Статьи эксперта ЯО В.М.Болдырева
Ниже публикуем статьи "Безопасный для природы капитализм - это миф!?" и "Альтернативы для «сухих» градирен нет!" эксперта Ядерного общества В.М.Болдырева. Вы можете посмотреть другие статьи известных экспертов ЯОР в разделе "Статьи".
Безопасный для природы капитализм - это миф!?
Рассмотрим более подробно понятия «органическое топливо» и «органическое горючее», а также сегодняшнее использование различными государствами вышеупомянутых международных норм и принципов применительно к употреблению органического топлива.
Природное топливо представляет собой совокупность какого-то горючего - угля, нефти, природного газа, биомассы, и окислителя - атмосферного кислорода.
Уголь своим происхождением обязан, как общепринято считать, древним торфяным болотам, в которых, начиная с девонского периода, накапливались органические вещества.
В понимании процессов образования нефти и газа сегодня происходит научная революция. Она связана с рождением новой науки: «Биосферной концепции нефтегазообразования», которая, по мнению авторов, принципиально решила проблему нефтегазообразования, поставленную более 200 лет.
Эта наука возникла всего лишь 25 лет назад, причем в нашей стране.
До этого было два разных подхода к решению этой проблемы. Один — основан на «органической» гипотезе нефтегазообразования, а второй — на гипотезе «минеральной».
Сторонники органической гипотезы полагали, что углеводороды (УВ) нефти и газа образуются в результате преобразования останков живых организмов, погружающихся в земную кору в процессах осадконакопления.
Приверженцы минеральной гипотезы считали нефть и газ продуктами дегазации недр планеты, поднимающимися к поверхности с больших глубин и накапливающимися в осадочном чехле земной коры.
Когда эта смесь прорывается в земную атмосферу, то огромная тепловая энергия реакций соединения атмосферного кислорода с водородом, метаном и другими углеводородами в жерлах вулканов плавит горные породы до 1500 0C, превращая их в потоки раскалённой лавы. Если названная смесь газов проникает через почву в степях и лесах, то там возникают катастрофические пожары.
В атмосферу при всём при этом выбрасываются тысячи кубических километров газов, в том числе продуктов сгорания водорода и метана – водяного пара и углекислого газа – основы «парникового» эффекта. А миллионами лет, нарабатываемый при разложении воды и углекислого газа растительным миром биосферы атмосферный кислород, теряется безвозвратно при соединении с водородом и образовании воды.
Питер Вард из университета Вашингтона нашёл причину «Великого вымирания», случившегося 250 миллионов лет назад. Изучив химические и биологические «следы преступления» в осадочных породах, Вард пришёл к выводу, что они были вызваны высокой вулканической активностью в течение нескольких миллионов лет в той области, которая теперь называется Сибирью. Вулканы не только нагревали атмосферу Земли, но и выбрасывали в неё газы. Кроме того, в этот же период в результате испарения воды произошло значительное понижение уровня Мирового океана и на воздух были выставлены огромные площади морского дна с залежами газогидратов. Они «экспортировали» в атмосферу гигантские количества разных газов и, в первую очередь, метана – самого эффективного парникового газа. Всё это привело как к дальнейшему быстрому потеплению, так и к снижению доли кислорода в атмосфере до 16% и ниже. А поскольку концентрация кислорода падает с высотой вдвое, то сократилась пригодная для существования животного мира площадь на планете. «Если вы не жили тогда на уровне моря, то вы вообще не жили» - говорит Вард. Легко проследить дальше судьбу вулканических водяного пара и углекислого газа, Водяной пар «секвестрировался» конденсацией, а углекислый газ опять миллионами лет «секвестровался» в биомассе растительного мира планеты в результате реакции фотосинтеза с образованием молекулярного атмосферного кислорода.
При попадании в пористую и проницаемую среду морского или океанического дна не происходит всплывания нефти и газа, так как сила поверхностного натяжения на разделе нефть-вода или газ-вода в 12-16 тысяч раз больше силы всплывания нефти. Нефть и газ остаются сравнительно неподвижными пока новые порции нефти и газа не продвинут их залежи. При этом газы соединяются с водой, образуя залежи газовых гидратов, напоминающих по внешнему виду лёд, - 1 м3 газогидрата содержит примерно 200 м3 газа. Полагают, что газовые гидраты имеются почти в 9/10 всего Мирового океана, и концентрация метана в осадках морского дна вполне сопоставима с содержанием метана в обычных месторождениях, а иногда превышает его в несколько раз. Запасы газогидратов в сотни раз превосходят запасы нефти и газа во всех разведанных месторождениях. Надо добавить, что тектоническая активность подводных недр периодически разрушает газогидратные залежи. Так, например, дно Мексиканского залива в районе Бермудского треугольника в результате тектонического разрушения газогидратных залежей периодически фонтанирует мощнейшими газовыми потоками, образующими на поверхности моря громадные купола воды и газа. Эти купола на экранах судовых радаров фиксируются как «острова». При приближении к ним корабль теряет, естественно, свою архимедову подъёмную силу со всеми следующими отсюда последствиями, а «острова» исчезают. При разрушении газогидратов происходит резкое понижение температуры в пласте, и в результате создаются условия для образования нового газогидратного льда и запечатывания газоносных отложений.
Нами были собраны из различных литературных источников исходные данные на конец XX-го века по эколого-энергетическим характеристикам 30-ти стран мира, включающие: величины ежегодного потребления каждой страной угля, газа, нефти; структуру и площади фотосинтезирующей биоты (т.е. растительного мира) на территории каждой страны и выполнены расчеты (таб.1 и таб.2) производительности фотосинтеза растительного мира каждой из этих стран мира на конец XX века, учитывающие многие факторы, в том числе:
-поглощение СО2 листьями начинается по достижению ими одной четверти окончательного размера и становится максимальным при достижении трех четвертей конечного размера листа;
- разные среднедневные фотосинтезирующие свойства растений в разных географических широтах;
- разные свойства различных жизненных форм растений;
- разные индексы листовой поверхности;
- разный класс бонитета (отношения средней высоты и возраста основной части древостоя верхнего яруса);
- поглощение СО2 растениями в водной среде, для каждого региона определялось с учётом коэффициента световой облучённости водного объёма, зависящего от прозрачности воды
- и пр.
Исходные данные хотя и собирались из различных литературных источников, но они, как выяснилось, адекватны состоянию 90-х годов теперь уже прошедшего столетия. Об этом, в частности, говорит близкое совпадение величин антропогенных выбросов углекислого газа, полученных нами расчётным путём, и выбросов, заявленных странами в приложении 1 к Киотскому протоколу (см. таб. 2 и гистограмму 1).
Сегодня же промышленное потребление кислорода из атмосферы для сжигания органического топлива на планете приближается к 40 млрд. тонн, и в совокупности с естественным потреблением природой (~ 165 млрд. тонн) намного превысило верхнюю границу оценки его воспроизводства в природе. Во многих промышленно развитых странах эта граница давно уже пройдена. Да и согласно заключению специалистов Римского клуба уже с 1970 года вырабатываемый всей растительностью Земли кислород не компенсирует его техногенное потребление, и дефицит кислорода на Земле с каждым годом возрастает.
Сегодняшняя атмосфера Земли весит ориентировочно 5150000*109 тонн и включает в себя, в том числе, кислород – 21% (оптимистически принималось нами при некоторых расчётах), т. е. 1080000*109 тонн, углекислый газ – 0,035% . т. е. 1800*109 тонн, пары воды – 0,247%, т.е. 12700*109 тонн. Интересно было оценить, за сколько лет при прекращении поступления углекислого газа в атмосферу при сегодняшней мощности растительного мира Земли, растения исчерпают его сегодняшний запас? Оказывается, за 8-9 лет! После чего растительный мир, лишённый питающего его атмосферного углекислого газа, должен прекратить свое существование, а за ним исчезнет и животный мир Земли, лишенный своей растительной пищи. А если попытаться сжечь весь водород и его соединения? Тогда необратимо израсходуется весь атмосферный кислород планеты и всю историю жизни на Земле придётся писать заново.
Известно, что как только на планете появилась жизнь в виде первичных оксигенных бактерий и до современных покрытосеменных растений, они стали, разлагая углекислый газ и воду, синтезировать углеводы, из которых строили собственные тела. Кислород же выбрасывался в атмосферу, замещая в ней углекислый газ.
Процесс этот, называемый фотосинтезом, каталитический, с образованием молекулярного атмосферного кислорода – энергетической основы нашей сегодняшней цивилизации:
6CO2 + 6H2O + СОЛНЕЧНАЯ ЭНЕРГИЯ = C6H12O6 + 6O2
С энергетической точки зрения фотосинтез есть процесс превращения энергии солнечного света в потенциальную химическую энергию продуктов фотосинтеза - углеводов и кислорода атмосферы. Кроме того, из свободного кислорода в атмосфере стал формироваться озоновый слой, защищающий живые организмы. Предполагается, что около 1,5 млрд. лет назад содержание кислорода в атмосфере достигло 1% от его современного количества. Тогда были созданы энергетические условия для появления животных, которые при пищеварении окисляли атмосферным кислородом углеводы, составляющие растения, и вновь получали свободную энергию, используя её уже для собственной жизнедеятельности. Возник сложный энергетический биоценоз «флора-фауна», который и начал свою эволюцию. В результате эволюционных динамических процессов в биосфере Земли были сформированы определенные условия для саморегуляции, называемой гомеостазом, постоянство которых во времени необходимо для устойчивого развития всей биосферы и нормального функционирования совокупности всех живых организмов, составляющих её сегодня.
Однако происходящий сегодня в короткий эволюционный период бурный рост энергетического потребления человечеством атмосферного кислорода ведёт к выходу всей сегодняшней биосферы за границы её возможностей по саморегуляции, так как времени происходящих изменений явно недостаточно, чтобы экосистемы биосферы естественно приспособилась к ним. *
* Академик Никита Николаевич Моисеев (1917-2000), разрабатывая модели динамики биосферы, вышел на проблему «Быть, или не быть человечеству?!». Он предупреждал: «Следует лишь понять, что равновесие биосферы уже нарушено, и процесс этот развивается по экспоненте».
И.Г. Катюхин, (1935-2010) в докладе «Причины Глобальной катастрофы и гибели цивилизаций» на Международной конференции по климату в Москве 30.09. 03г говорил: За последние 53 года люди уничтожили около 6 % кислорода и его осталось менее 16 %. В результате высота атмосферы понизилась почти на 20 км, улучшилась проницаемость воздуха, Земля стала получать больше солнечной энергии и климат стал теплеть». Океаны и моря стали больше испарять воды, которая неизбежно воздушными циклонами должна переносится на материки. Одновременно, с уменьшением высоты атмосферы, холодные её горизонты, ранее располагавшиеся на высоте 8 – 10 километров и выше, сегодня опустились до 4 – 8 км, приблизив, тем самым, холод космического пространства к земной поверхности. Массы воды, испарённые над океанами, устремляясь на сушу, вынуждены проходить над горными вершинами континентов, которые поднимают их в холодные горизонты атмосферы. Там испарения быстро конденсируются и охлаждёнными каплями падают на земную поверхность, охлаждая нижние потоки испарений. За горными хребтами образуется эффект «конденсатного вакуума», который буквально «втягивает» в себя влажные массы воздуха с равнин, создавая потопы и разрушения. 30 и более лет назад, когда холодные горизонты атмосферы располагались на высоте 8 – 10 км и выше, влажные потоки испарений свободно проходили над горами и достигали середины континентов, выпадая дождями там. После 2004г., говорил И.Г. Катюхин, дожди станут выпадать над морями и океанами. На континентах наступят засушливые годы, уровень подземных вод катастрофически опуститься ниже, реки станут мелеть, растительность чахнуть. Ближе к побережью люди будут переносить более страшные наводнения, а в серединной части континентов ускорится опустынивание земель. Остановить эти процессы другим путём, кроме восстановления кислородного баланса, невозможно!».
По словам Герста, с высоты 400 километров открывается шокирующий вид. Обширные европейские территории, которые должны быть зелеными, сейчас полностью коричневые.
(Нажмите на картинку для увеличения)
(Нажмите на картинку для увеличения)
г. Лыгин в ноябре прошлого года опубликовал на ИА REGNUM статью «Ждём, когда самолеты не смогут взлетать?!»: «За 52 года мы потеряли 16 мм. рт. ст., или около 20 км. высоты атмосферы! Если вначале прошлого века верхняя граница проникновения кислорода располагалась на высоте 30-45 км, (граница озонового слоя), то сегодня она уже снизилась до 20 км. Если самолеты летают сегодня на высоте 7-10 км, то на этой высоте им осталось летать не более 30-40 лет. Недостаток кислорода будут ощущать, прежде всего, страны с жарким и влажным тропическим климатом. И в самое ближайшее время такими странами станут Индия и Китай, сосредоточившие огромный промышленный потенциал, который в скором времени будет вынужденно остановлен не по причине экологического загрязнения (фильтры поставить можно), а по причине отсутствия кислорода».
А Главная Геофизическая Обсерватория им. А.И.Воейкова РОСГИДРОМЕТА, которая, по сути, создана следить за состоянием атмосферы, на запрос И.Г. Катюхина: «сколько кислорода осталось в атмосфере сегодня?», отвечает: «в настоящее время снижение кислорода в атмосфере Земли незначительно и пока не вызывает беспокойства. Другое дело рост СО2». И доктор физ.мат. наук, профессор, И. Л. Кароль начинает считать, сколько потребляется атмосферного кислорода при сжигании УВ на образование СО2 , не понимая (?), что такое же количество кислорода при этом одновременно тратится безвозвратно на образование пара H2O (то же, ведь, парникового газа). (В моей статье «Компрадоры в России и климат», опубликованной в PRoAtomе [13/09/2016], подобные манипуляции моих «героев» - и Бедрицкого и Донского и Замолодчикова и Кудеярова изложены более подробно).
Итак, если уже общее содержание кислорода в атмосфере достигает, или уже достигло, порога, когда и озоновый слой начинает истощаться, (хотя задача сохранения этого слоя была и сегодня остаётся одной из важнейших экологических проблем современности), то становится ясно, что
мощность всей земной энергетики, использующей горючее, не должна была бы превышать определённого уровня, соответствующего мощности растительного мира Земли по воспроизводству атмосферного кислорода с учётом антропогенно- сжигаемого!
Такой международный порядок сбалансированного потребления горючего и должен был бы быть установлен и для каждой страны. Тогда при его соблюдении можно будет утверждать, что страна пользуется «возобновляемыми» или «восполняемым» источником энергии при сжигании топлива, и Принцип 2 Конференции ООН по окружающей среде и развитию (Рио-де-Жанейро,1992 год) ею не нарушается и она не наносит ущерба окружающей среде других государств.
Вот и весь весьма простой механизм образования органического топлива на Земле, как совокупности различного вида горючего (угля, водорода, метана, нефти и различной «биомассы») и окислителя (атмосферного кислорода), а также элементарно необходимые правила его потребления.
Однако мировое сообщество, похоже, не собирается соблюдать эти правила, да и упомянутый Принцип 2 Конференции ООН по окружающей среде и развитию.
Большинство промышленно развитых стран уже давно стали странами - «паразитами», у которых промышленное потребление атмосферного кислорода на их территории многократно превышает воспроизводство в виде «чистой первичной продукции» растительным миром атмосферного кислорода на их территории. Но они и не собираются нести ответственность за обеспечение того, чтобы деятельность в рамках их юрисдикции или контроля не наносила ущерба окружающей среде других государств или районов за пределами действия национальной юрисдикции. Россия, Канада, Скандинавские страны, Австралия, Индонезия, другие страны - это «доноры», которые безвозмездно снабжают страны - «паразиты» атмосферным кислородом.
Можно считать, что в странах - «паразитах» антропогенное потребление атмосферного кислорода происходит за счёт всей чистой первичной продукции кислорода фотосинтезирующих организмов на территории своей страны, а так же на территориях других стран – «доноров». Гетеротрофное потребление атмосферного кислорода (корнями, грибами, бактериями, животными, в том числе и дыханием человека), происходит исключительно за счёт запасов атмосферного кислорода, наработанного на планете миллионами предыдущих поколений фотосинтезирующих организмов. У стран - «доноров» антропогенное потребление атмосферного кислорода происходит исключительно за счёт части чистой первичной продукции фотосинтеза на территории страны, а гетеротрофное потребление атмосферного кислорода – за счёт недоиспользованной при антропогенном потреблении чистой первичной продукции фотосинтеза, а в отдельных странах - и запасов атмосферного кислорода.
Такое разнесение поглощения атмосферного кислорода обусловлено тем, что всё живое на планете Земля имеет естественное право дышать.
При этом следует иметь в виду, что гетеротрофное потребление атмосферного кислорода не входит в рамки юрисдикции какого-либо государства.
В странах Евросоюза на конец XX века фотосинтезирующими организмами на его территории производилось примерно 1,6 Гт атмосферного кислорода и в то же время его антропогенное потребление составляло примерно 3,8 Гт. В России же в этот период фотосинтезирующими организмами производилось на территории страны около 8,1 Гт атмосферного кислорода, а его антропогенное потребление составляло всего 2,8 Гт. Многие защитники глобализации предлагают сегодня рассматривать запас атмосферного кислород как запас «практически неисчерпаемый» или, в лучшем случае, его антропогенное потребление - не поддающееся контролю. То есть, по их мнению (Альберта Арнольд (Эл) Гора-младшего и Ко), антропогенные выбросы углекислого газа на территории поддаются контролю, а антропогенное потребление запасов атмосферного кислорода якобы не поддаётся контролю. Но ведь в методическом плане есть соответствующий правовой прецедент. Ещё 6 октября 1998 года Питер Ван Дорен в Cat Policy Analysis № 320 писал:
«В США право собственности позволяет землевладельцам извлекать полезные ископаемые, том числе нефть и природный газ, из той земли, которой они владеют. Однако подземные нефтяные и газовые потоки не считаются с правом собственности на земную поверхность. Если на своём участке землевладелец попытается максимизировать свой собственный доход от извлечения нефти и газа, то общая эксплуатация нефтяного и газового месторождения для других собственников будет уже не эффективной. Поэтому условия «объединительных контрактов» предусматривают передачу землевладельцами своего права бурить и эксплуатировать скважину некоему оператору, стремящемуся к максимизации общего дохода, а взамен они получают свою долю прибыли с месторождения вне зависимости от того, производятся ли работы на их земле».
На наш взгляд, принцип «объединительных контрактов» может быть положен и в основу права при использовании атмосферного кислорода в качестве окислителя органического горючего с передачей функций «оператора» некой международной организации. Россия располагает гигантским резервом квот на атмосферное природопользование с использованием своего растительного мира для восстановления на планете антропогенно поглощённого атмосферного кислорода и поглощения планетарного антропогенного углекислого газа. Ясно, что глобализация должна быть увязана с использованием этого резерва и в международной торговле. Станы БРИКС уже сейчас могут создать такого общего «оператора» и заключить «объединительные контракты».
При установлении определённых международных правил, покупка органического горючего должна сопровождаться предъявлением соответствующей лицензии на право покупателя сжигать атмосферный кислород в требуемом объеме или приобретением у «оператора» - некой международной организации, созданной на принципах «объединительных контрактов», таковой же лицензии для покупки горючего (нефти, газа, угля).
Страны Евросоюза испытывают экологический кризис, в первую очередь из-за потребления органического топлива, многократно превышающего возможности окружающей среды на их территориях по восстановлению антропогенно поглощаемого атмосферного кислорода и поглощению антропогенного углекислого газа. Тем не менее, политическое давление «зелёных» там направлено против атомной энергетики. Так как же поддерживать и развивать экономику без эффективного производства электроэнергии?
В новой, либерализированной модели энергетики не удаётся найти места для ядерной энергетики. Будучи сейчас необходимой для общества, ядерная энергетика оказывается невыгодной для частных инвестиций – основного двигателя энергетического будущего всего мира при неолиберальной экономике. Ведь все действующие сегодня в мире атомные станции были построены в своё время государственными или частными вертикально-интегрированными монополиями, которые действовали в рамках прежней модели экономики. Новая модель сделала инвестиции в капиталоёмкую ядерную энергетику невыгодной для частных инвесторов, хотя на ядерную энергетику и сохранился общественный спрос. «Фундаментальный вопрос – смогут или нет регулирующие и законодательные нормы оправдать капиталовложения в атомную энергетику, чтобы она могла конкурировать с другими видами энергетики?» - задал вопрос Джордж Буш-младший после избрания его Президентом США.
На наш взгляд, проблема решается довольно просто – введением необходимой платы за потребление «чужого» автотрофного атмосферного кислорода, то есть природного капитала, не находящегося в частной собственности.
Парадигмой развития атомной энергетики должна быть не исчерпаемость природного горючего на планете Земля, а исчерпанность возможностей растительного мира Земли по воспроизводству антропогенно поглощаемого атмосферного кислорода.
И ещё. По данным многих учёных, в том числе российского профессора Е.П. Борисенкова, из 33,2оС повышения температуры в приземном слое атмосферы, которые даёт «парниковый эффект», только 7,2оС обусловлено действием углекислого газа, а 26оС при этом – парами воды, поскольку в создании «парникового эффекта» одна весовая часть углекислого газа принимает участие в 2,82 раза большее, чем одна весовая часть паров воды. В наше время парниковый эффект в приземном слое атмосферы в среднем на 78% обусловлен парами воды и только на 22% - углекислым газом Легко показать, что сегодня в суммарных парниковых выбросах при сжигании угля на ТЭС парниковая доля от водяного пара составляет 47,6%, при сжигании газа на ТЭС – парниковая доля от водяного пара составляет 61,3% , а при сжигании чистого водорода – 100%!
Тем самым даже и с позиций сторонников антропогенного происхождения глобального потепления рассматривать следует не только антропогенные выбросы углекислого газа, но и антропогенные выбросы водяного пара, а квотировать - антропогенное потребление атмосферного кислорода.
Из всего сказанного выше следует, что защита запасов атмосферного кислорода от промышленного потребления является сегодня приоритетной задачей в сфере регулирования взаимоотношений между человечеством и природой и может решаться только развитием экономичной и безопасной атомной энергетики.
P.S. Однако, при этом надо иметь в виду, что «среднее время строительства 34 реакторов в мире от 2003 года к настоящему моменту составляет 9,4 года. Система издержек производства на АЭС за последнее десятилетие выросла с $1 тыс. до $7 тыс. за проектный кВт». Это, как утверждают некоторые авторы, находится в соответствии с «законом Гроша», согласно которому, «если техническая система совершенствуется на базе неизменного научно-технического принципа, то с достижением некоторого уровня ее развития стоимость новых ее моделей растет как квадрат ее эффективности». Иными словами, нельзя без смены научно-технического принципа «примочками» и «нашлепками» на старый проект, как это сделано, например, в российском проекте АЭС «ВВЭР-ТОИ», создать конкурентоспособные новые энергоблоки АЭС. И пока этого не происходит, рост энергопотребления человечеством при сегодняшней цивилизации, основанной на «банковском проценте», несмотря ни на что, будет происходить, в основном, за счёт роста углеводородной энергетики, а не в результате роста мощностей атомной энергетики.
Альтернативы для «сухих» градирен нет!
Игнорирование антропогенных выбросов водяного пара — мошенничество внутри аферы «Глобальное потепление»
В.М.Болдырев, технический эксперт,
Международный союз ветеранов
атомной энергетики и промышленности
По общепринятым научным данным:
Данилов-Данилян В. И., Лосев К. С. Экологический вызов и устойчивое развитие. М.: «Прогресс-Традиция», 2000 «Парниковый эффект обусловлен наличием в приземном слое атмосферы (части пограничного слоя атмосферы от земной поверхности до высоты в несколько десятков метров) многоатомных газов (паров H2O, CO2, CH4),непрозрачных для теплового излучения. Парниковый эффект — это повышение температуры нижних слоёв атмосферы планеты по сравнению с эффективной температурой, то есть температурой теплового излучения планеты, наблюдаемого из космоса». «Главным парниковым газом является водяной пар, относительное содержание которого в атмосфере составляет около 0,3%. Следующий по значению парниковый газ — диоксид углерода (CO2) с относительным содержанием порядка 0,03%. Относительное содержание остальных парниковых газов не превосходит 3*10-4%».
Флинт Р. Ф. История Земли. М.: Прогресс, 1978: «В наше время парниковый эффект в среднем до 78% обусловлен парами воды и только на 22% углекислым газом. Вкладом других газов вполне можно пренебречь …»
Борисенков Е. П. Геофизическая обсерватория РАН им. Воейкова. Идеи Вернадского В. И. о ноосфере и биогеохимических циклах и их современное звучание при изучении процессов, происходящих в климатической системе и в обществе. http://www.trinitas.ru : «Антропогенная деятельность оказывает существенное влияние и на цикл водяного пара. Имеющиеся оценки показывают, что: к концу 2015 года только на бытовые нужды человечеством было потреблено около 900 км3 воды в год, из которых около 20% (180 км3) или 0,18 Гт/год попало в атмосферу в виде водяного пара; около 815 км3 в год или 0,81 Гт/год попало в атмосферу из 4100 км3 воды, расходуемой на промышленные цели; предполагается, что для ирригации потребовалось изъять из стока около 6000 км3 воды. Около 90% этой воды или 5,4 Гт/год поступило в атмосферу в виде водяного пара. Другими словами, учитывая, что парниковый эффект от водяного пара в три с лишним раза больше, чем парниковый эффект от СО2, воздействие антропогенной деятельности на круговорот водяного пара и его вклад в парниковый эффект вполне сопоставимым с антропогенным вкладом СО2. Пока эта роль водяного пара в указанном выше смысле явно недооценивается».
Кокорин А. О., Липка О. Н., Суляндзига Р. В. Изменение климата. Глоссарий терминов, используемых в работе РКИК ООН. М. WWF России, 2015: «Водяной пар (Vapour) - главный парниковый газ Земли, дающий наибольший вклад (по разным методам оценки, от 60 до 90%) в парниковый эффект. Вторым по значимости парниковым газом является СО2 — углекислый газ, затем идут метан и озон. Водяной пар не учитывается в РКИК ООН*, так как сигналов о его антропогенном изменении глобальной значимости пока нет». (а выше – Борисенков Е.П.,например,? В.М.Б.)
Это позиция ООН и в так называемой «методологии МГЭИК» (Межправительственная группа экспертов по исследованию климата — международный орган по оценке изменения климата, учрежденный Программой ООН по окружающей среде (ЮНЕП) и Всемирной Метеорологической Организацией (ВМО) в 1988 году) полностью игнорируется «парниковая» роль антропогенного водяного пара.
*--- РКИК ООН, 1992 г - Рамочная конвенция по изменению климата Организации Объединенных Наций.
Тем самым по «парниковому эффекту» 1 тонна СО2 эквивалентна 2,82 т водяного пара. (В.М.Б.). Исходя из сказанного выше, мы решили обсчитать удельную плату за «парниковые выбросы» при производстве 1 мВт*час (эл.) для ТЭС на угле, для ТЭС на газе и для АЭС с учётом доли в этой плате «парникового» водяного пара (при сегодняшней стоимости выбросов 1 тонны CO2 -эквивалента €30 на европейском рынке квот на выбросы парниковых газов). Путем несложных расчетов получилось, что игнорирование «парниковой» роли антропогенного водяного пара занижает оценку климатического воздействия ТЭС на угле и на газе до 2-х раз и совершенно не учитывает антропогенное климатическое воздействия АЭС! Хотя и в «светлом будущем человечества - водородной энергетике», основанной на пиролизе, электролизе или фотолизе воды, водяной пар будет играть определяющую роль в антропогенном парниковом воздействии на климат!
Поэтому можно утверждать, что методика МГЭИК проведения мониторинга антропогенных выбросов в атмосферу газов, оказывающих непосредственное парниковое воздействие на атмосферу Земли, основанная на учёте потребления топливно-энергетических ресурсов на предприятиях и транспорте, но не учитывающая антропогенные выбросы водяного пара, не представляется достаточно эффективной с позиций оценки регионального и глобального изменения климата. Однако, наднациональная мафия (Альберт Арнольд Эл. Гор- младший, Израэль Ю.А., Грачёа В.А. и др.), оседлав ООН и прикрывшись Нобелевскими премиями, постановили: «Изменение климата – это «глобальное потепление». А «глобальное потепление» - это результат выбросов антропогенного CO2 и ПГ». Что такое «ПГ» - одному Богу известно, т.к. из парниковых газов ими исключён атмосферный водяной пар, который, как уже говорилось выше, даёт 78% «парникового эффекта» в приземном слое атмосферы Земли.
Парижское соглашение без внесения дополнения об учете водяного пара как главного парникового газа атмосферы Земли в Статью 1 «Определения» Рамочной конвенция по изменению климата Организации Объединенных Наций (РКИК* ООН, 1992 г.), на которой базируется Статья 1 Парижского соглашения, не может быть ратифицировано!
Итак, как уже ранее говорилось и на PRoAtome, выбросы водяного пара из градирен не так уж безобидны: каждая тонна пара, выброшенная из градирни в приземный слой атмосферы, где собственно и образуется «парниковый эффект», эквивалентна по «парниковому эффекту» 360 кг углекислого газа! Разговоры об экологичности АЭС - это, мягко говоря, заблуждение, которое на поверку выходит за рамки приемлемого – ведь на каждый выработанный на АЭС кВт-час электроэнергии в приземный слой атмосферы выбрасывается 3,6 кг водяного пара. В 2015 году все АЭС Р.Ф. выработали 190 млрд. кВт-час и выбросили в атмосферу 730 млн. т водяного пара, что в СО2-эквиваленте составляет около 260 млн. т углекислого газа. Эта цифра вполне сопоставима с величиной выбросов в СО2-эквиваленте при потреблении природного газа в РФ для выработки аналогичного количества электроэнергии.
В настоящее время реализуются следующие типы градирен:
Испарительные градирни. По способу перемещения воздуха они разделяются на башенные, вентиляторные и открытые, а по способу образования поверхности охлаждения технической воды – на плёночные, капельные и брызгальные. В зависимости от направления движения воды и воздуха градирни могут быть противоточные, поперечноточные и смешанного типа. В башенных градирнях движение воздуха создаётся вытяжной башней, в вентиляторных – вентилятором, а в открытых – естественным движением воздуха. Так, например, техническое водоснабжение третьего и четвертого энергоблоков Нововоронежской АЭС осуществляется по оборотной схеме с использованием для охлаждения воды семи башенных градирен.
Для энергетики России сейчас характерно применение плёночных башенных градирен с естественной тягой. Вода циркуляционными насосами прокачивается через конденсатор турбин и подаётся к распределительным трубам, расположенным над оросительным устройством. Интенсивность охлаждения плёночной градирни по сравнению с капельной в 1,5?2 paза выше. Вытяжные башни современных градирен выполнены из монолитного железобетона гиперболической формы. Однако есть одно обстоятельство: поверхностная природная вода прокладывает свой путь, как правило, по ослабленным швам земной коры - разломам. Размещение рядом АЭС дополнительно увеличивает сейсмоопасность такой АЭС
Антропогенное воздействие АЭС с испарительными градирнями на региональный климат.
АЭС с испарительной градирней на морской воде
«Сухие» градирни. В российской атомной энергетике реализована оборотная система технического водоснабжения с использованием вентиляторных «сухих» градирен на заполярной Билибинской АТЭЦ. В этих системах очищенная технологическая вода проходит и охлаждается внутри поверхностных алюминиевых охладителей, снаружи охлаждаемых воздушным потоком от вентиляторов с электроприводами. Подпитка системы технологического водоснабжения осуществляется из специально созданного водохранилища на ручье Б. Поннеурген.
«Сухие» градирни системы Геллера с поверхностным воздушным охлаждением очищенной воды в сочетании со смешивающим струйным конденсатором сводят к минимуму неблагоприятное воздействие на окружающую среду технических систем отвода сбросного тепла от АЭС. В этих системах очищенная вода проходит и охлаждается в градирне внутри поверхностных алюминиевых охладителей, которые снаружи омываются воздухом. Охлаждающие колонки располагаются по периметру в нижней части башни в окнах для входа охлаждающего воздуха. Если движение воздуха в градирне должно происходить за счёт естественной тяги, то для этого градирня создаётся в виде башни гиперболической формы высотой 100 м и более, выполненной из монолитного железобетона:
Гиперболические «сухие» градирни из армированного бетона. Турция
Или изготовленной на основе обшитого алюминием каркаса из конструкционной стали:
«Сухие» градирни из конструкционной стали и алюминия. Иран
Охлаждённая вода подаётся в смешивающий струйный конденсатор, в котором конденсируется отработавший в турбине пар, а затем часть общего потока на выходе из конденсатора подаётся в контур питательной воды парогенератора, а другая часть возвращается на охлаждение в градирню.
Система комбинирования сухого и орошаемого охлаждения типа HEAD (Heller-EGI Advanced Dry/Deluged – усовершенствованная система сухого/орошаемого охлаждения ГЕЛЛЕР - ЭГИ) работает с сухим охлаждением весь год, за исключением наиболее жарких летних часов, когда вода подаётся и на специально перфорированные плоские пластины трубчато-пластинчатых теплообменников:
«Сухие» градирни с алюминиевыми «дельтами», орошаемыми при пиковых нагрузках. Армения.
В гибридных градирнях выходной воздух влажной секции смешивается с нагретым воздухом оребрённых трубных пучков сухой секции, установленных в стенках выше влажной секции общего башенного вытяжного корпуса. Гибридная градирня, не образующая парового шлейфа - наилучший вариант в том случае, когда действуют ограничения местных норм и правил, при которых присутствие парового шлейфа не допускается в нормальных условиях, в частности, вдоль автомагистралей, вблизи аэропортов, жилых районов:
На блоке АЭС Неккарвестхайм с электрической мощностью 1400 МВт (Германия) фирмой «SPX Cooling Technologies» сооружена гибридная градирня на искусственной тяге. Высота градирни – 51,2 м. Смысл использования гибридной системы на АЭС Неккарвестхайм состоял в том, что вокруг электростанции имеется большое количество сельхозугодий, в том числе большие площади виноградников, требовательных к условиям освещения и влажности. Дополнительное использование сухого охлаждения ведет к исчезновению оптических проявлений работы испарительной градирни, важных для сельского хозяйства. Кроме того, вследствие роста температуры паровоздушного факела на выходе из градирни увеличивается площадь осаждения влаги вокруг градирни, так как конденсация пара происходит не прямо над башней, а на высоте 200 – 300 м над ней.
Сегодня французская группа AREYA реализует проект строительства на берегу Чесапикского залива в южном штате Мериленд двух реакторов на АЭС «Калверт Клиффс» со стоимостью энергоблока 4 млрд. долларов. По французскому проекту в системе водоснабжения планируется применить гибридную градирню. Стоимостью гибридной градирни - 125млн. долларов на каждый блок, что составит примерно 3,2% его стоимости. При применении традиционных башенных испарительных градирен их стоимость составит около 1,2% от стоимости энергоблока. Два действующих сейчас блока PWR прокачивают каждый по 273600 м3/час воды из залива. Воду возвращают в залив нагретую примерно на 10 градусов. При этом ежегодно гибнут 69000 рыб. По правилам, принятым американским агентством защиты окружающей среды в 2001 году, на новых АЭС требуется использовать передовые технологии, не допускающие, в частности, гибели водной фауны. Новый энергоблок будет забирать из залива на 98% воды меньше, чем два действующих, построенные в 1970-е годы. Относительно малая высота градирни (50,3 м) соответствует новым современным требованиям: градирню можно будет видеть только с моря, но не из ближайших населённых пунктов.
В настоящее время плата за потребление природной воды составляет незначительную часть в себестоимости электроэнергии, так как не учитывается, в том числе, влияние испарений охлаждаемой воды в «мокрых» градирнях на климат региона. Уже ни одно лето из-за жары Европа из самого благополучного континента превращалась в регион, страдающий от дефицита воды. Беспрецедентное обмеление многочисленных рек приводило к многократному росту цен на электроэнергию на энергетических биржах стран Евросоюза. Однако вода рек и озёр по-прежнему используется в энергетике как расходный материал для сброса тепла в окружающую среду. Например, на реке Луаре, на которой расположены 12 атомных станций, расход воды в 9000 куб. м. в секунду по национальным нормативам может снижаться до минимально допустимого значения – 48 куб. метров в секунду (реально он снижался летом до 60 куб. метров в секунду).
Согласно прогнозам, к 2020 году дефицит питьевой воды будет наблюдаться примерно в 30-40% стран мира. Последующие исследования показали, что к 2040 году ситуация ухудшится еще больше. Исследования проводила группа ученых из Университета Орхус в Дании, Вермонтского юридического факультета и Центра военно-морских исследований в США. Ими были опубликованы два отчета, сфокусированные на связи мирового производства электроэнергии и потребления воды. Три года исследований показали, что к 2040 году в мире уже не будет достаточно воды, чтобы утолить жажду населения Земли и сохранить текущие энергетические решения, если мы продолжим делать то же, что и сейчас. Это столкновение конкурирующих потребностей между нуждой в питьевой воде и спросом на энергоносители.
Ученые сформулировали общие рекомендации для принимающих решения лиц, которым нужно следовать, чтобы остановить такое развитие событий и справиться с кризисом во всем мире:
- повышать энергоэффективность;
- повсеместно подсчитывать количество воды, используемой электростанциями;
- стимулировать исследования, посвященные альтернативным вариантам систем охлаждения.
Международная команда исследователей проводила свою работу, сосредоточившись на конкретных поставщиках коммунальных услуг и энергии во Франции, США, Китае и Индии. Первым шагом было выявление текущих потребностей в энергии, а затем исследователи экстраполировали полученные результаты до 2040 года. Они оказались неожиданными: «невозможно продолжать производить электричество таким же, как сейчас образом и удовлетворить спрос на воду к 2040 году. Если мы будем продолжать вести дела, как обычно, то столкнемся с непреодолимой нехваткой воды, даже если бы вода была бесплатной, потому что это не вопрос цены. Воды к 2040 году не будет, если мы будем продолжать делать то, что делаем сегодня…Тратить время больше нельзя. Мы должны действовать сейчас!»
В РОССИИ для перевода АЭС на «сухое» охлаждение отработавшего пара должна была быть разработана отраслевая программа, включающая, в том числе, сооружение опытно-демонстрационной сухой градирни, например, на действующем энергоблоке НВАЭС с ВВЭР, сегодня работающем с испарительными градирнями. Выполнение такой отраслевой программы должно было обеспечить к 2020 г. переход на воздушное охлаждение на всех строящихся АЭС. Об этом было сказано еще в 2008 году, но ничего с тех пор не сделано (см. «Сухие градирни на тепловых и атомных электростанциях как средство снижения антропогенных выбросов» - «Промышленные ведомости» № 3-4, апрель 2008 г.).
Длительный срок службы АЭС и усугубление экологических проблем уже в ближайшей перспективе обусловливают необходимость отказа от применения испарительного охлаждения технической воды, как отказались от прямоточного охлаждения конденсаторов водой из рек, озер и морей.
С учётом всего вышесказанного можно утверждать, что альтернативы для «сухих» градирен нет!
Приложение (продолжение статьи) Опубликовано 22/08/2018
ООН: в 2050 году для половины землян вода будет дефицитом
Ученые предупреждают: если не принять срочные меры, землянам грозит общемировая жажда. Фото: REUTERS
Более двух миллиардов человек из 7,6-миллиардного населения Земли уже сегодня ощущают нехватку или совсем не имеют доступа к запасам безопасной по санитарным нормам чистой воды. А к 2050 году таких будет почти половина населения планеты. Об этом говорится в последнем отчете ООН по проблеме воды. Особо подчеркивается, что мир уже не сможет достичь ранее поставленной цели - обеспечить все население планеты чистой водой и приемлемым уровнем санитарии к 2030 году.
О том, что пресная вода будет не менее дефицитным ресурсом, чем нефть, и может стать причиной войн, специалисты предупреждают давно. Теперь эксперты ООН эти общие соображения облекают в конкретные картины и цифры. Названы две ключевые причины, которые приближают общемировую жажду: рост населения планеты и глобальное потепление. Львиная доля воды используется в сельском хозяйстве - около 70 процентов, 20 процентов - в промышленности, 10 - в бытовой сфере. И везде мало надежд на сокращение общего потребления. Хотя в последние годы темпы забора воды замедляются, но по-прежнему они выше, чем прирост населения планеты. А значит, капля воды будет становиться все дороже.
Уровень жизни напрямую связан с ростом потребления энергии. По прогнозам, к 2050 году спрос на нее вырастет на 70 процентов. Что и понятно: землян становится все больше, все хотят жить комфортно, а за это приходиться платить, в том числе и водой. Выработка электроэнергии и добыча ископаемого топлива требует ее все в большем количестве. В частности, по данным экспертов, 60 процентов стока рек во Франции используется для охлаждения электростанций. И хотя энергетики говорят о масштабном переходе на альтернативные источники энергии, но опыт и анализ ситуации показывают, что они не смогут сколь либо серьезно сократить и даже приостановить расход воды. Также эксперты отмечают, что особо трудно будет жителям крупных городов. Причина очевидна: рост как самих городов, так и их населения.
Что же делать? Один вариант, казалось бы, очевиден - опреснение морской воды. Метод преподносится чуть ли не как универсальный, однако именно он потребляет наибольшее количество энергии. К примеру, Саудовская Аравия, обладающая наибольшими мощностями в мире для опреснения, вырабатывает ежедневно 5,5 миллиона кубометров воды. Но чтобы их получить, необходимо затратить энергию, эквивалентную 350 тысячам баррелей нефти в день. Такой вариант далеко не все страны могут себе позволить. По мнению ученых, главный акцент надо делать на применении современных систем полива и выращивания растений. Также необходимо разрабатывать технологии получения воды из воздуха, выведение растений, которым почти не нужен полив, делать упор на повторное использование сточных вод.
Однако и этих мер, по мнению экспертов, будет явно недостаточною. "Люди считают, что победить дефицит воды можно одними лишь технологиями, но не менее важно изменить наше собственное поведение и отношение к воде", - говорит немецкий эколог Мартина Флёрке. Более того, эксперты считают, что запасов воды на планете достаточно, чтобы удовлетворить потребности землян, но нужно кардинально изменить управление водными ресурсами, разработать для этого всеобъемлющую правовую основу. И конечно, вода требует серьезных политических решений. Только объединив усилия, осознав важность проблемы, человечество сможет избежать катастрофического дефицита воды, прогнозируемого во многих странах к 2050 году.
Нет комментариев. Ваш будет первым!
 |
Добавить комментарий |
.png)
