Экология / 6. Экологический мониторинг

К.х.н. Кравченко Л.Н., к.ф.-м.н Кравченко Н.В.

Бердянский государственный педагогический университет, Украина

Оценка воздействия ветроэнергетических установок морского базирования на экосистему Бердянской косы

Бердянская коса – одна из наибольших кос Азовского моря (длиной 23 км) отличается замечательными песчаными пляжами и является украшением Бердянского курорта. Уникальная экосистема Бердянской косы в настоящее время находится в состоянии деградации, одной из причин которой является увеличение скорости абразии берегов в связи с поднятием уровня Азовского моря, ежегодными дноуглубительными работами в Мариупольском порту, зарегулированностью реки Берда и фактическим прекращением поступления песка, ила и глины из рек, интенсивным строительством сооружений курортно-рекреационной и развлекательной сфер на косе. К другим эколого-экономическим проблемам данного региона, которые обостряются в курортный сезон, относятся бытовые отходы, качество питьевой воды, возрастающее потребление электроэнергии, состояние воздушного бассейна.

Основные источники загрязнения воздуха – автотранспорт и бытовые котельные, работающие на угле и газе. Улучшить ситуацию могло бы использование альтернативных, экологически чистых возобновляемых источников энергии. Учитывая мировые тенденции, ветровая энергетика является наиболее привлекательным решением энергетических проблем. Она не загрязняет окружающую среду и не зависит от топлива. Более того, ветровые ресурсы присутствуют в любой части мира, и их достаточно, чтобы обеспечить растущий спрос на электроэнергию.

Анализ сложившейся ситуации показывает, что напряженность с энергоресурсами, экологическая ситуация, понимание реальной опасности потепления климата Земли, в связи с ростом выбросов углекислого газа (СО₂ ), экономическое состояние государств побуждают законодательную и исполнительную власть выделять госсубсидии для развития ветровых электростанций (ВЭС), принимать законы и программы, способствующие привлечению частного капитала. Быстрые темпы роста мощности ВЭС в Германии и Индии объясняются принятыми в этих странах привлекательными льготами как для производителей, так и для потребителей. Во многих странах созданы национальные ветроэнергетические программы, которые в настоящее время поддерживаются программой Европейского союза и правительствами этих стран. Согласно этой программы в Европе к 2030 году 10% электроэнергии будет получено с помощью ветра [1].

Приазовский регион, с его развитой энергетической инфраструктурой, является наиболее перспективным для ветроэнергетики в Украине. В Бердянском районе стабильно дуют северо-восточные и восточные ветры со средней скоростью 5 – 7 м/с, около 10% дней в году скорость ветра достигает 15 м/с и больше, и только 12% от общего количества дней стоит штиль.

Современные ветроэнергетические установки имеют следующие параметры, при которых возможна их эксплуатация: начальная скорость ветра - 4 м/с; оптимальная – 17 м/с; максимальная – 25 м/с. Дания, являющаяся флагманом ветроэнергетики (3300 работающих агрегатов), имеет на своей территории среднегодовую скорость ветра 5 м/с. Понятно, что чем выше скорость ветра, тем большее количество энергии будет произведено.

Расширение мирового рынка ветроэнергетики привело к значительному падению цен на энергию, производимую ветром. При удачном расположении ветроэнергетические станции могут конкурировать по экономическим показателям с ТЭС на угле и газе.

Себестоимость электроэнергии, произведенной на ветроустановках, падает при увеличении средней скорости ветра, поэтому в Бердянском районе очень выгодно использовать такие установки. Так, при средней скорости ветра более 7 м/с энергия ветра оказывается дешевле, чем энергия газа, угля и атома. Конкурентоспособность ветровой энергетики увеличилась благодаря недавнему повышению цен на углеводородное топливо, особенно на газ.

В отличие от традиционных энергоносителей с неустойчивыми ценами, ветровая энергетика не подвержена изменениям мировой конъюнктуры, кроме того, если бы негативное воздействие на окружающую среду и здоровье человека учитывалось в стоимости, то цены на электроэнергию, производимую угольными станциями и ТЭС на мазуте, увеличились бы вдвое, а цена на электроэнергию газовых станций возросла бы на 30%.

Сооружение и эксплуатация ветроэнергетических установок вызывают вопросы, связанные с визуальным и шумовым воздействием, а также влиянием на локальные экосистемы. Эти вопросы обычно решаются в рамках «Оценки воздействия на окружающую среду» [2].

Наиболее перспективными для Бердянска являются ветроэлектростанции «морского базирования» – они берегут земельные ресурсы и дополнительно «отлавливают» энергию бриза.

Мелководный шельф Азовского моря можно эффективно использовать для внедрения технологий морского базирования «ветряков». Географические условия у нас значительно благоприятнее, чем на побережье Северного моря. Если выразить в квадратных километрах размеры Азовского мелководья, то эти цифры на порядок превысят возможности берегов Дании и Голландии вместе взятых.

В большинстве европейских стран, имеющих выход к морю, было разработано законодательство, устанавливающее процедуры получения разрешения на строительство ветровых парков морского базирования. Для проекта нужно произвести количественную и качественную оценку ожидаемого воздействия на окружающую среду.

В рамках процедуры «Оценки воздействия на окружающую среду» первоначальные базовые исследования проводятся до того, как может произойти воздействие. Последующий мониторинг проводится для фиксирования любых изменений в окружающей морской среде, которые могут быть вызваны антропогенным воздействием. Фаза наблюдения может продолжаться несколько лет с ежегодным обновлением оценок и выводов для определения изменений в течение длительного периода времени.

В Бердянске морские ветропарки могут влиять на окружающую среду следующим образом.

1. Электромагнитные поля, создаваемые передающими кабелями, могут оказывать воздействие на морских животных. Для решения этой проблемы применяют многопроводниковые кабельные системы.

2. Шумовое воздействие: строительные работы, особенно закладка фундаментов, могут потревожить морских животных. Однако опыт развитых стран показал, что обитающие в данной местности животные не изменили своего поведения. А по завершению строительства фундаменты ветроустановок могут стать привлекательным местом обитания для морской фауны. Шум, производимый работой морских ветровых турбин, лежит в том же частотном диапазоне, что и шум, производимый кораблями, рыболовными судами, ветром и волнами.

3. Птицы: как и птицы на суше, морские птицы в целом научились жить по соседству с ветровыми установками. По некоторым оценкам, на каждую ветроустановку приходится гибель одной водоплавающей птицы в год.

Радарные исследования показали, что стаи перелетных морских птиц просто облетают эти участки.

4. Польза для экосистемы. Ветровая энергетика – один из наиболее безопасных для окружающей среды способов производства электроэнергии.

Фундаменты ветроэнергетических установок морского базирования при рациональном расположении с учетом морских течений могут служить волнорезами и защищать берег Бердянской косы от размывания, что весьма актуально, т.к. в последние годы из государственного и местного бюджетов тратятся огромные средства на берегоукрепление.

Производимая ветром электроэнергия восполнит энергический дефицит в данной рекреационной зоне, позволит избавиться от угольных и газовых котельных, может быть использована для замены городского общественного автотранспорта на электротранспорт, что существенно уменьшит техногенную нагрузку на экосистему Бердянской косы и улучшит имидж курорта Бердянск.

Российский лауреат Нобелевской премии по физике Жорес Алферов в интервью журналу «Мысль» отметил: «…по очень большому счету, нет будущего ни у атомной, ни у газовой, ни у нефтяной, ни у угольной энергетики. Будущее вообще, с точки зрения способа производства электроэнергии, есть только у одной области – это преобразование солнечной энергии».

Ветер – это форма солнечной энергии. Средний поток солнечной энергии на Землю составляет 200-250 Вт/м² . На хозяйственную деятельность человека в высокоиндустриальных районах необходимо не более 15-20 Вт/м² энергии, т.е. для полного удовлетворения энергетических потребностей человечества достаточно использовать ~ 10% солнечной энергии [3].

Чем раньше мы в лице руководителей наших стран поймем и осознаем неотвратимость надвигающихся энерготехнологических и экологических проблем, тем успешнее будет выход из кризиса.

Литература:

1. Кондрашов Б.М. Способы преобразования энергии внешней среды // Новая энергетика, 2004. – Вып. 16. – № 1. – С.34–38.

2. Кравченко Л.Н., Лопарев П.О. Оценка воздействия ветроэнергетики на окружающую среду города Бердянска. Сборник докл. ХХ Всеукр. науч. конф. “Охорона навколишнього середовища та раціональне використання природних ресурсів”. Донецк, 2010, т.2, с.76–78.

3. Краснянский М.Е. Энергетическая безопасность человечества в ХХІ веке // Наукові праці ДонНТУ. Серія: Хімія і хімічна технологія, 2006. – Вип.108(8). – С.156 – 167.