Влияние вэс на окружающую среду кратко
Обновлено: 02.07.2024
Экологи уже долгое время бьют тревогу в связи с грядущим тотальным энергетическом кризисом . Кроме того, сжигание углеводородов для получения энергии, по их мнению, приводит парниковому эффекту и глобальному потеплению на планете. Так же, по мнению некоторых экспертов, ископаемых углеводородов при нынешних темпах роста их потребления хватит лет на 50 .
Что же дальше? Предлагаются различные пути решения этой проблемы от использования энергии ветра до добычи уникального термоядерного топлива (гелий-3) на Луне.
Ветрогенераторы представляются наиболее экологичным и простым решением. Но так ли это? Попробуем разобраться.
Почему ветрогенераторы небезопасны для экологии?
Как ветры влияют на изменения климата мы знаем на собственном опыте. Все помнят лето 2010 года , когда в центральном районе России установилась аномально безветренная погода . Больше всех пострадали москвичи. Температура воздуха зашкалила, начались лесные пожары, город затянуло смогом. Люди, кто мог, покидали город, а, кто не мог, страдали от дыма и жары и, даже, умирали.
Мы существуем, благодаря нашим читателям.
Если Вы небезразличны к проблемам экологии - ставьте лайк и подписывайтесь на наш канал.
На фоне все большего распространения использования ветра в качестве неисчерпаемого источника экологически чистой энергии набирает силу обсуждение экологических аспектов возобновляемых источников энергии и их влияния на окружающую среду. С одной стороны постоянно звучат оценки негативного воздействия. Некоторые и вовсе утверждают, что если ветроэнергетика достигнет в объемах генерации трети уровня нынешней мировой электрогенерации, то это может привести к худшим последствиям для климата, чем удвоение содержания углекислого газа в атмосфере.
По его словам, производство компонентов ВЭУ мало чем отличается от традиционных электростанций, так как в этом процессе используется много одинаковых компонентов.
На этапе эксплуатации возникают вопросы воздействия по следующим критериям: шум, визуальная составляющая, вибрации, влияние на животный и растительный мир.
После эксплуатации возникает логичный вопрос утилизации составных частей ВЭУ. Этому вопросу сейчас уделяется особое внимание. Европейские инвесторы, планирующие строительство ВЭС, уже закладывают в CAPEX стоимость демонтажа и утилизации. Над задачей по устранению отходов в ветроэнергетике работают крупные производители, предусматривая миллионные бюджеты на разработку промышленных решений.
Особенно он актуален на фоне того, что на 2020-е годы будет приходится завершение первых коммерческих проектов ВИЭ. По большому счету возможно несколько сценариев развития площадок: реновация, адаптация под туристические цели, полная утилизация.
Ветроэнергетика будет расти в дальнейшем, а вместе с этим развитием будут развиваться и комплексные проекты по анализу влияния ВЭУ на окружающую среду. Однако уже сейчас очевидно, но положительных сторон у этого направления энергетики больше, а новые системы оценки позволят сделать процесс еще более эффективным,
Производство ветроэнергетического оборудования
В нашей стране пока нет промышленного опыта производства ветроэнергетических агрегатов установленной мощности более 1 МВт. Поэтому, в статье экологические аспекты этапа производства оборудования не являются предметом детального рассмотрения.
Строительство ВЭС
Ориентировочный состав воздействий на окружающую природную среду в процессе строительства ВЭС – это загрязнение атмосферы, водных объектов и почвы, размещение отходов, отторжение сельскохозяйственных и лесных земель, нанесение вреда растительному и животному миру.
Характер и источники воздействия на окружающую среду при строительстве ВЭС мало чем отличаются от соответствующих показателей других объектов капитального строительства.
Воздействие на атмосферу
Основная нагрузка на воздушную среду в процессе строительства определяется выбросами загрязняющих веществ автотранспортными средствами и строительными машинами и механизмами, загрязнением атмосферы при проведении сварочных и окрасочных работ и использовании сыпучих строительных материалов и др. В окружающую среду попадают: Оксид углерода, оксид и диоксид азота, диоксид серы, бензин, керосин, сажа, пыль неорганическая 70-20% SiO2, оксиды железа и марганца, фтористые соединения и некоторые другие вещества.
Воздействие на водные объекты
На строительной площадке потенциальными источниками загрязнения поверхностных и подземных вод могут быть производственно-строительные сточные воды, загрязненные ливневые стоки и хозяйственно-бытовые сточные воды, образующиеся на площадках. Отвод производственных сточных вод практически отсутствует, так как вода, расходуемая в цементных растворах и при проведении окрасочных работ, тратится безвозвратно и не попадает в окружающую среду. Ливневые сточные воды, содержащие преимущественно взвешенные вещества и нефтепродукты, при отсутствии ливневой канализации чаще всего отводят на рельеф местности, откуда они проникают в водные подводные горизонты или поверхностные водные объекты. Хозяйственно-бытовые воды обычно собираются в специальные емкости, вывозятся со строительной площадки и сдаются специализированным организациям для очистки и обезвреживания.
Образование отходов
Образующиеся строительные отходы преимущественно относятся к IV и V классам опасности и включают в себя древесные отходы от подготовки территории, загрязненную почву, отходы бетона в кусковой форме, отходы битума и асфальта, строительный щебень, потерявший потребительские свойства, лом цветных и черных металлов, остатки и огарки стальных сварочных электродов, отходы изолированных проводов и кабелей, мусор от бытовых помещений, тару железную, загрязненную засохшими лакокрасочными материалами и др.
Воздействие на растительный и животный мир
Основным источником воздействия на животных является шум строительной техники, а на растительный мир – вырубка кустарников и деревьев и повреждение почвенного покрова.
Воздействие на земельные ресурсы
При строительстве происходит отторжение земель в краткосрочное и долгосрочное пользование. Особенностью землепользования при строительстве ВЭС является то обстоятельство, что турбины занимают только 1% от всей территории ветряной фермы, а 99% территории может быть занято под сельское хозяйство или для осуществления других видов деятельности, что и происходит в таких густонаселенных странах, как Дания, Нидерланды, Германия. Фундамент ветроустановки (ВЭУ) диаметром около 10 м обычно полностью находится под землей, а это позволяет расширить сельскохозяйственное использование земли практически до самого основания башни. Земля сдается в аренду, что дает возможность получать дополнительный доход. Специфика воздействий в процессе строительства ВЭС состоит в их ограниченности во времени (не более 9 месяцев).
Эксплуатация
Расчетный срок службы современных ВЭС составляет 25 лет. В процессе эксплуатации ВЭС оказывают воздействие на человека, флору и фауну, атмосферный воздух, водные объекты и землепользование в виде шумов, вибраций, электромагнитного излучения, оптических эффектов, механического воздействия и отходов эксплуатации.
Сравнительная оценка шума от различных источников (дБА)
Реактивный самолет на расстоянии 250 м – 105
Шум в оживлённом офисе – 60
Автомобиль, едущий со скоростью 64 км/ч на расстоянии 100 м – 55
Ветровая электростанция (10 турбин) на расстоянии 350 м – 35-45
Тихая спальня – 35
Фоновый шум в сельском районе ночью – 20-40
Визуальное воздействие
Негативное влияние на здоровье человека может быть вызвано стробоскопическим эффектом от мерцания тени при вращении лопастей ветрогенератора, который при определенных условиях приводит к эпилептическому припадку, хотя вероятность возникновения таких условий оценивается как 1 шанс на 10000000. Тем не менее, при проектировании ВЭС для исключения этого воздействия моделируются зоны мелькания различной частоты и интенсивности, и результат учитывается при определении мест установки ВЭУ. Что касается вспышек, вызванных отражением солнечных лучей от поверхности лопастей ВЭУ и негативного влияния этого воздействия на здоровье человека, то для современных лопастей ВЭУ характерна пониженная отражающая способность, практически исключающая этот эффект.
Воздействие вибраций
Существует распространенное заблуждение, что при работе ветрогенератора возникает сильная вибрация, способная нанести вред здоровью человека или фауне, обитающей поблизости. Действительно, в период эксплуатации ВЭС основным источником вибрации являются движущиеся части ВЭУ, а именно лопасти ротора. По многократно подтвержденным на практике расчетам, современная конструкция ВЭУ не передает вибрации на окружающие объекты при условии, что масса ее неподвижной части в 16 и более раз превышает массу подвижной части. Так, например, масса вращающихся частей ВЭУ, рассматриваемых для установки на проектируемой Дальневосточной ВЭС, составляет приблизительно 15 т, а масса неподвижной части – комплекса фундамента ВЭУ – около 400 т. Масса неподвижной части в 25 с лишним раз превышает массу подвижной части. При таком соотношении масс вибрация отдельных вращающихся элементов ВЭУ полностью затухает на уровне несущего элемента основания.
Влияние ВЭС на животный мир
Наибольшее количество вопросов вызывает воздействие ветропарков на орнитофауну. В качестве основных факторов их воздействия можно выделить физическое воздействие при столкновении с турбинами, лопастями и башнями; нарушение среды обитания: нарушение маршрута миграции птиц.
Смертность птиц в результате столкновения с ВЭС незначительна по сравнению со смертностью от другой деятельности человека. Более того, были получены удельные показатели смертности птиц на ГВт ч произведенной электроэнергии с использованием разных видов топлива (рассматривался весь жизненный цикл продукции от добычи топлива до транспортировки электроэнергии). Этот показатель составляет 0,3 для ВЭС, 0,4 для АЭС и 5,2 смертельных случаев для ТЭЦ на ископаемом топливе.
Годовая оценка смертности птиц от разных причин
Столкновение со зданиями – 550 млн. особей
Столкновение с ЛЭП – 130 млн. особей
Смертность от кошек – 100 млн. особей
Столкновение с транспортными средствами – 80 млн. особей
Смертность от пестицидов – 67 млн. особей
Столкновение с ретрансляционными вышками – 4,5 млн. особей
Столкновение с ВЭС – 28,5 тыс. особей
Столкновение с самолетами – 25 тыс. особей
Утилизация лопастей генераторов при ликвидации объекта
Следует признать, что сегодня единственная существенная проблема ветроэнергетики, требующая решения – утилизация лопастей ветрогенераторов из композитных материалов. При современных темпах развития ветроэнергетики и сроках службы ВЭУ (около 25 лет), эта проблема встанет перед человечеством к 2020 году, когда масса лопастей, требующих утилизации по всему миру приблизится к отметке в 50000 тонн.
Сегодня предлагается два главных метода утилизации: механическая и термическая переработка. Механический метод переработки лопастей довольно прост и включает в себя 3 этапа6 демонтаж и разделение на части для более лёгкой транспортировки; механическое измельчение с извлечением смолы; отделение более крупных волокон от более мелких волокон и гранул. В настоящее время популярен термический способ переработки лопастей. Самая простая его разновидность – сжигание. Но после сжигания образуется большое количество золы (около 60 % от сжигаемой массы), требующей захоронения. Перспективным методом является пиролиз (нагревание без доступа кислорода при 500С), в результате которого волокна лопастей можно повторно использовать, а образующийся газ сжигать для получения электроэнергии. К сожалению, на данный момент предлагаемые методы обладают рядом недостатков, что не позволяет заявить о решении в полной мере проблемы переработки лопастей.
Эколого-экономическое сравнение разных способов генерации электрической энергии
Очевидно, что ветроэнергетика, как и любой другой вид человеческой деятельности, оказывает негативное воздействие на окружающую среду.
Согласно результатам исследований внешнего социально-экологического эффекта производства и транспортировки электроэнергии, которые производила Европейская комиссия в течение нескольких лет, на 1 кВт ч электроэнергии, произведенной на ветроэнергетической станции, приходится около 0,15 евроцентов негативного внешнего эффекта. Для сравнения: генерация 1 кВт ч электроэнергии при сжигании природного газа приводит к образованию негативного внешнего эффекта до 1,1 евроцентов. Аналогичный показатель для угольной электростанции составляет 2,55 евроцента на кВт ч.
Количественная оценка внешнего эффекта от производства элеткроэнергии в Германии (евроцента на кВт ч)
Уголь – 2,55-3,79
Природный газ – 1,117
Ядерное топливо – 0,252
Солнце – 0,832
Ветер – 0,1547
Гидрогенерация – 0,1122
Подводя итоги, можно со значительной степенью уверенности сказать, что при тщательном учёте и минимизации всех возможных факторов отрицательного воздействия ВЭС на человека и окружающую среду на всех этапах их жизненного цикла, ветроэнергетика сегодня – один из самых безопасных видов электрогенерации.
Основные экологические проблемы
Энергия, полученная от ветровых установок, считается самой экологически чистой. И все же такое вмешательство человека в окружающую среду не может обойтись без отрицательного влияния. С появлением новых технологий некоторые проблемы, возникающие при эксплуатации ветровых установок, исчезают или сводятся к минимуму, однако, старые установки еще не полностью вышли из эксплуатации.
Угроза летающим животным
В первую очередь, ветряки создают опасность для птиц и летучих мышей. При постройке ветровых электростанций, особенно в самом начале развития направления энергетики, не учитывались пути миграции птиц, а также миграция летучих мышей и некоторых насекомых. Живые существа попадают если не в лопасти турбин, то в области низкого давления, тянущиеся за лопастью, из-за чего в организме разрушаются капилляры, и животное умирает от кровотечения.
Лишь тщательное планирование позволит снизить действие ветровых электростанций на смертность рукокрылых млекопитающих и птиц.
Шумовое и стробоскопическое загрязнение отрицательно сказывается на местах гнездования некоторых, в том числе и редких, видов птиц.
Постройка установок требует большого открытого пространства, а шум от них распространяется на большие расстояния, сказываясь на птицах, гнездящихся не только на деревьях, но и на земле.
Шумовое загрязнение
Ветровые установки создают аэродинамический шум при вращении лопастей в различном звуковом спектре и механический шум при работе электрических и механических компонентов, что больше характерно для установок старых моделей. Уровень шума непосредственно рядом с генератором нередко превышает 100 дБ, что близко к болевому порогу человеческого слуха.
Шумовое загрязнение приводит к нарушению в ориентировании в пространстве многих животных. Установки, расположенные на шельфах, нарушают ориентацию морских животных, в том числе китов и дельфинов, влияют на миграцию рыб, приносят дискомфорт птицам.
Основные источники шумового загрязнения, его вред и способы минимизации его влияния на человека и окружающую среду
Влияние транспорта разных категорий на окружающую среду. Основные пути снижения экологической опасности
Низкочастотные вибрации
Ветровые генераторы – источник инфразвука. Его физиологическое воздействие на организм исследовано мало, однако, в литературе отмечаются случаи влияния на психику вплоть до суицидов.
Инфразвуковое загрязнение отрицательно сказывается на животных, обитающих в различных слоях почвы. Из-за воздействия инфразвука нарушаются их физиологические процессы, изменяются поведенческие функции. Животные стараются покинуть территорию, что приводит к нарушению и разрушению пищевых цепочек.
Влияние на земельные ресурсы
Строительство ветровых установок приводит к отторжению земель в краткосрочные и долгосрочное пользование. Турбины занимают только 1% всей ветряной фермы, остальная площадь может быть занята сельским хозяйством. Однако при строительстве самих ферм образуются отходы в виде бетона, битума, асфальта, строительного щебня, отходы проводов и кабелей и т. д. Иных негативных последствий на земельные ресурсы установки не создают.
Читайте также: