محیط زیست در صنعت برق 

بخش برق از منظر رويكردهاي محيط زيستی

با توجه به وضعيت محيط زيست جهان و اثرات قابل توجه انرژي بر آن ، گرايش عمومي به سوي بكارگيري روش هاي با كارايي بالا و مصرف سوخت كمتر است ؛ هر چند مسايل اقتصادي بويژه در كشورهاي در حال توسعه ، هنوز مهمترين عامل در انتخاب روش توليد به شمار مي آيد .

بسط و توسعه نيروگاههاي چرخه تركيبي ، مولدهاي همزمان توليد برق و حرارت ، سامانه هاي توليد پراكنده ، منابع انرژي تجديدپذير ، استفاده از سامانه هاي هوشمند پايش و كنترل و نيز تجهيزات با كارايي بالا و تلفات كم در بخش انتقال و توزيع برق نشانه هايي از اين رويكرد جهاني در امر حذف ، تثبيت يا كاهش ميزان آلودگي مي باشد و اين مهم مورد توجه خاص مسئولين صنعت برق مي باشد .

برخی از اقدامات سازگاری محيط زيستی فعاليت ها در صنعت برق

سياست هاي محيط زيستي در بسياري از كشورها و بنگاه ها در جهت اجراي قوانين و آيين نامه هاي ملي ، براي دستيابي به اهداف 3گانه كه عبارتند از : عدم بروز حوادث و تصادفات ، آسيب نرسيدن به افراد و آسيب نرسيدن به محيط پي ريزي شده است . جهت توسعه پايدار به كمك روند مديريت محيط زيست ، اهدافي مانند كاهش آلودگي جو (و كاهش انتشار گازهاي گلخانه اي ) ؛ حذف هرگونه نشت مواد شيميايي و زايدات خطرناك ، بهره وري انرژي ، كاهش مواد زايد جامد و مايع ، آموزش و اگاهسازي و اطلاع رساني عمومي ، نگهداري و احياي منابع طبيعي و كمينه كردن اثرات مخرب محيط زيستي در نظر گرفته مي شود .

اثرات محيط زيستي فناوري هاي مختلف توليد برق

آثار محيط زيستي فناوري هاي مختلف توليد برق علاوه بر اين كه به تأسيسات ، تجهيزات ، نوع سوخت و چگونگي بهره برداري و ميزان توليد بستگي دارد ، به موقعيت استقرار آن نيز بسيار وابسته است . نيروگاه هاي حرارتي كه در توليد برق سهمي عمده دارند با آلودگي هوا ، آب و خاك ، صوتي و لرزشي ، بويايي ، تخريب منظر و در برخي موارد آلودگي نوري بر محيط زيست انساني و طبيعي و شرايط كاركرد تجهيزات اثر مي گذارند .

عموماً اثرات محيط زيستي با توجّه به مراحل مختلف ساخت و بهره برداري متفاوت است . اين اثرات در دو بخش طبقه بندي مي شود : اثرات مستقيم ، اثرات غير مستقيم . اما ارائه وضعيت اين اثرات تنها زماني به طور كامل ميسر خواهد بود كه بيانيه ها و نيز برنامه هاي پايش محيط زيستي در تمامي نيروگاهها تهيه و به انجام برسند .

مشكلات محيط زيستي ناشي از احداث نيروگاه برقابي و اثر آن بر محيط فيزيكي ، زيست بوم و محيط اجتماعي ، بر اساس حجم و ابعاد سد تغيير مي كند . تخريب موضعي زيست گاههاي طبيعي بر اثر نياز به احداث جاده هاي دسترسي ، خطوط انتقال و ساخت سازه ي سد ، نمونه اي از مشكلات محيط زيستي ناشي از احداث سد و يا نيروگاه هاي آبي است . نيروگاههاي آبي حتي ممكن است باعث جابه جايي جوامع انساني شوند كه به اثرات محيط زيستي ثانويه ي ناشي از ساخت و بهره برداري اين نيروگاه ها مي انجامد . در عين حال تأمين برق از اين نيروگاه ها باعث كاهش انتشار بسياري از گازها و نيز نشت مواد شيميايي و خطرناك به محيط مي شود .

اثر پذيری بخش برق از برخی عوامل محيطی

تغييرات منطقه اي در الگوهاي دما و بارش مي تواند تبعات قابل ملاحظه اي بر سامانه هاي زير ساختي و اساسي نيروگاه هاي حرارتي و عملكرد فعلي و آتي آن ها بر جاي گذارد. آب و هوا و اقليم مي توانند بر تمامي جنبه ها و فعاليت هاي اساسي بخش برق شامل توليد برق ، سامانه هاي انتقال و توزيع و تقاضاي مصرف كنندگان نهايي تأثير بگذارند .

در نيروگاه هاي حرارتي ، كارايي توليد برق با افزايش دماي محيط ، تقليل مي يابد . نيروگاه هاي برقابي نيز از تغيير اقليم متأثر مي شوند . عواملي از قبيل بارش ، سطوح قلل برفي و زمان ذوب برف بر جريان آب رودخانه هاو رواناب ها و نيز سطوح ذخيره آب اثر مي گذارند .

ساير فناوري هاي استفاده از منابع تجديد پذير نيز تحت تأثير تغيير اقليم قرار دارند . براي مثال فناوري خورشيدي تحت تأثير پوشش ابر و پوشيدگي تابش خورشيد قرار مي گيرد . تغيير در الگوهاي باد در آينده اثرات چشمگيري بر توليد برق از انرژي باد خواهد گذارد . در توزيع برق ، انبساط حرارتي كابل ها و خطوط انتقال و توزيع برق سبب خم شدگي و شكم دادن اين خطوط شده و مقدار برقي كه با پايداري مي تواند از طريق اين خطوط منتقل شود را كاهش مي دهد . انبساط حرارتي خطوط برق در اثر دماي بيشتر محيط ، افزايش مي يابد . در زمان هاي حداكثر بار ، كاهش قابليت و ظرفيت خطوط انتقال ، سبب ازدياد و تجميع مشكلات مي شود . اين امر سبب مي گردد استفاده از ادوات و منابع گران تر توليد برق ، افزايش يافته و در عين حال سبب كاهش سطوح توليد برق در واحدهايي مي شود كه از ادوات ارزان تر با كارايي كمتر استفاده مي كنند . ايجاد پديده كرونا دراثر تغيير عوامل محيطي مانند رطوبت بر عمر و كاركرد ترانسفورماتور هاي انتقال و توزيع اثر قابل ملاحظه اي دارد . در بخش تقاضاي برق ، دماهاي بالاتر در ماه هاي تابستان در مناطق گرمسير منجر به افزايش تقاضاي برق جهت استفاده از دستگاه هاي تهويه هوا و نيز وسايل سرد كننده مانند يخچال مي شود . از سوي ديگر دماي بيشتر هوا در فصل زمستان در مناطق سردسير سبب كاهش تقاضاي برق مي شود زيرا وسايل گرمايشي كمتري مورد استفاده قرار مي گيرند . در نيروگاه هاي حرارتي ، مكش آب رودخانه و تخليه آب واحد خنك كننده به رودخانه با توجه به مقادير آستانه اي (حدي) تنظيم مي شود . اين مقدار آستانه اي با افزايش دماي هوا و نيز تناوب هاي گرما و خشكسالي مي تواند در اثر تغيير اقليم، بالا رود . افزايش دما در اثر گرمايش جهاني باعث افزايش تقاضاي بار پيك برق خواهد شد . درنتيجه گرمايش جهاني پيش بيني مي شود كاهش در عرضه آب به واسطه تقليل ميزان بارش و يا دسترسي به آب حاصل از ذوب برف ها قابل ملاحظه باشد . در نتيجه رقابت چشمگيري براي دستيابي به آب در ميان بخش هاي مختلف منجمله بخش توليد برق به وجود مي آيد .

كمبود آب در برخي از مناطق ، سبب محدوديت در توليد برق نيروگاه ها مي شود . اين عامل با افزايش جمعيت ، تقاضاي بيشتر براي آب جهت مصارف مختلف (حداقل به صورت فصلي ) افزايش مي يابد .

علاوه بر مشكل در دسترس بودن آب ، مشكلاتي در اثر افزايش دماي آب به وجود مي آيد . استفاده از آب گرم تر ، كارايي سامانه هاي خنك كننده را در نيروگاه ها كاهش مي دهد و تخليه آب گرم تر به پهنه هاي آبي سبب به مخاطره افتادن تركيب گونه هاي آبزي در اين پهنه ها مي شود .

راندمان نيروگاه هاي حرارتي (فسيلي يا هسته اي) به دماي محيط و درجه حرارت آب ، حساس است . هرچند اين اثر از لحاظ مقدار يا درصد آن بسيار زياد نيست اما حتي تغييرات كوچك دراين خصوص مي تواند مخاطرات قابل ملاحظه اي را در سطح ملي براي كل عرضه برق ايجاد نمايد . برخي مطالعات بيان مي دارد به ازاي افزايش 3 درجه سانتيگراد دماي محيط ، راندمان نيروگاه هاي گازي 1% كاهش مي يابد .

اثرات تغيير اقليم بر شبكه به ويژه اختلالات شبكه در اثر تغييرات آب و هوايي ، به عنوان چالش هايي براي برنامه ريزي استراتژيك و مديريت خطر پذيري (ريسك) محسوب مي شوند .

در مورد نيروگاه هاي برقابي ، بارش بيشتر به صورت باران و نه برف (كاهش قلل برفي ) ، پيك زود هنگام رواناب ها و اثرات ناشي از آن ها ، قابليت دسترسي انرژي برقابي را تحت تأثير قرار مي دهد . بر اساس مطالعات مشخص شده است در پاره اي از شرايط ، كاهش 1% بارش باعث كاهش 2 تا 3% در جريان رواناب شده و هر 1% كاهش اين جريان سبب 3% كاهش در توليد برق مي شود .

وضعيت انتشار گازهاي آلاينده و گلخانه اي از بخش توليد برق

توليد برق در كشور نسبت به سال 1388 حدود 2/3 درصد افزايش يافته است . بايد توجه داشت كه صنايع بزرگ و بخش خصوصي نيز به امر توليد برق اشتغال داشته اند و در اين بخش فقط آمار مربوط به نيروگاه هاي وزارت نيرو ارائه مي شود .

سهم نيروگاه هاي وزارت نيرو درتوليد برق سال 1388 عبارت است از : نيروگاه هاي بخاري 1/47 درصد ، نيروگاه هاي چرخه تركيبي 8/32 درصد ، نيروگاه هاي گازي 2/16 درصد و نيروگاه هاي برق آبي 7/3 درصد و نيروگاه هاي ديزلي و تجديدپذير 2/0 درصد . متوسط راندمان نيروگاههاي وزارت نيرو از 5/36 درصد در سال 1387 به 8/36 درصد در سال 1388 رسيده است .

هرچند كه مشكلاتي از قبيل تأمين سوخت پاك در فصول سرد سال براي نيروگاه ها به دليل اولويت مصارف خانگي و ارتقاء كيفيت سوخت مايع تحويلي و مورد نياز همچنان به قوت خود باقي مانده است .

توليد برق در اين سال از واحدهاي بادي و خورشيدي وزارت نيرو به ميزان 3/16 درصد افزايش يافته است . راندمان نيروگاه هاي بخاري 5/36 درصد ، نيروگاه هاي گازي درصد ، نيروگاه هاي چرخه تركيبي 2/43 درصد و نيروگاه هاي ديزلي 3/34 درصد بوده است .

لازم به ذكر است كه در بعضي سال ها به واسطه پديده خشكسالي ، كاهش توليد برق از نيروگاه هاي برقابي بوجود مي آيد. اين مهم اهميت توجه و لحاظ نمودن مطالعات تغيير اقليم و گرمايش جهاني در برنامه ريزي توليد برق از نيروگاه هاي برقابي را كاملاً مشخص مي سازد .

در سال 1388 سهم تلفات شبكه انتقال و سهم تلفات شبكه توزيع بوده است كه در مقايسه با اين مقادير در سال 1387 (به ترتيب و ) كاهش مختصري يافته است .

جدول شماره (1-11) ، روند انتشار گازهاي گلخانه اي و آلاينده ازنيروگاه هاي وزارت نيرو در سال 1387 را نشان مي دهد .

ارقام در دسترس نمي باشند . در اين جدول آمار مربوط به نيروگاه هاي بخش صنعت و خصوصي نيز در سال هاي اخير درج شده است .

راهكارهای كاهش اثرات محيط زيستی در توليد برق

با توجه به اثرات محيط زيستي فعاليت هاي توليد برق و نيز تلاش هاي جهاني در قالب كنوانسيون تغيير اقليم ، جهت توجه به پديده ي تغيير اقليم در برنامه هاي توسعه ، گرچه ايران هم اكنون متعهد به كاهش انتشار گازهاي گلخانه اي نيست ، ولي با در نظر گرفتن حجم انتشار اين گازها در كشور در مقايسه با بسياري از كشورهاي جهان ، در صورت كنترل صحيح و بهنگام ميزان انتشار از سازوكارهاي مطرح شده ، مي توان با بهره گيري از اين مزيت ، ضمن حفظ روند رشد مناسب ، از مناسبات تجارت جهاني نيز بهره مند شد و در غير اين صورت ، فرصت واكنش مناسب از دست خواهد رفت .

در سال گذشته اقدامات مؤثري در جهت نهادينه كردن و نيز سازگاري بيشتر فعاليت هاي محيط زيستي صنعت برق به انجام رسيده است كه عمده ترين آن ها عبارتند از :

- تبادل تفاهم نامه محيط زيستي در بخش هاي برق و انرژي ، آب و فاضلاب با سازمان حفاظت محيط زيست در اسفند ماه 1388

- كسب مجوز محيط زيستي استقرار مولدهاي مقياس كوچك CHP گاز سوز در مناطق شهري و روستايي از سازمان حفاظت محيط زيست

- ارائه لايحه نحوه هزينه كرد درآمدهاي حاصل از فروش گواهي كاهش انتشار در پروژه هاي ساز و كار توسعه پاك

- فعاليت بيشتر توانير و بخش آب وزارت نيرو در استفاده از پتانسيل هاي ساز و كار توسعه پاك

- فعال نمودن سنديكاي شركت هاي توليد كننده برق در استفاده از پتانسيل هاي ساز و كار توسعه پاك

- كسب تأييديه اوليه 28 پروژه نيروگاهي از مرجع ملي سا زو كار توسعه پاك در وزارت نيرو

- ارائه پيش نويس لايحه حريم براي نيروگاه هاي كشور

- آغاز انجام مطالعات استقرار كامل سامانه مديريت محيط زيستي EMS-HSE در نيروگاه هاي حرارتي

- تعامل مؤثر در مباحث محيط زيست - انرژي با سازمان هاي ملي و بين المللي

- تجهيز كليه نيروگاه هاي احداث شده از سال 1380 به مشعل هاي LNB

- بسط و توسعه توليد برق از واحدهاي توليد پراكنده و CHP

- مطالعات مربوط به حذف آلاينده هاي NOX ، SO2 از نيروگاه هاي حرارتي

- مطالعات مربوط به استحصال CO2 از اگزوز خروجي واحدهاي نيروگاهي

- برنامه ريزي براي افزايش ساليانه راندمان نيروگاه هاي حرارتي

- افزايش ظرفيت نصب شده نيروگاه هاي انرژي هاي نو

- برنامه ريزي براي تخصيص سهميه سوخت گاز به نيروگاه هايي كه در نزديكي شهرها قرار دارند (در فصول سرد سال) و ...

برخي از اقداماتي كه مي توانند به كاهش اثرات محيط زيستي درتوليد برق كمكي شايان كنند ، در ادامه ذكر شده است ؛ همچنين توسعه و استقرار كامل سامانه ي مديريت محيط زيست ، بهداشت و ايمني يكي از ملزومات اصلي جهت نيل به اين هدف است .

استفاده از سازوكارهايي نظير توسعه پاك (CDM) ، بهسازي تجهيزات توليد انرژي الكتريكي و بهبود بازده توليد در نيروگاه هاي كشور ، گسترش واحدهاي توليد پراكنده برق ، توسعه ي بهره گيري از انرژي هاي تجديدپذير ، ايجاد شبكه هاي تحليل و پايش نيروگاهي ، دسترسي به منابع سوخت پاك بويژه در فصول سرد سال ، تعمير و نگهداري مناسب ادوات ، استفاده از فناوري هاي نوين ، كاهش سهم نيروگاه هاي بخاري ، ديزلي و گازي براي توليد برق ، ايجاد بازارهاي انرژي محيط زيست مناسب در بخش نيروگاهي ، آموزش و آگاه سازي شايسته ي مسؤولان ، بهره برداران و آحاد جامعه ، تكميل و بازنگري استانداردهاي تجهيزات و عملكرد واحدهاي برق ، مد نظر قرار دادن نظريه پيشگيري از توليد آلاينده ها، كمي كردن شاخص هاي محيط زيستي عملكرد صنعت برق، تكميل و به روز نمودن بانك اطلاعات محيط زيستي صنعت برق .

اثرات بهداشتي برخي از گازهاي آلاينده و گلخانه اي

دي اكسيد كربن : اثرات بهداشتي (سردرد و سرگيجه ، اختلال در تنفس ، حالت تهوع ، كاهش هوشياري و ...

اثر بر گياهان (اثر بر رشد)، اثر بر محيط زيست (گرمايش جهاني ، تشكيل باران هاي اسيدي ضعيف)

اثر بر اشياء (احتمال تخريب بناي ساختمان ها در اثر باران اسيدي ضعيف)

اكسيدهاي نيتروژن : اثرات بهداشتي (ايجاد حساسيت ريوي ، افزايش بيماري هاي تنفسي در كودكان ، التهاب ريه ، برونشيت مزمن و ... ) ، اثر بر گياهان (ايجاد نكروز در نوك برگ ، ايجاد لكه هاي نامنظم قرمز مايل به قهوه اي ، كمرنگ شدن رنگ سبز برگ ) ، اثر بر محيط زيست (ايجاد باران هاي اسيدي ، كاهش قابليت ديد ، تشكيل ازن سطحي ، مشاركت در ايجاد مه دود ) ، اثر بر اشياء ( از بين بردن رنگ الياف و منسوجات ، اثر نامطلوب بر آلياژهاي برنج و نيكل)

اكسيدهاي گوگرد : اثرات بهداشتي (آسيب موقت به دستگاه تنفسي كودكان ، سردرد و سرگيجه ، حالت تهوع ، تحريك چشم ، كاهش عملكرد و دفاع ريوي ، تشديد بيماري هاي قلبي ، مرگ ) ، اثر بر گياهان (سوختگي رگبرگ ها ، ايجاد نكروز در برگ ، از بين رفتن كلروفيل در رگبرگها ) ، اثر بر محيط زيست (اسيدي شدن درياچه ها و خاك ها ، كاهش قابليت ديد ، مشاركت در ايجاد مه دود و ... ) ، اثر بر اشياء (تسريع در خوردگي ساختمان ، تشديد خوردگي فلزات و منسوجات ، شكننده كردن چرم-كتان و نايلون ، اثر نامطلوب بر مصنوعات كاغذي)

هيدروكربن ها : اثرات بهداشتي (ايجاد سرطان ، آسيب به سامانه ايمني بدن و سامانه عصبي ، آسيب به سامانه توليد مثل و تنفسي ) ، اثرات بر گياهان (اثر بر گلهاي تزييني ، اثر بر رشد گياه ، ريختن و پژمردگي گلبرگ ها ) ، اثر بر محيط زيست (پديده گرمايش جهاني و تغيير آب و هوا)