкую себестоимость вырабатываемой на ГЭС электроэнер­гии. Поэтому сооружению ГЭС, несмотря на значи­тельные удельные капиталовложения на 1 кВт уста­новленной мощности и продолжительные сроки стро­ительства, придавалось и придаётся большое значе­ние, особенно когда это связано с размещением элек­троёмких производств.

Гидроэлектростанция — это комплекс сооружений и оборудования, посредством которых энергия пото­ка воды преобразуется в электрическую энергию. ГЭС состоит из последовательной цепи гидротехнических сооружений, обеспечивающих необходимую концент­рацию потока воды и создание напора, и энергетичес­кого оборудования, преобразующего энергию движу­щейся под напором воды в механическую энергию вращения, которая, в свою очередь, преобразуется в электрическую энергию.

Несмотря на относительную дешевизну энергии, получаемой за счет гидроресурсов, доля их в энерге­тическом балансе постепенно уменьшается. Это свя­зано как с исчерпанием наиболее дешевых ресурсов, так и с большой территориальной емкостью равнин­ных водохранилищ. Считается, что в перспективе мировое производство энергии ГЭС не будет превы­шать 5% от общей.

Одной из важнейших причин уменьшения доли энер­гии, получаемой на ГЭС, является мощное воздействие всех этапов строительства и эксплуатации гидросоору­жений на окружающую среду (табл. 6).

По данным исследований целого ряда авторов, одним из важнейших воздействий гидроэнер­гетики на окружающую среду является отчуждение значительных площадей плодородных (пойменных) земель под водохранилища. В России, где за счет ис­пользования гидроресурсов производится не более 20% электрической энергии, при строительстве ГЭС затоп­лено не менее 6 млн га земель. На их месте уничтоже­ны естественные экосистемы.

Значительные площади земель вблизи водохрани­лищ испытывают подтопление в результате повышения уровня грунтовых вод. Эти земли, как правило, пере­ходят в категорию заболоченных. В равнинных усло­виях подтопленные земли могут составлять 10% и бо­лее от затопленных. Уничтожение земель и свойствен­ных им экосистем происходит также в результате их разрушения водой (абразии) при формировании бере­говой линии. Абразионные процессы обычно продолжа­ются десятилетиями, имеют следствием переработку больших масс почвогрунтов, загрязнение вод, заиление водохранилищ. Таким образом, со строительством во­дохранилищ связано резкое нарушение гидрологичес­кого режима рек, свойственных им экосистем и видо­вого состава гидробионтов.

В водохранилищах резко усиливается прогревание вод, что интенсифицирует потерю ими кислорода и дру­гие процессы, обусловливаемые тепловым загрязнени­ем. Последнее, совместно с накоплением биогенных ве­ществ, создает условия для зарастания водоемов и ин­тенсивного развития водорослей, в том числе и ядови­тых сине-зеленых. По этим причинам, а также вслед­ствие медленной обновляемости вод резко снижается их способность к самоочищению.

Ухудшение качества воды ведет к гибели многих ее обитателей. Возрастает заболеваемость рыбного стада, особенно поражаемость гельминтами. Снижаются вку­совые качества обитателей водной среды.

Нарушаются пути миграции рыб, идет разрушение кормовых угодий, нерестилищ и т. п. Волга во многом потеряла свое значение как нерестилище для осетровых Каспия после строительства на ней каскада ГЭС.

В конечном счете, перекрытые водохранилищами речные системы из транзитных превращаются в транзитноаккумулятивные. Кроме биогенных веществ здесь аккумулируются тяжелые металлы, радиоактив­ные элементы и многие ядохимикаты с длительным периодом жизни. Продукты аккумуляции делают про­блематичной возможность использования территорий, занимаемых водохранилищами, после их ликвидации.

Водохранилища оказывают заметное влияние на ат­мосферные процессы. Например, в засушливых (арид­ных) районах испарение с поверхности водохранилищ превышает испарение с равновеликой поверхности суши в десятки раз.

С повышенным испарением связано понижение тем­пературы воздуха, увеличение туманных явлений. Раз­личие тепловых балансов водохранилищ и прилегаю­щей суши обусловливает формирование местных вет­ров типа бризов. Эти, а также другие явления имеют следствием смену экосистем (не всегда положитель­ную), изменение погоды. В ряде случаев в зоне водохра­нилищ приходится менять направление сельского хо­зяйства. Например, в южных районах нашей страны некоторые теплолюбивые культуры (бахчевые) не ус­певают вызревать, повышается заболеваемость расте­ний, ухудшается качество продукции.

Таблица 6. Комплексное воздействие предприятий гидроэнергетики на окружающую среду (рис.).

Издержки гидростроительства для среды заметно меньше в горных районах, где водохранилища обычно невелики по площади. Однако в сейсмоопасных горных районах водохранилища могут провоцировать земле­трясения. Увеличивается вероятность оползневых яв­лений и вероятность катастроф в результате возможно­го разрушения плотин. Так, в 1960 г. в Индии (штат Гунжарат) в результате прорыва плотины вода унесла 15 тысяч жизней людей.

Эффективным способом уменьшения затопления тер­риторий является увеличение количества ГЭС в каска­де с уменьшением на каждой ступени напора и, следо­вательно, зеркала водохранилищ. Несмотря на сниже­ние энергетических показателей и уменьшение регули­рующих возможностей возрастания стоимости, низко­напорные гидроузлы, обеспечивающие минимальные затопления земель, лежат в основе всех современных разработок.

Еще одна экологическая проблема гидроэнергетики связана с оценкой качества водной среды. Имеющее место загрязнение воды вызвано не технологическими процессами производства электроэнергии на ГЭС (объе­мы загрязнений, поступающие со сточными водами ГЭС, составляют ничтожно малую долю в общей массе загрязнений хозяйственного комплекса), а низкое ка­чество санитарно-технических работ при создании во­дохранилищ и сброс неочищенных стоков в водные объекты.

В водохранилищах задерживается большая часть пи­тательных веществ, приносимых реками. В теплую по­году водоросли способны массами размножаться в поверхностных слоях обогащенного питательными веще­ствами, или эвтрофного, водохранилища. В ходе фото­синтеза водоросли потребляют питательные вещества из водохранилища и производят большое количество кислорода. Отмершие водоросли придают воде непри­ятный запах и вкус, покрывают толстым слоем дно и препятствуют отдыху людей на берегах водохранилищ. Массовое размножение, «цветение» водорослей в неглу­боких заболоченных водохранилищах стран СНГ дела­ет их воду непригодной ни для промышленного исполь­зования, ни для хозяйственных нужд.

В первые годы после заполнения водохранилища в нем появляется много разложившейся растительности, а «новый» грунт может резко снизить уровень кисло­рода в воде. Гниение органических веществ может при­вести к выделению огромного количества парниковых газов — метана и двуокиси углерода.

Водохранилища часто «созревают» десятилетиями или дольше, а в тропиках этот процесс длится столети­ями — пока разложится большая часть всей органики.

Рассматривая воздействие ГЭС на окружающую сре­ду, следует все же отметить жизнесберегающую фун­кцию ГЭС. Так, выработка каждого млрд кВт • ч элект­роэнергии на ГЭС вместо ТЭС приводит к уменьшению смертности населения на 100-226 чел./год.

Дата добавления: 2014-01-03 ; Просмотров: 6640 ; Нарушение авторских прав?

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Источник