Угольная зависимость. почему странам сложно отказаться от самой грязной энергии

Экологическое воздействие угольной промышленности на атмосферный воздух

Угольная промышленность, которая включает в себя добычу угля и угольные электростанции, ответственна за выброс в воздух по меньшей мере 20 токсичных химических веществ. К таким химическим веществам относятся: ртуть, мышьяк, свинец, селен, цинк, никель и радий (и это лишь некоторые из них). Сжигание угля для производства электроэнергии создает ряд парниковых газов, которые выбрасываются в атмосферу. Из этих парниковых газов оксид азота и диоксид серы вступают в реакцию с другими химическими веществами в воздухе, образуя мелкие частицы, которые переносятся на большие расстояния. Это передвижение на большие расстояния мешает другим сообществам поддерживать чистый воздух. Кроме того, мокрые градирни электростанций, работающих на угле, выделяют дрифт, состоящий из мельчайших твердых частиц, которые люди могут вдыхать в свои легкие. Некоторые исследователи полагают, что в Китае, например, загрязнение воздуха, вызванное сжиганием угля для производства электроэнергии, приводит к сокращению средней продолжительности жизни на 5,5 лет.

На объектах с высоким содержанием угля всегда существует опасность возникновения пожара, особенно если уголь подвергается воздействию. Эти пожары могут быть вызваны людьми, самовозгоранием или молнией. Независимо от того, что вызвало пожар, дым ядовит и наполнен токсичными парами. Подземные угольные пласты могут гореть в течение длительного времени, создавая непосредственную опасность для всех людей, живущих поблизости. Фактически, в Сентралии, штат Пенсильвания, США, непрекращающийся пожар в угольном пласте привел к постоянной эвакуации.

Места добычи угля и раскопок также способствуют загрязнению воздуха. Взрывы в этих районах и отгрузка добытого угля приводят к увеличению содержания пыли и выхлопных газов дизельного топлива в воздухе. Эти загрязняющие вещества способствуют снижению качества воздуха, что опасно для здоровья растений, работников шахт и жителей близлежащих районов.

Крупные месторождения

Германия

Германия — крупнейший производитель бурого угля в Европе, соперничать с ней может только Россия. Из достоверных запасов бурого угля (80 млрд т) большая часть находится в Восточной Германии (Лаузицкий и Среднегерманский бассейны), а в Западной Германии выделяется бассейн к западу от Кельна (Нижнерейнский). Бурый уголь здесь добывается открытым способом.

Солтонское месторождение

Солтонское угольное месторождение — угольное месторождение, расположенное на Алтае, в России. Прогнозируемые запасы оцениваются в 250 миллионов тонн. Уголь здесь добывается открытым способом. В настоящее время разведанные запасы бурого угля на двух разрезах составляют 34 миллиона тонн. В 2006 году здесь было добыто 100 тысяч тонн угля. Также на реке Селенга есть месторождение бурого угля.

Канско-Ачинский бассейн

Канско-Ачинский угольный бассейн, расположен на несколько сотен километров восточнее Кузнецкого бассейна на территории Красноярского края и частично в Кемеровской и Иркутской областях России. Этот Центрально-Сибирский бассейн обладает значительными запасами энергетического бурого угля. Добыча ведётся в основном открытым способом (открытая часть бассейна составляет 45 тысяч км² — 143 миллиардов тонн угля пласты мощностью 15 — 70 м.). Встречаются также месторождения каменного угля.

Общие запасы составляют около 638 миллиардов тонн. Мощность рабочих пластов от 2 до 15 м, максимальная — 85 м. Угли сформировались в юрский период. Площадь бассейна поделена на 10 промышленно-геологических районов, в каждом из которых разрабатывается по одному месторождению:

Абанское
Ирша-Бородинское
Берёзовское
Назаровское
Боготольское
Бородинское
Урюпское
Барандатское
Итатское
Саяно-Партизанское

Тунгусский угольный бассейн

Тунгусский угольный бассейн располагается на территории Республики Саха и Красноярского края РФ. Основная часть его располагается в Центрально-Якутской равнине в бассейне реки Лены и её притоков (Алдана и Вилюя). Площадь около 750 000 км². Общие геологические запасы до глубины 600 м — более 2 триллионов тонн. По геологическому строению территория угольного бассейна подразделяется на две части: западную, которая занимает Тунгусскую синеклизу Сибирской платформы, и восточную, входящую в краевую зону Верхоянского хребта.

Угольные пласты этого бассейна сложены из осадочных пород от нижнеюрского до палеогенового периодов. Залегание угленосных пород осложнено пологими поднятиями и впадинами. В Приверхоянском прогибе угленосная толща собрана в складки, осложнённые разрывами, мощность её 1000—2500 м. Количество и мощность угольных пластов мезозойского возраста в различных частях бассейна разнообразны: в западной части от 1 до 10 пластов мощностью 1-20 м, в восточной до 30 пластов мощностью 1-2 м. Встречаются не только бурые, но и каменные угли.

В тунгусских бурых углях содержится от 15 до 30 % влаги, зольность углей 10-25 %, теплота сгорания 27,2 МДж/кг. Пласты бурого угля имеют линзовидный характер, мощность меняется от 1-10 м до 30 м.

Месторождения бурого угля часто располагаются рядом с каменноугольными. Поэтому он добывается также в таких известных бассейнах как Минусинский или Кузнецкий.

В 60-80-е годы 20 столетия Украина добывала порядка 10 млн тонн бурого угля из Александрийского геолого-промышленного района Днепровского буроугольного района . Пик добычи пришелся на 1976 год, когда производственное объединение «Александрияуголь» добыло 11722,7 тыс. тонн, получив 4079,7 тыс. тонн топливного буроугольного брикета. Днепровский бассейн, расположен в центральной части Украины, на территории 6 областей: Житомирской, Винницкой, Черкасской, Кировоградской, Днепропетровской, Запорожской. В его пределах выявлено около 200 месторождений c различными запасами и горно-геологическими условиями. Извлекаемые ресурсы Днепровского буроугольного района оцениваются в 1,15 млрд.тонн. В 2008 году, в ходе неудачного эксперимента с арендой производственных предприятий государственной холдинговой компании «Александрияуголь», добыча и реализация практически прекратилась и сократилась до исторического минимума в 41 тыс. тонн, а в 2009 была полностью прекращена. Ожидается, что добыча бурого угля на Украине возобновится в 2012 году на Мокрокалыгорском месторождении, запасы которого оцениваются в 7,76 млн.т.Угольная промышленность Украины насчитывает свыше 250 шахт и 6 карьеров, 64 обогатительные фабрики, 3 угледобывающие комбинаты, 17 заводов угольного машиностроения, 20 научно-исследовательских, проектно-конструкторских и технологических организаций.

Европа, COP26 и уголь: что будет дальше

По итогам климатической конференции COP26 в Глазго, 40 стран, а также представители бизнеса и финансовых институтов подписали обязательство о поэтапном отказе от угольной энергетики. Более богатым странам рекомендовано выбрать дату окончания в 2030-х годах, более бедным — в 2040-х. Пакт призывает прекратить субсидии на ископаемое топливо, но сроки страны и компании должны устанавливать себе сами.

Генсек ООН Антониу Гутерриш считает, что миру необходимо решительно отказываться от угля. Делать это предполагается поэтапно по трем направлениям:

отмена планируемых проектов по строительству угольных электростанций;
прекращение международного финансирования угольных электростанций и переключение инвестиции на проекты возобновляемой энергии;
создание новых рабочих мест за счет развития чистых источников энергии, чтобы компенсировать, потерянные в угольной промышленности.

Переход на «зеленую» энергию начался в Европе еще несколько лет назад. В 2016 году первой страной, отказавшейся от добычи угля стала Бельгия. За ней последовали Швеция и Австрия, закрывшие все свои угольные электростанции в 2020. Великобритания обязалась закрыть угольные предприятия к 2024 году. В 2020 страна провела 5 тыс. часов без угольной электроэнергии, а ранее в этом же году побила новый рекорд ветроэнергетики — она обеспечивает более трети территорий страны. В 2021 году Китай отказался от строительства новых угольных электростанций за рубежом и обязался помогать другим развивающимся странам осваивать чистую и низкоуглеродную энергетику.

Но полностью исключить уголь из энергобаланса не так просто по экономическим причинам. По итогам 2021 г. многие страны Европы нарастили импорт топлива — более 50 млн. тонн угля из России или около 46% совокупного импорта, хотя сегодняшние санкции в корне изменят картину уже к концу 2022 года. Германия также продолжает открывать собственные угольные шахты в деревнях, чтобы обеспечить свое население стабильной и недорогой электроэнергией. Польша сохраняет и расширяет свою главную угольную шахту «Туров» в Богатыне несмотря на ежедневный штраф в размере 500 тыс. евро за игнорирование решения Верховного суда Европы (CJEU). По мнению геологов, продолжение разработки рудника приведет к опасным изменениям в структуре пород: немецкие и чешские города могут буквально уйти под землю.

Угольная отрасль оказалась в неоднозначной ситуации. С одной стороны, в тренде зеленого перехода он является самым грязным источником электроэнергии, а с другой — остается надежным ресурсом по доступной цене, спрос на который растет. Тем не менее, согласно прогнозу Международного энергетического агентства (МЭА), к 2050 году почти 90% электроэнергии будет производиться из возобновляемых источников.

Основные экологические проблемы угольной промышленности и влияние на окружающую среду

Основные риски угольной промышленности:

наличие загрязняющих веществ;
устаревшая технология производства;
использование изношенного оборудования;
высокая аварийность;
развитие профессиональных заболеваний.

Вы знали, что по данным МЧС, около половины используемых угольных шахт взрывоопасны?

Проседание и эрозия почв при добыче угля

Извлечение горных пород приводит к проседанию почвы. Нарушаются сложившиеся биоценозы, что способствует эрозии почв.

К этому процессу причастны и образования депрессионных воронок, которые возникают из-за принудительного откачивания из шахт подземных вод. Их уровень сильно понижается, что ведёт к обезвоживанию верхнего почвенного слоя.

Основные источники загрязнения литосферы и возможные последствия

С помощью каких мер можно защитить почву от загрязнения?

Химическое загрязнение почвы

Изменение ландшафтов

Добыча угля неизбежно ведет к изменению природных ландшафтов:

возникают овраги и разломы;
при подземной добыче угля на поверхности образуются свалки из пустой породы, которые занимают большие площади. Под ними происходит вдавливание грунта, что приводит к выходу на поверхность подземных вод, и, как следствие, по периметру образуются болота и небольшие озёра, наполненные загрязнённой водой;
исчезают леса, что приводит к ещё большей эрозии почв;
загрязнение почвы вредными веществами и, как следствие, уничтожение её микрофлоры делают земли не пригодными для сельского хозяйства, более того — они со временем превращаются в индустриальные пустыни.

Экологические последствия загрязнения нефтью и нефтепродуктами

Экологические проблемы горнодобывающей промышленности

Подземные пожары

Горные работы, связанные со взрывами, стихийные взрывы и подземные пожары так же ведут к проседанию земной поверхности и угрожают жизни людей.

Загрязнение атмосферы газами и твердыми частицами

Основное загрязнение атмосферы связано:

с проведением буро-взрывных работ;
с работой двигателей карьерной техники;
с пожарами от самовозгорания угля;
с дымом от котельных;
с пылью при добыче открытым способом.

Загрязнение атмосферы опасно не только непосредственным отравлением в конкретном месте, но и тем, что оно распростаняется на большую территорию из-за перемещений воздушных масс.

Также конденсация отравленных водяных паров в атмосфере приводит к выпадению токсичных осадков на большой территории. Таким образом происходит вторичное загрязнение почв и водных объектов.

Нехватка чистой пресной воды – глобальная проблема человечества

Загрязнение воды, как экологическая проблема номер один на планете

Вторичное загрязнение водоёмов как процесс, приводящий к деградации водных объектов

Основные загрязняющие вещества:

Чем грозит человечеству глобальное загрязнение воздушной оболочки нашей планеты?

Определение степени загрязнения воздуха с помощью индекса загрязнения атмосферы

Загрязнение атмосферы Земли: классификация по виду и составу

Загрязнение подземных и поверхностных вод

Угольная промышленность — один из главных загрязнителей гидросферы. Отрицательные факторы, которые она оказывает:

изменение естественного водного режима территорий;
загрязнение грунтовых и поверхностных вод;
изменение уровня подземных вод;
нарушение водного режима в почвенном слое;
снижение ресурсов питьевой воды и подземных запасов;
изменение гидрологического режима в реках;
гибель флоры и фауны в водоёмах.

Основные источники химического загрязнения гидросферы

Загрязнение поверхностных вод суши промышленными, коммунально-бытовыми стоками

Современные проблемы при потреблении водных ресурсов

Гидросфера: что её загрязняет – и как её можно очистить?

Последствия экологических проблем для местного населения

Загрязнение воздуха является основным и наиболее заметным последствием деятельности угольной промышленности. Выбросы парниковых газов и токсичных веществ приводят к загрязнению атмосферного воздуха и образованию смога. Местные жители вынуждены вдыхать загрязненный воздух, что приводит к проблемам с дыхательной системой, аллергическим реакциям и даже развитию хронических заболеваний.

Загрязнение воды также является значительной проблемой. Полный цикл производства угля, начиная с добычи и заканчивая угольными электростанциями, требует больших объемов воды. Часто несанкционированное сливание отходов и химических веществ в реки и озера ведет к загрязнению подземных вод, поверхностных водоемов и пресных вод. Местные жители вынуждены использовать загрязненную воду для питья, приготовления пищи и полива, что приводит к серьезным проблемам с здоровьем.

После работы угольных шахт и отработки участков остаются огромные земельные ископаемые ямы, которые являются опасными для местного населения. Они часто заполняются водой, образуя опасные водоемы, где происходят трагические происшествия. Кроме того, эти ямы могут быть использованы для незаконного сброса отходов, что еще больше усугубляет экологическую ситуацию в регионе.

В целом, экологические проблемы, вызванные угольной промышленностью, имеют серьезные последствия для местного населения. Они оказывают негативное влияние на здоровье жителей, животных и растений. Поэтому осуществление мер по снижению загрязнения и охране окружающей среды является неотложной задачей для региональных властей и компаний, работающих в сфере угольной промышленности.

Воздействие добычи угля

3. Загрязнение воды

Загрязнение воды от угля включает негативные последствия для здоровья и окружающей среды при добыче, переработке, сжигании и хранении отходов угля.

В процессе добычи угля выделяется угольный шлам. Угольный шлам, также известный как шлам, представляет собой жидкие угольные отходы, образующиеся при промывке угля. Обычно его утилизируют в водохранилищах, расположенных рядом с угольными шахтами, но в некоторых случаях его закачивают непосредственно в заброшенные подземные шахты.

Поскольку угольный шлам содержит токсины, утечки или разливы могут представлять опасность для подземных и поверхностных вод. Минералы из потревоженной земли могут просачиваться в грунтовые воды и загрязнять водные пути химическими веществами, опасными для нашего здоровья.

Примером может служить дренаж кислотных шахт. Кислотный шахтный дренаж (AMD) относится к оттоку кислой воды из угольных шахт или металлургических шахт, часто заброшенных шахт, где при добыче руды или угля обнажаются породы, содержащие серосодержащий минерал пирит.

Кислая вода может вытекать из заброшенных угольных шахт. Горнодобывающая промышленность обнажила породы, содержащие серосодержащий минерал пирит. Этот минерал реагирует с воздухом и водой с образованием серной кислоты.

Во время дождя разбавленная кислота попадает в реки и ручьи и даже может просачиваться в подземные источники воды.

Озера, реки, ручьи и источники питьевой воды находятся под сильным воздействием угольных шахт и электростанций.

Загрязнение воды угольным шламом

4. Разрушение ландшафтов и мест обитания

Открытая добыча также известная как открытая добыча, включает в себя удаление земли и горных пород, чтобы добраться до угля под ними.

Если гора окажется на пути угольного пласта внутри, она будет взорвана или сровнена с землей, оставив ландшафт с шрамами и нарушив экосистемы и среду обитания диких животных.

Разрушенный ландшафт в результате добычи угля

5. Глобальное потепление

Статистические данные показывают, что метан, выделяемый при добыче угля, составляет около 10 процентов выбросов метана в США (CH₄), мощный газ глобального потепления.

Выбросы шахтного метана от подземных горных работ часто улавливаются и используются в качестве городского топлива, химического сырья, автомобильного топлива и промышленного топлива, но очень редко улавливается все. Метан менее распространен в атмосфере по сравнению с углекислым газом, но он в 20 раз более мощный парниковый газ.

Газ метан, который встречается в угольных месторождениях, может взорваться, если он сконцентрируется в подземных шахтах. Этот метан угольных пластов должен быть удален из шахт, чтобы сделать шахты более безопасными для работы. Некоторые шахты улавливают, используют или продают метан угольных пластов, извлекаемый в результате их деятельности.

6. Обезлесение и эрозия

Согласно исследованию 2010 года, добыча полезных ископаемых на вершинах гор уничтожила 6.8% лесов Аппалачей.

В рамках процесса расчистки пути для угольной шахты деревья вырубают или сжигают, растения вырывают с корнем и соскребают верхний слой почвы. Это разрушает землю (ее нельзя больше использовать для посадки сельскохозяйственных культур) и подвержено эрозии почвы.

Разрыхленный верхний слой почвы может быть смыт дождем, а наносы попадают в реки, ручьи и водотоки. Ниже по течению они могут убить рыбу и растения, а также заблокировать русла рек, что приведет к наводнениям.

7. Воздействие на здоровье человека

Токсины и канцерогены тяжелых металлов выбрасываются в атмосферу и водоемы при добыче и переработке угля, вызывая травмы и гибель рабочих, добывающих уголь; и близлежащее население общин внутри.

Опасности для здоровья, связанные с вдыханием угольной пыли, могут привести к черной болезни легких, сердечно-легочным заболеваниям, гипертонии, ХОБЛ и заболеваниям почек. Больше всего пострадали шахтеры и жители близлежащих городов.