Игорь Подгорный - дневник бывшего москвича (igorpodgorny) wrote in gp_russia,
Игорь Подгорный - дневник бывшего москвича
igorpodgorny
gp_russia

Categories:

О воздействии ветроэнергетики на здоровье человека и окружающую среду


Фото: © Greenpeace

Часто можно слышать мнение, что возобновляемая энергетика – не такая уж «зеленая». Мол, солнечные батареи никогда не окупаются и их производство вредно. А ветряки мешают жить червякам и убивают пролетающих птиц. К сожалению, подобные высказывания основаны, как правило, на слухах или заметках в «желтой прессе», а не научных публикациях. Последних, кстати, превеликое множество. Но, увы, большая часть материалов опубликована в иностранных журналах и на иностранных сайтах. Тем приятнее, что появляются и российские исследования. Надеемся, многим интересующимся развитием возобновляемой энергетики будут небезынтересны выдержки из статьи кандидатов технических наук Б.В. Ермоленко, Г.В. Ермоленко и М.А. Рыженкова «Ветроэнергетика и окружающая среда»

Статья опубликована в восьмом номере журнала «Энергия» за 2011 год.

Авторы статьи анализируют возможные воздействия ветроэнергетических станций (ВЭС) на человека и окружающую среду на примере разработки проектов ВЭС 60 МВт в посёлке Мирный Ейского района Краснодарского края и Дальневосточной ВЭС 32 МВт в Приморском крае.
Авторы отмечают, что «анализ воздействия на окружающую среду надо проводить для основных этапов (фаз) жизненного цикла проектов строительства ветроэнергетических станций, включающих в себя производство энергетического оборудования, строительство объекта, его эксплуатацию и, по возможности, ликвидацию с утилизацией морально и физически износившихся элементов ВЭС».

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.

Воздействие шума
Наибольшее число вопросов относительно воздействия ВЭУ на здоровье человека связано с инфразвуковым шумом (не слышимым для человеческого уха). Так, по мнению ВОЗ, нет никаких доказательств того, что шум ниже слухового порога вызывает какие-либо физиологические или психологические эффекты, это подтверждается и недавними исследованиями в Северной Америке. Исследование, проведенное на трех английских ветроэнергетических станциях, дало аналогичные результаты: шум, производимый современными ветрогенераторами, не может привести к вредным последствиям для здоровья людей, проживающих рядом с ветропарком. Как ни странно, причиной негативного воздействия на здоровье (разного рода расстройства на нервной почве) может стать сам человек из-за беспокойства, вызванного боязнью негативного влияния ВЭС. Ситуация осложняется в тех случаях, когда люди получают какую-либо экономическую выгоду от работы станции, а потому не хотят обращаться к врачу по поводу своего недомогания. В разное время у одних и тех же лиц порог слышимости может различаться. Недавние исследования показали, что восприятие шума может меняться в зависимости от отношения человека к звуковому источнику. Оказалось, что раздражение от шума ветрогенераторов было связано с отрицательным отношением к визуальному воздействию ВИЭ на пейзаж. Кроме того, согласно всем последним исследованиям и разработкам, современные ветрогенераторы создают при работе очень низкие уровни инфразвукового шума. Шум, производимый 10-ю ветрогенераторами на расстоянии 350 м можно оценить, как незначительный, не отличимый от других шумов в обычной жизни. Данные об уровнях шума вблизи ВЭУ подтверждаются на практике результатами исследований инжиниринговой фирмы CUBE близ поселка Мирный Краснодарского края в ходе реализации проекта Ейской ВЭС. Рассчитанный уровень шума в пределах жилой зоны застройки поселка Мирный будет находится в интервале 35-44 дБА, что отвечает требования санитарных норм «Шум на рабочих местах, в помещениях жилых, общественных зданий и на территории жилой застройки». В соответствии с нормами, уровень шума для территорий, непосредственно прилегающих у жилым домам, не должен превышать 45 дБА и 55 дБА с 23 до 7 часов и с 7 до 23 часов соответственно.

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

Влияние ВЭС на растительность
Последние исследования не только не подтверждают отрицательного влияния работы ВЭУ на растительность, а наоборот отмечают возможное положительное их значение на сельскохозяйственные культуры. Результаты отчета Лаборатории Департамента энергетики США, г. Эймс, штат Айова, говорят о том, что работа ветрогенераторов может привести к увеличению урожая зерновых культур и сои. Согласно результатам многомесячных исследований, в непосредственной близости от ВЭУ улучшается вывод углекислого газа из почвы, что в свою очередь способствует фотосинтезу и росту зерновых культур и сои. «Мы закончили первую фазу нашего исследования, и мы уверены, что ветряные установки действительно оказывают значительное влияние на микроклимат, окружающий зерновые культуры, - утверждает эксперт лаборатории по общей и сельскохозяйственной метеорологии Gene Takle. Турбулентный поток, создаваемый ветряными установками, может ускорить естественные обменные процессы между хлебными злаками и приземным слоем атмосферы. Более того, дополнительный турбулентный поток может помочь высушить росу, которая появляется на растениях во второй половине дня, уменьшая вероятность их поражения грибковыми заболеваниями; к тому же более сухие зерновые культуры позволяют фермерам уменьшить стоимость сушки зерна после сбора урожая».

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.
Tags: новости, энергетика
Subscribe

  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

  • 18 comments