Šiluminė tarša

ŠILUMINĖ TARŠA

Šiluminės ir atominės elektrines, kitos elektros energiją bei šilumą tiekiančios ir naudojančios įmonės į aplinką išskiria daug šilumos. Paprastai elektrinių agregatams vėsinti naudojamas natūralių gamtinių telkinių vanduo, kuris vėliau į juos gražinamas.

Į tuos telkinius (jie vadinami aušintuvais) išleidžiamas šiltas vanduo, ypač jei jame esti biogeninių, toksinių ir kitų medžiagų, trikdo ekosistemų biologinę pusiausvyrą: prisiveisia pataogeninių, pavojingų infekcijų sukėlėjų, nepageidaujamų organizmų, trukdančių normaliai eksploatuoti jėgaines. Pakyla aušintuvo vandens temperatūra, daugiau jo išgaruoja, vasarą nusenka vandens lygis, kinta jo hidrocheminės savybės, aaplinkos mikroklimatas, paspartėja biogeninių medžiagų apykaitos procesai (eutofikacija), prastėja sanitarinė vandens būklė.

Lietuvoje didžiausią antropogeninį šiluminį poveikį platina atominių (Ignalina) ir šiluminių (Elektrėnai) elektrinių aušinimo baseinais tapę vandens telkiniai. Pavyzdžiui, dirbant vienam Ignalinos AE energetiniam blokui šildoma apie 12 km2 Drūkščių ežero akvatorijos, veikiant dviems – iki 42 km2. Vandens temperatūra paviršiniame jo sluoksnyje iki 2,5 -3 – pašildyto vandens išleidimo zonoje ir iki l m ežero akvatorijoje, kurią veikia šiluminė tarša pakilo 3- 4 laipsniais. Todėl dabar jo išgarauoja iki 664,8 mln m3 per metus. Be to kinta ežero biota, atsiranda naujų rūšių nyksta senosios. Tik pradėjus veikti Ignalinos AE (1984), Drūkščių ežere pakito planktoninių organizmų įvairovė: per labai trumpą laiką beliko vos 19% anksčiau aptinkamų fitoplanktono rūšių, jo biomasė ssumažėjo 5 -l Okartų, 2,5 karto sumažėjo zooplanktono kiekis ir biomasė, pastebimai pradėjo nykti šaltamėgių organizmų rūšys. 1987 m., paleidus antrąjį AE bloką, šiluminė tarša dar labiau padidėjo. Pagausėjo planktoninių organizmų įvairovė, pradėjo vyrauti šiltamėgės rūšys. Ežere vykstantys biologiniai procesai, kurie yra nebūdingi kitiems Lietuvos vandens telkiniams, rodo, kad hidroekosistema tebėra nestabili. Labai sužėlė aukštesnieji vandens augalai (makrofitai), ypač sekliose vietose ir šilto vandens išleidimo zonoje.

Šiluminė tarša mažinama įvairias būdais. Paprastai vengiama telkti vienoje vietoje, prie to paties vandens telkinio pramonės ir energetikos įmones, išleidžiančias daug pašildyto vandens. Pačiose įmonėse rekomenduojama hermetizuoti šilumą skleidžiančius agregatus, šilumos ir garo tiekimo linijas, statyti vandens aušinimo saugyklas ir kartotinio naudojimo sistemas, patariama vandenį aušinti oru (oru šaldomais Helerio įrenginiais, aušinimo bokštais). Atliekamą šilumą sstengiamasi panaudoti patalpoms bei specifinės paskirties (pvz.: šiltnamiams) objektams šildyti.

Galingos ŠE ir AE, gamyklos, aukštakrosnės ir kitos įmonės išskiria daug šilumos į aplinką. Pvz. ŠE veikia vandens telkinius. 2000 MW E agregatams šaldyti reikia apie 80 m3/s vandens. Telkinių vandens temperatūra pakyla. Sutrinka nusistovėjusi ekosistema. Greičiau auga žalingi dumbliai. Pakilus vandens temperatūrai nuo 10 iki 30 0C deguonies sumažėja 33% ir sulėtėja biologiniai procesai.

Yra ir teigiamų savybių – galima auginti šiltųjų vandenų žuvis! Šiuo metu didžiausią rūpestį kelia vandens baseinų ššiluminis teršimas. Telkinio vandens temperatūra gali būti aukštesnė už vidutinę: vasarą – 30C; žiemą – 50C.

Šiluminei taršai mažinti naudojama regioninės ir lokalinės priemonės.

Regioninės priemonės – vengti koncentruoti vienoje vietoje ir prie tų pačių vandens telkinių įmones išleidžiančias daug šilto vandens (ŠE, AE). Reguliuojamas energetikos įmonių galingumas.

Lokalinės apsaugos priemonės –

1) šilumą skleidžiančių agregatų izoliavimas.

2) atšaldymo ir grįžtamųjų sistemų statyba.

3) vandens atšaldymui naudoti orą.

4) išmetamos šilumos panaudojimas.

Vilniečiai važiuodami į ir iš darbo kamščiuose vidutiniškai praleidžia apie valandą. Kauniečiai ir klaipėdiečiai – apie 20 minučių. Tačiau miestai plečiasi, o automobilių daugėja. Bendrovės „AutoTyrimai“ duomenimis, šalyje kasmet vidutiniškai registruojama po 180 tūkst. automobilių ir kasmet šie skaičiai didėja. Nesunku paskaičiuoti, jog po 5 metų Lietuvoje važinės beveik milijonu daugiau automobilių negu dabar.

Energijos ištekliai ir vartojimas (naudojimas)

Žmonės pirmiausia išmoko naudoti ugnį, vėliau – šiluminę energiją paversti mechaniniu judesiu, mechaninį judesį –elektra, surado naujų energijos šaltinių. Naudojamos energijos rūšys keitėsi labai intensyviai nuo XIX a. vidurio (prasidėjus pramonės revoliucijai). Pvz. JAV 1850 m. žemės ūkio gamyboje buvo naudojama arklių energijos–79%, žmonių – 15%. Po šimtmečio, 1965 m., arkliams teko – 1%, žmonėms – 3% ir mašinoms – 96% energijos.

Kuo toliau tuo daugiau buvo naudojama energijos materialiosioms gėrybėms gaminti ir buičiai. Kuro ištekliai žemėje yra riboti iir juos naudojant teršiamas oras, vanduo gruntas.

Mokslas ir technika ieško naujų energijos šaltinių ir racionalių jos naudojimo būdų.

Šiuolaikinės visuomenės ekonomikos progresas labai priklauso nuo energetikos lygio.

Daugiausia energijos sunaudoja pramonė, antroje vietoje buvo žemės ūkis. Lietuvos elektros vartotojai 1990 metais rikiavosi: Pramonė – 43%, žemės ūkis – 22% gyventojai (komunalinis ir buitinis ūkis) 15%, statyba – 2%, transportas – 1,8% ir pan. 1992 m. duomenimis elektros suvartojimas buvo jau P–38%, ž.ū. – 20%, gyv. – 20% , statyba – 1,6%, transportas – 1,4% (1990 m. – ž. 12013 GWh, 1992 m. – 29159 GWh).

Energijos poreikiai pasaulyje augo ir tempai beveik nemažėjo. Žemės sukauptų naudingų mineralinių turtų (geležies rūdos, vario, cinko, alavo, švino ir t.t.) atsargos pamažu mažėjo, o jų pakaitalams (plastmasėms) reikia daug šilumos ir elektros.

Kita problema yra ta, kad didėjant energijos gamybai ir vartojimui didėjo aplinkos užterštumas. Prognozuojama, kad jei planetos kiekvienas gyventojas (ž. ~7 mlrd.) suvartotų energijos tiek, kiek išsivysčiusių šalių, o energija gaunama ir vartojama tokiais pat būdais, tai planeta žus.

Didžiausias potencinės energijos atsargas pati gamta sukaupia žemės gelmėse esančiame organiniame kure (a.anglis, dujos, nafta). Dalis naudojama tiesiogiai, kita verčiama patogiausia – elektros energija.

Kiti energijos resursai yra – hidro, vėjo, AE, biomasės, vietinio kuro (durpės, malkos), geoterminė ir ppan.

Tradiciniai žemės gelmių organinio kuro ištekliai neatsinaujina, todėl keičiasi jų vartojimo struktūra. Vartojamas naftos,dujų ir a.anglies santykis keičiasi.

Lieka viena išeitis – surasti naujų patikimų ilgalaikių energijos šaltinių. Saulė galėtų būti pagrindinis energijos šaltinis. Saulėje vyksta termobranduolinės reakcijos, jos paviršius skleidžia į kosmosą energiją, kurios viena milijardinė dalis tenka žemei. Viršutiniai atmosferos sluoksniai vidutiniškai per metus gauna 260 kcal/cm3. 50% saulės spinduliuojamos energijos pasiekia Žemės paviršių ir tik 28% tos radiacijos, kuri pasiekia viršutinius atmosferos sluoksnius lieka žemėje. Kitą dalį atspindi šviesūs paviršiai.

Saulės energija reguliuoja visus pagrindinius planetoje vykstančius klimato procesus, sukelia biochemines reakcijas. Saulės radiacijos šiluma skatina vandens apykaitą žemės rutulyje, 81–82% biocheminę fotosintezės reakciją (apie 1 %) šildo orą (17–18%). Žemės gelmėse sukaupti energijos šaltiniai (anglis, nafta, dujos) taip pat susidarė veikiant Saulės energijai. Saulė švietė milijonus metų ir jos galia gali būti panaudota ir ateityje.

Saulės energijos panaudojimas vyksta dviem kryptim:

1. Tiesiogiai – per technikos priemones.

2. Netiesiogiai–biomasei sukurti.

Didelės viltys dedamos į Saulės elektrines:

Saulės šiluminės elektrinės

Tiesioginiai keitikliai.

Didelis Saulės elektrinių privalumas – neteršia aplinkos. Pagrindinis trūkumas – žemas n.v. koeficientas ir kaina, užima didelius plotus ir priklauso klimato ir saulėtų dienų.

Saulės energiją būtų galima kaupti Kosmose. Ten spindulių srautas galingesnis. Problema stotys ir perdavimas.

Dabar Saulės energija tikslinga šildyti patalpas, vandenį ir

bandyti gaminti elektrą

Antras energijos gamybos būdas pagrįstas Saulės spindulių savybe dalyvauti foto sintezėje. Fotosintezės vyksmas gamtoje kol kas nėra tiek žinomas, kad būtų galima jį panaudoti energijos gavybai. Todėl tenka tenkintis tuo kas sukaupta biomasėje.

Saulės spinduliai fotosintezės būdu pagamina milžiniškus kiekius biomasės, joje akumuliuojama dešimt kartų daugiau energijos už kasmetines jos reikmes pasaulyje. Dabartiniu metu Žemės biomasėje (90% sudaro miškai) sukaupta tiek potencinės energijos, kiek jos yra iki šiol žinomose ir deginamose iškasenose (anglyse, naftoje, dujose). Daugelyje kraštų bandoma ppanaudoti biomasę ir jos energiją skysto kuro ir dujų gavybai (miško atliekos, krūmai, piktžolės, žemės ūkio kultūrų atliekos, žolė, jūrų ir gėlųjų vandenų dumbliai). Pvz. Brazilijoje iš cukrašvendrių gaminamas spiritas kurui (vietoj benzino, arba maišymui su benzinu). (Pas mus gal būt iš rapso ir kita) ir kitose šalyse.

Naujų rūšių augalijos, tinkamos perdirbti į technikoje ir buityje deginamas medžiagas, atradimas ir panaudojimas yra perspektyvus būdas pakeisti senkantį žemės gelmių organinį kurą.

Japonijoje, Brazilijoje, Kinijoje ir kituose kraštuose bandoma sukurti uždaros kompleksinės žemės ūūkio sistemos, dirbančios be atliekų (t.y. augalinė produkcija) ir maistui, gyvuliams ir pluoštui. Medžiagų apyvartos procese panaudojami mikroorganizmai, gebantys atliekas perdirbti į pašarus, trąšas ir kurą (metanas ar biodujos).

Branduolinė energija gaunama dalijantis sunkiųjų arba jungiantis lengvųjų elementų branduoliams. Atome slypi mmilžiniška energija, kuri šiuo metu galėtų patenkinti jos poreikį. Vienas kg U235 gali išskirti tiek energijos, kiek jos gaunama sudeginus 2500 t a.anglies.

Taikiems tikslams atomas pradėjo tarnauti 1954 m. pastačius AE Obninske. Dabar AE pagaminama daug elektros pvz. Prancūzijoje 75%, Lietuvoje dabar 80% šiuo metu ištyrinėtos urano atsargos yra pakankamai didelės (sausumoje 10–20 mln. t, vandenyne – 4 mlrd. t.).

Didelių vilčių tiekia galimybė panaudoti termobranduolinę sintezę energijai (elektrai) gaminti. Jungiantis lengvųjų elementų branduoliams, gaunama daug daugiau energijos, negu skylant urano branduoliams. Pvz. 1 kg vandenilio virstant heliu išsiskiria 10 kartų daugiau energijos negu dalijantis 1 kg urano (arba 20 mln. kartų daugiau negu sudeginus 1 kg benzino).

Bėda ta, kad termobranduolinė reakcija kol kas nevaldoma. Suradus būdus termobranduolinei reakcijai valdyti – bbūtų išspręsta kuro problema.

IGNALINOS AE UŽDARYMO EKLOGINIŲ PADARINIŲ PRIELAIDOS

Mažiausią taršą iš energetinių objektų Lietuvoje kelia Ignalinos AE. Europos Sąjungai reikalaujant Respublikos vyriausybė sutiko pirmąjį bloką iki 2005 metų uždaryti. Kokius ekologinius padarinius sukels uždarymo techninė procedūra? Sustabdžius elektrinės reaktorių, dar keletą metų teks jį aušinti, – radioaktyviojo kuro skilimas blės labai lėtai ir gamins nemažą kiekį šilumos, kuri šildys Drūkšių ežerą. Pagausėjus nuotekų srautui, iškils grėsmė elektrinės ir Visagino miesto ūkinei-buitinei kanalizacijai, nes taps nepajėgūs valymo įrengimai. Per Ignalinos AE llietaus kanalizaciją didžioji dalis nevalyto vandens pateks į Drūkšių ežerą. Daug nuoplovų išskirs elektrinės autoūkio pramoninė ir lietaus kanalizacija objekto uždarymo ir išmontavimo metais. Elektrinės uždarymas sunaikins papildomai 800 ha agrarinio bei miesto kraštovaizdžio, įrengiant savartynus, saugojimo aikšteles ir talpyklas.

Po Ignalinos AE uždarymo bus statomos naujos katilinės, aprūpinančios miestą ir elektrinės patalpas šiluma ir karštu vandeniu. Todėl į miesto aplinką, miškus ir vandenis plūstelės nemaži taršos kiekiai.

Specialistai tvirtina, kad Ignalinos AE galėtų pakeisti Lietuvos elektrinė, paleidus visus 8 blokus. Lietuvos energetikos instituto kompleksinių energetikos problemų laboratorijoje analizuojant elektros energijos plėtros scenarijų buvo suformuota esminė išvada:

Atmosferos teršimas 2015 metais padidėtų apie 2 kartus ir vėl pasiektų 1990 metų lygį.

Numatoma statyti 12 mažų šiluminių jėgainių, kurios išskirtų didelį kiekį išlakų į atmosferą ir sunaudotų didelius kiekius vandens.

Bus modernizuojamos ir senos šiluminės elektrinės: Kauno, Mažeikių, Vilniaus-3.

Dėl to brangs elektra jos vartojams.

Europos Sąjunga reikalauja, kad Lietuva gamintų 12 % elektros energijos, naudodama vietinius išteklius. Tai kenksminga sąlyga, nes būtų neracionaliai naudojami durpių ir medienos ištekliai.