10884

Томас Мор (1478 – 1535), английский гуманист, государственный деятель и писатель, один из основоположников утопического социализма [603], определил четыре основные чувства человека, удовлетворение которых доставляет высшее блаженство по Мору. На первое место Мор поставил голод – удовлетворение съеденной пищей, второе по силе чувство – половое, третье – мочеиспускание, четвертое – дефекация.

Суточная физиологическая потребность взрослого человека в воде 35 – 75 г на 1 кг массы [719]. Несколько международных организаций и экспертов вычислили, что 50 л в день (чуть более 18,25 м3 в год) – объем воды, способный удовлетворить основные человеческие потребности для питья, приготовления пищи, стирки и гигиенических нужд [486]. Таким объемом примерно и обходятся жители сельской глубинки России (рис. 2.12): «…Видех бани древлян, и пережгут их вельми, и сволокутся, и будут нази… и возьмут ветвие, и начнут ся бити, и того добьют, одва вылезут живи сущи, и обольются водою студеною, и токо оживут… и тако творят не мытву себе, но мучение…» – цитата по изданию Несторовой летописи 1767 г. Горожане тратят на себя воды побольше: на мытье под душем 20 – 50 л, на принятие ванны 150 – 200 л, на слив унитаза 5 – 10 л. Водосбережение – актуальная задача пользующегося водопроводом городского жителя.

На посещение туалета, по статистике, человек в среднем тратит 3,5 минуты, делает это 5,5 раз в сутки, проводя в туалете почти год своей жизни. Теплый сортир можно считать одним из главных признаков цивилизации. Именно те страны, где наблюдался прогресс по туалетной части, оказывались самыми передовыми для своего времени. В крупных городах Римской империи в I веке существовали разветвленные канализационные системы и общественные уборные, не делившиеся на «М» и «Ж», но делившиеся по сословиям. В Европе XIII столетия жители городов опорожнялись будто бы на головы прохожим (рис. 2.13) [719]. На Руси справляли нужду в деревянных нужниках. Традиция сохранилась по сей день, уцелев во все выпавшие на долю отечества лихие годы (рис. 2.14). По данным Всемирной туалетной организации (World Toilet Organization) 42 % жителей планеты не имеют доступа к коммунальным удобствам. В 2019 г. Росстат сообщил, что доступа к централизованной канализации не имеют 22 % населения России, он же дал неутешительный прогноз: возможность провести время на фаянсовом унитазе приобретают всего 0,5 % россиян в год.

В китайском городе Чунцин устроен самый большой общественный туалет мира, рассчитанный на 2000 посетителей одновременно. Здесь

40

Рис. 2.12. Семейная сельская баня с прудом

Рис. 2.13. Древнеримская общественная уборная (а) и средневековые европейские сортиры (б)

Рис. 2.14. Общественный нужник у клуба в с. Волокославинском Вологодской области. 2011 г.

41

Рис. 2.15. Табличка в лифте жилого дома. Украина. 2006 г.

Рис. 2.16. «Фонтан» М.Дюшана на выставке современного искусства в Национальной галерее Шотландии [687]

Рис.2.17. Частный туалет в Бангкоке, на его изготовление ушло 380 кг золота, 2006 г.

42

писсуары в виде голов мадонн и чудовищ, эротические скульптуры, играет музыка. Но во многих городах (в т. ч. в нашей стране) сложилась напряженность с общественными туалетами. Их недостаток заставляет горожан оправляться где попало, что приводит к непредсказуемому загрязнению городской среды (рис. 2.15).

Туалетная тема востребована для творчества и самовыражения.

Еще в 1917 г. француз Марсель Дюшан приобрел стандартный писсуар, объявил его произведением искусства, назвал «Фонтан», подписал и отправил на выставку в нью-йоркскую галерею. В нашем гуманистическом мире работа Дюшана признается важной художественной вехой. Сегодня копии шедевра имеются в залах крупнейших музеев мира (рис.2.16). В художественных учебных заведениях студентов направляют в нужное русло: «Что такое искусство? Искусство – это то, что считают искусством люди». Если люди считают, что писсуар – произведение искусства, значит так оно и есть [687]. У М. Дюшана много последователей.

Как известно, люди творческие – люди ранимые, с тонкой и часто неуравновешенной психикой. На них сказываются переутомление, эмоциональные потрясения и пр. Ощущая свою творческую импотенцию, некоторые, самовыражаясь, выдают непотребное за новаторство в искусстве.

Обычной (нетворческой) личности существенного самовыражения можно достигнуть, оборудовав, к примеру, золотой туалет – для гостей (рис.

2.17).

43

ГЛАВА 3. ГИДРОЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКА

3.1. Энергетика в России

Отрасль экономики, охватывающая энергетические ресурсы, выработку, преобразование, передачу, использование различных видов энергии, называется энергетикой [603]. Антропогенная энергетика, т.е. механизм преобразования энергии, созданный людьми для своей жизнедеятельности, на космическом уровне фактически неразличима, она составляет менее двух десятитысячных энергии Солнца, поступающей на Землю. На планетарном уровне антропогенная энергетика достаточно заметна, она достигает почти 5 % энергии процессов фотосинтеза, обеспечивающих жизнь на Земле. Наконец, антропогенная энергетика в 15 раз превышает совокупную энергию всех живущих на Земле людей и в 60 раз – их общую мощность. За период с 1860 г. до начала XXI в., когда на смену традиционным дровам и двигательной силе животных пришел уголь и паровые машины, затем нефть и двигатели внутреннего сгорания и наступил век электричества, статистика зафиксировала увеличение среднего по миру душевого производства энергии с 0,29 до 1,68 тонн нефтяного эквивалента (ТНЭ) в год. По прогнозу Международного энергетического агентства дальнейший спрос на энергию в мире увеличится в полтора раза к 2030 г. и к 2050 г. – почти вдвое, хотя мировые финансово-экономические кризисы могут существенно понизить прогнозные числа [368; 472].

Важнейшей частью энергетики является электроэнергетика [603]. Электроэнергия, как известно, вырабатывается (генерируется) тепло-

выми, атомными, гидравлическими электростанциями, а также альтернативными (нетрадиционными) ветровыми, солнечными, геотермальными и др., использующими невозобновляемые (ископаемое топливо) и возобновляемые (энергию падающей воды, ветра, солнца, тепло недр Земли) источники энергии. К настоящему времени в мире сложилось следующее соотношение видов генерации электроэнергии: тепловая – 67,9 %; гидравлическая

– 16,2 %; атомная – 10,9 %; альтернативная – 5 % [728].

44

У российской энергетики есть специфика в плане расходования ископаемого топлива: на получение электроэнергии топлива идет около 13 %, значительно большее количество его тратится на обеспечение страны теплом [653]. У нас нет ни одного предприятия и поселка без котельной в отличие от почти всего остального мира.

Установленная мощность электростанций в России по состоянию на 1 января 2020 г. составила 246342,45 МВт, в том числе: ТЭС – 66,82 %; ГЭС

– 20,24 %; АЭС – 12,31 %; остальные – 0,62 %. Минэнерго, подведя итоги и оглянувшись на достижения прошедшего десятилетия, сообщило: выработка электроэнергии за 2019 г. составила 1080,6 млрд кВт·ч, впервые превысив показатели РСФСР образца 1991 г. (1075 млрд кВт·ч). Расклад по источникам вышел следующий: ТЭС – 679,9 млрд кВт·ч, АЭС – 208,8 млрд кВт·ч, ГЭС – 190,3 млрд кВт·ч, остальные – 1,62 млрд кВт·ч [735]. Примерно такое процентное соотношение выработки электроэнергии на ТЭС, АЭС и ГЭС в стране сохраняется уже не первый десяток лет [110; 119; 474]. За 10 лет ввели 43 МВт мощностей и до 62 млрд кВт·ч / год выросло производство электроэнергии на частных электростанциях предприятий [АН, 2019. – №7]. Достижениями отрасли можно гордиться, лишь цена электроэнергии для потребителей ограничивает конкурентные преимущества бизнеса страны [429].

Надо заметить, что в России есть необходимость рационализации электропотребления (рис. 3.1). Например, около 5 % вырабатываемой в стране электроэнергии тратится на электроосвещение. Электрические лампы накаливания выпускаются в мире с 1879 г. по патенту Т. А. Эдисона (1847 – 1931), американского изобретателя и предпринимателя, иностранного почетного члена Академии наук СССР с 1930 г. [472; 603]. Несколько десятилетий назад в продаже появились компактные люминесцентные лампы, которые при той же яркости берут в 3 – 5 раз меньше электроэнергии, чем лампы накаливания, а срок службы у них в 5 – 15 раз дольше. В Евросоюзе с 2009 г. начала вводиться отмена ламп накаливания. В этом же направлении делает шаги Россия. Внедрение энергоэффективного освещения даст возможность сбережения 60 % электроэнергии в данном сегменте ее потребления. Следующий этап прогресса – переход на светодиоды – позволит поднять энергоэффективность на порядки [137].

В 2008 г. с участием Российской академии наук (РАН) была разработана «Энергетическая стратегия России на период до 2030 года» (утверждена распоряжением Правительства РФ № 1715-р от 13.10.2009 г.).

45

Рис. 3.1. Электроемкость внутреннего валового продукта (ВВП) в разных странах, 2006 г. [Вестник ГидроОГК, март 2018]

Стратегия предусматривала в структуре производства электрической энергии стабилизацию объемов потребления природного газа и рост потребления угля, дальнейшее развитие атомной энергетики, расширение использования гидроэнергетических ресурсов [368; 474; 653]. Ожидалась следующая потребность в электрической энергии:

Потребность в мощности для обеспечения указанной выработки электроэнергии прогнозировалась следующей:

При этом на долю ГЭС отводилось в 2020 г. 224 – 240, а в 2030 г. 319 – 422 млрд кВт·ч выработки [474], т.е. примерно те же проценты, что и прежде, хотя гидроэлектростанции, как известно, являются наиболее чистым производителем электроэнергии по сравнению с ТЭС и АЭС. Объем демонтажа к 2030 г. должен составить 67,7 млн кВт генерирующих мощностей, в том числе 16,5 млн кВт на АЭС и 51,2 млн кВт на ТЭС [472].

Академик О. Н. Фаворский нашел эту стратегию развития энергетики страны «чрезвычайно оптимистичной» [653]. Увеличить к 2030 г.

46

производство электроэнергии в 1,5 раза – сложная задача для современной рыночной экономики России. В энергетике нашей страны самыми результативными были 1980 – 1985 гг. В тот период наряду с успешным развитием тепло- и гидроэнергетики интенсивно развивалась ядерная энергетика. Ежегодный ввод новых мощностей на АЭС достигал 4 млн кВт, а в целом на всех объектах энергетики максимальный годовой прирост мощностей достиг 12 млн кВт – показатель по своей величине, тогда еще не виданный в мире (рис. 3.2) [703]. Удастся ли приблизиться к нему – покажет время.

Рис. 3.2. Темпы ввода мощностей на ТЭС, АЭС и ГЭС в СССР и России

[342]

Вразных странах мира занимают место заведомо приемлемых техно-

логий нетрадиционные возобновляемые источники энергии (ВИЭ).

Наиболее яркий пример – ветроэнергетика с ее тысячелетней историей. Но они в своем большинстве еще далеки от существенного вклада в решение энергетических проблем человечества [138; 398].

ВРоссии потенциальные возможности нетрадиционных возобновляемых источников энергии сравнительно невелики [372; 472] и степень их освоенности невысокая. По оценкам ОАО «РусГидро» [472] развитие генерации на основе ВИЭ в стране могло бы пойти следующими темпами

(МВт):

47

Использование нетрадиционных возобновляемых источников энергии в России – это энергетика местного значения для поселений и производств в отдельных труднодоступных районах и в районах децентрализованного электроснабжения [653].

3.2. Тепловые, атомные, гидравлические электростанции и их воздействие на окружающую среду

Электроэнергетика, как и другие отрасли экономики, оказывает вредное воздействие на окружающую среду. Она лидирует по выбросам загрязняющих веществ в атмосферный воздух, близка к лидерству по сбросам загрязненных сточных вод в поверхностные водные объекты и по образованию отходов производства.

Теплоэлектростанции дают основную долю выработки электроэнергии в стране и наносят наибольший вред окружающей среде (табл. 3.1).

Современная ТЭС, работающая на угле по имеющейся в стране и мире технологии, потребляет его примерно 4 млн т в год, вырабатывая около 6 млрд кВт ч электроэнергии. В среднем добыча 4 млн т угля сопровождается нарушением 36 га земельных угодий (рис. 3.3), образованием отвалов пустой породы до 8 млн м3, сбросами в окрестные водоемы 840 т взвешенных частиц, 16400 т минеральных солей, выбросами в атмосферу более 7000 т твердых веществ.

В качестве комментария к рис. 3.3 можно привести сведения о Коркинском угольном разрезе. Месторождение с мощностью угольного пласта 100 – 200 м открыли в 1931 г. В 1934 г. разрез был введен в эксплуатацию. Это самый глубокий (до 500 м) угольный разрез в Европе. Резкое увеличение добычи угля пришлось на военные годы, затем неоднократно проводилось техническое перевооружение производства. Отвалы горной породы из разреза вытянулись вдоль трассы М36 на 25 км. В 2018 г. сообщалось, что разрез закрывается.

48

Т а б л и ц а 3 . 1

Показатели воздействия ТЭС на окружающую среду [598]

* Условное топливо (у.т.) имеет теплоту сгорания 30,5 МДж/кг = 8,5 кВт ч/кг = = 7000 ккал/кг.

При сжигании на ТЭС указанного выше количества угля (4 млн т/год) в атмосферу ежегодного выбрасывается около 1 200 т окислов углерода, 30 000 т сернистого ангидрида, 20 000 т окислов азота. В выбросах также содержится: кобальта – 12 т, никеля – 20, хрома – 16, ртути – 55, марганца – 925, меди – 12, лития – 40, титана – 425, фтора – 750, ванадия – 50 т. Из указанных элементов наиболее токсичны марганец, ванадий, хром, кобальт, ртуть, фтор, которые имеют способность накапливаться в окружающей среде, многие из них характеризуются канцерогенными свойствами. За 10 лет в округе выпадет 550 т одной только ртути. Кроме того, примерно 3,7 1011 Бк составляет ежегодный выброс радионуклидов. К этому следует добавить, что мировое годовое потребление кислорода тепловыми электростанциями достигает 27 млрд т (около 25 % от его образования) и в 5 раз превышает его потребление всеми жителями Земли [512; 607].

Отходами угольных ТЭС являются зола и шлаки, складируемые в золоотвалах (рис. 3.4). В 1 т золы содержится около 100 г радиоактивных веществ, они скапливаются в золоотвалах ТЭС и могут попадать в организм людей по пищевым цепочкам при размывании водой [723]. Характерной особенностью золоотвалов является беспрецедентно высокая аварийность по сравнению с другими промышленными и гидротехническими сооруже-

ниями [332].

В Волжском бассейне, где потребности в электроэнергии покрываются большей частью за счет ТЭЦ (80 % выработки), на долю предприятий

49