Лекция №12 Химиялық экология және энергетика.

Лекция мақсаты мен міндеті:Энергия түрлері және оның сапасының коэффициентері.Қалпына келетін және келмейтін энергетикалық ресурстар жайлы түсінік қалыптастыру.

Лекция мазмұны:Энергетикалық ресурстар. Энергетикалық ресурстарға барлық механикалық, химиялық және физикалық энергия көздері жатады. Энергетикалық ресурстар олардың табиғатына, алу жолдарына және басқа да нышанына байланысты топтастырылады.

Қатты органикалық отын және уран ресурстарының көп мөлшері өнеркәсібі дамыған елдердің жерінде болса, мұндай ресурстары мен гидроэнергия негізінде дамып келе жатқан Азия, Африка және Латын Америка елдерінде.

Жер қойнауындағы отын қоры болып көмір, мұнай, газ және уран рудалары саналады. Көмірдің дүниежүзілік қоры 9-11 трлн тонна, оның ішінде 50 пайызы ТМД елдеріның жерлерінде шоғырланған. Жылына орта есеппен пайдалануға жерден алынатын мөлшер 4,2 млрд.тонна.

Дүние жүзілік мұнай қоры 840 млрд. Дүниежүзілік табиғи газдың қоры 300-500 трлн м³. Табиғи газдардың үлкен қорлары Иракта, Сауд Аравиясында, Алжирде, Ливияда, Нигерияда, Венесуэллада, Мексикада, АҚШ-та, Канадада, Австралияда, Ұлыбританияда, Норвегияда, Голландияда, Ресейде, Қазақстанда. Жыл сайын Ресей 800-850 млрд. м³ табиғи газ өндірсе, Қазақстанда 5-7 млрд м шамасында өндіріледі

Күн- өте үлкен қуатты энергия көзі. Оның 22 күн ішінде жерге берген энергия қуаты бүкіл Жер әлеміндегі органикалық отынның қуатына тең. Күн қуатын өнеркәсіп пен тұрмыс жағдайында қалай қолдануға болатыны бұл да шешілмеген проблеманың бірі.

Жел энергиясынан электр тоғын алу процестеріне экологиялық тұрғыдан қарасақ, мұны таза технологияға жатқызуға болады.

Жалпы геотермальдық энергия қоры 200 гВт шамасында, негізінде ол Тынық мұхиттың төңірегінде шоғырланған.

Тағы бір энергия көзі – биомасса. Оның құрамындағы күкірттің мөлшері 0,1%, ал күлділігі-3-5%-тен аспайды. Биомассадан алынған газды оын ретінде пайдаланып, турбогенераторлардың көмегімен электр тоғын ал жолы басқа белгілі әдістермен бәсекелеске алады.

Пайдасы мен бірге мұнай өндірісінің қоршаған ортаға тигізетін зиянды әсері де аз емес. Қоршаған ортаға тигізетін зиянды әсері де аз емес. Қоршаған ортаның ластануы іздеу барлау және мұнай, газ өндіретін ұңғымалар құрлысынан басталады. Бұл кездегі ластаушы көздерге бұрғылау қондырғыларында орнатылған дизельдерден шығатын түтіндер, азот пен көміртек оксидтері, шаң, бұрғылау ертінділері және т.б. бұрғы мұнарасынан 800 м алшақтыққа дейін топырақ және өсімдіктер бұрғылау сұйығымен ластанып, зардап шегетіні ғылыми түрде дәлелденген.

Мұнайды алғанда табиғатқа тиетін зардаптар мынадай:

- Апатты жағдайлардың болуын азайту мақсатында көптеген шаралар қолдануға тиіс. Мысалы, коррозиямен күресідің нәтижелі жолдарын іздестіру және тасымалдау құбырларын жиі тексеру, жөндеу жұмыстарын уақытылы ұйымдастыру.

-мұнайды жер бетіне шығару үшін біраз жер ресурстарының әртүрлі құрлыс обьектілерін салуға айналымнан шеттелуі, жер сұрқының бұзылуы, ластануы.

- ластаушы заттар бөлініп, атмосфераның, жер бетіндегі және жер астындағы сулардың, топырақтың олармен ластануы

- мұнаймен қоса жер бетіне жоғары минералды судың шығуы

- бұрғылауда шыққан қалдықтарды көму

- мұнайдың төгілуі.

Негізінде негативті әсерді мұнай шығаратын кәсіпорындар атмосфералық ауаға тигізеді. Осы өндірістен шығатын ластаушы компоненттерге көмірсутектері, көміртек оксиді, қатты заттар жатады. Осы салада мұнаймен бірге қосыла шығатын газ әлі толығымен қолдануын таппағанына байланысты, жыл сайын оның көлемінің 20 пайызы пайдасыз алуда жағылады, сондықтан қоршаған ортаны ластаумен қатар табиғи ресурс ысыраптанылады. Осыған байланысты бұл газдарды кәдеге асыру жолдарын іздестіру қажет. Бұрғылайтын қондырғылар мен магистральды газ-мұнай тасымалдайтын құбырлар кездейсоқ апатты жағдайға ұшыратуы мүмкін, осы кезде қоршаған ортаның, әсіресе жер бетіндегі сулардың ластануы орын алады. Апаттық жағдайдың тууының негізгі себебі тасымалдау құбырларының коррозия процесіне ұшырап, жарылуы, сонымен қатар құрылыс техникасының осы құбырларды басып езіп кетуіне немесе технологиялық және құрлыстық ақаудың болуына да байланысты келеді.Мұнай шығаратын өндірістер басқалармен салыстырғанда суды көп жұмсайтын болғандықтан, олардың суаттарға жіберетін ластанған ақаба суларының көлемі де жеткілікті. Қазақсанда мұнай өңдейтін кәсіпорындар 1945 жылдан бастап жұмыс істей бастады. Бірінші іске қосылған Атырау мұнай өңдеу зауыты, ол 1959 жылға дейін тек сырттан әкелінген шикізатты өңдеді, яғни Түркменістан мен Әзірбайжанның мұнайын. Қазіргі кезде республикада жұмыс істейтін тағы да екі мұнай өңдейті зауыт бар- Павлодар мен Шымкент мұнай өңдеу зауыттары. Ақтау қаласында мұнайдың ілеспе газынан алынатын этан фракциясын өңдеп этилен, этилбензол, стирол және полистирол шығаратын біріктірген ірі тоннажды өндіріс пен пластмасса зауты жұмыс істейді. Бұл зауытта бояу өңбейтін алуан түрлі пластмассалар алынады. Мұнай өңдейтін зауыттар ауа мен су бассейндерін ластайтын көздің бірі. Ластаушы заттар шығаратын негізгі көздерге- мұнайды күкірттен тазарту мен катализаторларды регенерациялау процестері, қыздырғыштар және қазандықтар жатады. Сонымен қатар мұнайдан, одан алынған өнімдерді сақтайтын ыдыстардан, су мен мұнай сепараторларынан әртүрлі заттар бөлініп, қоршаған ортаны ластап отырады.Мұнай өңдейтін өндірістің кәсіпорындары атмосфераны көмірсутектермен, күкіртті оксидпен, көміртек оксидімен, азот оксидімен ластайды. Бұл кәсіпорындар көп мөлшерде суды қажет етеді, ал олардан шыққан ақаба суларда көп мөлшерде мұнай өнімдері, сульфат, хлорид, азот қосылыстары, фенол, ауыр металдардың тұздары болғандықтан, суаттар осы заттармен ластанып отырады. Топырақты да ластайтын осы қосылыстар.

2. Қазақстанның энергетика жүйесi. Электр энергиясы мен қуатын өндiру және электрмен жабдықтау жүйесi;ұлттық экономиканың өндiрiстiк және әлеум. инфрақұрылымындағы маңызды сала әрi өнеркәсiптiң басқа салаларын дамытудың басты базасы.

Кеңестiк билiк дәуiрiне дейiнгi кезеңде өндiргiш күштердiң даму деңгейi төмен болуы себептi оның энергет. базасы Қазақстанда тым кенже қалды. Деректер бойынша, қазақ жерiнде барлық электр ст-лардың қуаты 2,5 мың кВт/сағ-тан аспаған, оларда жылына 1,3 млн. кВт/сағ электр қуаты өндiрiлген. Кен кәсiпорындарына қызмет көрсету үшiн ұсақ локомобильдi немесе екi тактiлi мұнай электр ст-лары қолданылған. Успенск сияқты кенiштiң барлық электр қуаты 32 кВт болған, ал Спасск з-тында 455 кВт-тан аспаған. Тек 6 қалада ғана қуаты шағын қалалық электр ст. болған. Қарағанды алабындағы таскөмiр кенiшiнен алғаш көмiр өндiру 1856 ж. басталғанымен Қазақстанда отын өнеркәсiбi де нашар дамыды. 1917 жылға Қазан төңкерiсiне дейiнгi кезеңде мұнда 1182 мың т көмiр өндiрiлдi. Ленгiр қоңыр көмiр кенiшiн (1869 жылдан), Екiбастұз тас көмiр кенiшiн (1898 жылдан) және басқа кенiштердi қосқанда Қазақстанда төңкерiске дейiнгi 67 жылда 1,6 млн. т көмiр өндiрiлген. 1900 — 18 ж. Ембi мұнай кенiшiнен 1377 т мұнай, соның iшiнде Доссор кенiшiнде (1911 жылдан) 1332 т мұнай өндiрiлген. Кеңестiк дәуiрдiң бас кезiнде қабылданған ГОЭЛРО жоспарының (1920) елдi электрлендiрудегi экон. және саяси мәнi зор болды. Бұл жоспардың Қазақстанға да тiкелей қатысы бар. Онда Сiбiр т. ж. бойындағы iрi сауда-өнеркәсiп орталықтарының қатарында Петропавлды, Ертiс өз-нiң бойындағы Павлодар ауданын бiрiншi кезекте, ал Дала өлкесiн екiншi кезекте электрлендiру, Павлодарда қуаты 15 мың кВт электр ст-н салу межеленген. Осы жоспарға сай 1925 ж. Қарсақбай электр ст-ның құрылысы басталып, 1928 ж. мұнда мыс қорыту з-ты iске қосылды. Осы жылы Жоғ. Харуиз СЭС-i пайдалануға берiлiп, соның негiзiнде Риддер қорғасын з-ты iске қосылды. 1925 — 26 ж. Доссорда мұнайдың 41,2%-ы, Мақатта 87,8%-ы электр қуатын қолдана отырып өндiрiлдi. Осы жылдары мұнай оқпандарын бұрғылау және мұнайды барлау үшiн КСРО-да тұңғыш рет электр қуаты қолданылды. Қазақстандағы отын-энергет. қорларды iздестiру жұмыстарының нәтижесiнде көмiр мен мұнайдың iрi кенiштерi табылды.

Қазбалы отын қорлары бойынша Қазақстан Кеңес Одағында екiншi орынға шықты. Жалпы электр станциялары қуатының артуына, электр қуатының өндiрiлуiне, экономиканы электрлендiру деңгейiне жасалған талдау негiзiнде кеңестiк дәуiрдегi Қазақстан электр энергетикасының даму жолын негiзгi үш кезеңге бөлуге болады: бiрiншi кезең 1918 — 45 жылдарды қамтиды, бұл кезеңде сол уақыттың өлшемi бойынша iрi электр ст-лары салынып, алғашқы энергет. тораптар пайда болды. Екiншi кезеңде (1946 — 58 ж.) аймақтық электр ст-ларында электр қуатын бiр орталықтан өндiру күрт артты, алғашқы энергет. жүйелер құрылды. Үшiншi кезеңде (1959 — 90 ж.) республиканың энергет. базасы жедел қарқынмен дамып, аймақтық энергет. жүйе қалыптасты. Сөйтiп, Қазақстан өзiнiң электр қуаты жөнiндегi мұқтаждарын толық қамтамасыз ететiн әрi оны өзге елдерге шығаратын ахуалға жеттi. Бұл кезеңде Алматыда, Қарағандыда, Петропавлда, Жамбылда, Шымкентте, Павлодарда iрi аймақтық су электр ст-лары (АСЭС) салынды. Ертiс өз-нде Өскемен және Бұқтарма су электр ст-лары (СЭС), Iледе Қапшағай СЭС-i жұмыс iстедi. Аса iрi Ақсу АСЭС-ы Екiбастұз кенiшiнiң арзан көмiрiн пайдаланды.

1990 ж. КСРО экономикасының құлдырауы қарсаңында республика электр станцияларының қуаты 18 млн. кВт-тан асты, ал Қазақстанның жалпы электр энергиясын тұтынуы 104,8 млрд. кВт/сағатты құрады, оның 87,4 кВт/сағаты меншiктi электр ст-ларында өндiрiлдi. 1990 ж республикада 131,5 млн. т көмiр, 25,5 млн. т мұнай мен газ конденсаты және 6,8 млрд. м3 газ өндiрiлдi. Өндiрiлген көмiр мен мұнайдың едәуiр бөлiгi республикадан тысқары шығарылды. 1990 ж. басқа елдерге 10 млн. т кокстелетiн және 46,6 млн. т энергет. көмiр (42,9%), 21 млн. т мұнай мен газ конденсаты (82,4%) шығарылды. Республиканың отын балансындағы газдың үлесi 15% болды. 1990 ж. республиканың ұлттық табысындағы үлестi энергия сыйымд. 1 сомға шаққанда 4,01 кг болды, мұның өзi өзге одақтас республикалармен салыстырғанда 28%-ға көп. Қ. э. ж. 1991 жылдан дағдарысты жағдайды бастан кешiрдi. Республиканың қолданыстағы энергет. қуаты 1990 жылдың басында 17000 мВт-қа жуық болса, 1998 ж. ортасына қарай бұл қуат 10000 мВт-қа дейiн қысқарды. 2000 жылдың қорытындысы бойынша электр қуатын тұтыну көрсеткiшi 8560 мВт-қа дейiн төмендедi. Қазақстан энергия өндiрушi қуаттардың тапшылығы және артық электр қуаты бар аймақтардан оны жеткiзе алатын электр желiсiнiң жоқтығы себептi оңт. және батыс аймақтар үшiн электр қуатын сырттан алды.

ҚР Үкiметi 1996 ж. электр энергетикасының қуат өндiрушi және электр тораптары активтерiне мемл. монополияны реформалау, сөйтiп электр қуатының бәсекелi рыногiн жасау қажеттiгi туралы шешiм қабылдады. Осы мақсатта электр энергетикасын құрылымдық жағынан қайта құрудың үкiметтiк бағдарламасы әзiрлендi. Бұл бағдарламаны iске асыру электр энергетикасының бәсекелi бөлiгiн (электр қуатын өндiру және оны тұтыну) табиғи монополистерден ажыратып алу (электр энергиясын беру және бөлу) қамтамасыз етiлдi. Iрi электр ст-лары (МАЭС) инвесторларға сатылды, ал аймақтық жылу электр ст-лары (ЖЭО) жергiлiктi басқару органдарының меншiгiне берiлдi. 1120, 500 және 220 кВ кернеулi негiзгi тораптардың активтерi негiзiнде Электр тораптарын басқару жөнiндегi қазақстандық компания ("КЕGOC” ААҚ), 110 — 35, 6 — 10 және 0,4 кВ кернеулi аймақтық электр тораптары негiзiнде бөлу электр тораптық акцион. компаниялары (АЭК АҚ) құрылды. Бұл саланы одан әрi дамытудың 1997 — 2000 жылдарға арналған бағдарламасында электр қуаты рыногiн ұйымдастырудың мынадай үлгiлерi көзделдi: ақырғы тұтынушыға жеткiзiлетiн электр қуатының бағасы бойынша бәсеке; бiрыңғай электр қуаты рыногiнiң екi деңгейде (көтерме сауда және бөлшек сауда) болуы; электр қуатымен сауда жасауды ұйымдастыру; рынок субъектiлерiнiң аймақаралық ("КЕGOC” ААҚ), аймақтық және жергiлiктi (БЭК-тер) деңгейдегi тораптар бойынша электр қуатын тарату және бөлу қызметтерiн көрсету жөнiнде шарттар жасасу. Осы үлгiнiң енгiзiлуi екi жақты мерзiмдi келiсiмшарттар рыногiн құруға мүмкiндiк бердi. Бiр орталықтан диспетчерлiк басқару жүйесi қайта құрылды, ол электр қуатын бәсекелi (электр қуатын өндiру мен тұтыну) және монополиялы (электр қуатын тарату және бөлу) бөлiктерiнiң бөлiнiсi жағдайында жұмыс iстеуге бейiмделдi, сондай-ақ, электр қуатының сапалық көрсеткiштерi, атап айтқанда, электр тогының жиiлiгi жақсартылды. Электр энергетикасы секторын реформалау бағдарламасын дәйектiлiкпен iске асыру нәтижесiнде 2000 жылдан бастап оң өзгерiстерге қол жеткiзiлдi: екi жақты мерзiмдiк (форвардтық) келiсiмшарттар рыногi құрылып, жұмыс iстей бастады. Қазақстанның электр энергетикасы секторының бастапқы экспорттық әлеуетi 2001 жылдың басында 500 — 1000 мВт деп бағаланды. Мыс., Екiбастұз АЭС компаниясы 2001 жылдан Ресейге (Омбы қ-ның маңына) 300 мВт электр қуатын экспортқа шығара бастады. 2030 ж-ға дейiн электр энергетикасын дамыту бағдарламасы шеңберiнде Қазақстанның электр энергетикасы жөнiнен тәуелсiздiгiн қамтамасыз етудiң 2005 жылға дейiнгi жоспары әзiрлендi.

Нарықтық экономика жағдайында электр энергетикасы секторындағы табиғи монополияның барлық құрылымдары уәкiлеттi орган (Энергетика және табиғи ресурстар мин.) тарапынан мемл. бақылауға алынған. Электр қуатын тарату және бөлу жөнiндегi тарифтердi ҚР-ның Табиғи монополияларды реттеу және бәсекелестiктi қорғау жөнiндегi агенттiгi реттеп отырады. 2000 ж. 1 сәуiрде Тарифтер жөнiндегi бөлiмшеаралық комиссия "КЕGOC” ААҚ-ның аймақаралық деңгейдегi электр тораптары бойынша электр қуатын тарату жөнiндегi қызмет көрсетуiне арналған тарифтi есептеудiң жаңа әдiстемесiн қолданысқа енгiздi.

Электр энергетикасы секторындағы реформаларды тереңдетудiң 2000 жылдан басталған кезектi кезеңi Респ. электр қуатының көтерме сауда рыногiн жетiлдiру тұжырымдамасына негiзделдi. Бұл тұжырымдамаға сәйкес электр қуаты рыногiнiң қазақстандық операторы құрылды, оған электр қуатын өндiру мен тұтыну процестерiн нарықтық жолмен басқару мiндетi жүктелген.

ҚР-ның электр энергетикасы секторын қайта құру негiзiнде электр энергетикасы нысандары түрлi меншiк иелерiнiң қолына көштi: iрi электр ст-лары шет елдiк компанияларға тиесiлi, кернеуi 220 және одан жоғары кВ электр тораптарын басқару, диспетчерлеу, т.б. мәселелердi шешу мiндеттерi электр тораптарын басқару жөнiндегi қазақстандық компания — KEGOC-қа жүктелдi; кернеуi 110 және одан төмен кВ электр тораптары бұрынғы энергетика жүйесi шеңберiнде таратушы электр компанияларының басқаруында; электр қуатын өндiрушiлерден сатып алу және оны тұтынушыларға сату мiндетi Электр қуаты рыногiнiң қазақстандық операторына жүктелген.

Қазақстанда қазiр энергет. өнiмнiң 2/3-сiне жуығы ЖЭС-терде, қалған бөлiгi энергиясын СЭС-терде өндiрiледi. Қазақстанның батыс аймағында энергет. шикiзат көзi мұнай мен табиғи газ болғандықтан сұйық, газ тәрiздi және аралас типтi отынмен жұмыс iстейтiн ст-лар дамытылған. Шығыс және оңт. аймақтарда әзiрге су қуатынан басқа меншiктi энергет. көздерi жоқ. Осыған байланысты оларда ядролық отын, тасымал мұнай, газ, көмiр пайдаланылады. Электр қуатын тұтынудың есептiк деңгейлерiне жасалған талдау 1990 жылдан бастап он жылдық кезеңде электр тұтыну көлемi жалпы респ. және солт., бат. аймақтар бойынша 2 есе дерлiк, ал оңтүстік аймақ бойынша 3 есе дерлiк кемiгенiн көрсетедi.

Соңғы 2-3 жылда электр энергиясын тұтынудың азаю қарқынының баяулағаны байқалды, ал батыс аймақта ол өсе бастады. 2000 жылдың алғашқы жартысында республикада 27,4 млрд. кВт/сағ электр қуаты тұтынылған, мұның өзi 1999 жылдың осы кезеңiмен салыстырғанда 7,2%-ға көп. Электр қуатын өндiру мен тұтыну көлемiнiң өсуi негiзiнен Бат. және Солт. аймақтарда (Павлодар-Екiбастұз өңiрiнде) байқалды. Қазақстанның Оңт. аймағында (Алматы, Оңт. Қазақстан, Жамбыл, Қызылорда обл-тары) жеткiлiктi бастапқы энергет. қор жоқ болғандықтан оның электр энергетикасы тасып әкелiнетiн көмiрге, сырттан әкелiнетiн газ бен мазутке негiзделген. Бұл аймақтағы электр қуатының негiзгi көздерi-Жамбыл МАЭС-i, Шымкент ЖЭО-1, Алматы ЖЭО, Қапшағай СЭС-i. Мұндағы тапшылық Солт. Қазақстанның ОЭС-ы, 220-500 кВ электр тораптары бойынша Орта Азия республикаларынан әкелiнетiн электр қуаты есебiнен өтеледi.

2000 ж. 15 маусымнан бастап Қазақстанның Бiрыңғай энергет. жүйесiнiң (БЭЖ) Солт. бөлiгiнде Ресейдiң БЭЖ-iмен қатарласқан жұмыс қалпына келтiрiлдi, ал 2000 ж. қыркүйектен Қазақстанның БЭЖ-i Ресей мен Орт. Азияның энергет. жүйесiмен қатарлас жұмысқа көшiрiлдi. Қазiр Қазақстанның барлық облыстарында аймақтық электр тораптары компанияларымен қатар көптеген делдалдар (трейдерлер) тұтынушыларды электр қуатымен жабдықтайды. Қазақстанның электр тораптарының қазiргi құрылымында 1150, 500 және 220 кВ-тық кернеулi жоғары класты жүйе құраушы негiзгi тораптардың ұз. тиiсiнше 1423 км, 5470 км және 17900 км. Аймақтық және жергiлiктi тораптардың көрсеткiштерi мынадай: 110 кВ- 42000 км, 35 кВ61-500 км, 6-10 кВ-199400 км және 0,4 кВ -115500 км.

Оқытудың техникалық құралдары:интерактивті тақта, проекторсызба – кестелер, видео-, дыбыс аппаратурасы.

Оқытудың әдістері мен түрлері:баяндау, сұрақ – жауап, түсіндіру, кіріспе лекция

Деңгейлік тапсырмалар:

1деңгей. Қазақстандағы қоқыс өңдейтін зауыттар жазыңыз.

2-деңгей. Қара алтын қалдықтарынан үш бірдей өнім алынады ашып түсіндіріңіз.

3-деңгей. Қалдықтардың формасы және түріне байланысты 13 топқа бөледі атап көрсетіңіз.

ОБСӨЖ тапсырмалары: Қоршаған орта сапасын бағалайтын критерийлер.

СӨЖ тапсырмалары:Смог. Смогтың түрлері.

Пайдаланылатын әдебиеттер:

1. Жұмаділлаева С., Баешов А., Жарменов А. Қоршаған орта химиясы. – Алматы, 1998.

2. Джумадуллаева С., Баешов А., Жарменов А., Мамырбекова А. Практикум по химии окружающей среды. Учебник. – Алматы, 2000.

3. Голдовская Л.Ф. «Химия окружающей среды ».М.: Мир, 2005.

4. Зилов Е.А. Химия окружающей среды.-Иркутск, 2006.