В статье автор пытается определить экологическое влияние «Северного потока — 2» на Балтийское море.
Ключевые слова: экология, газ, экологическая безопасность, Северный поток, выброс газа, проектная документация, укладка труб.
В наше время строится «Северный поток — 2», второй газопровод в Балтийском море, идущий из Российской Федерации в Германию. Проходить он будет, можно сказать, параллельно первому, отличается точка начала потока. Но вопрос стоит не только в целесообразности и необходимости, но и в экологической безопасности Балтийского моря.
Рис. 1. Морской участок пути [1]
Для начала давайте разберемся что представляет собой более ранний проект северный поток 1. Информация и данные статьи опираются на несколько основных источников:
- Сайт ПАО Газпром,
- Nord Stream 2 Проектная документация для строительства газопровода «Северный поток — 2»
- Nord Stream 2 «Северный поток 2»
- Nord Stream 2 «ОТЧЕТ ЭСПО «Северный поток — 2» Апрель 2017 г”.
- Отчет Эспо по Nord Stream: Документ по основным вопросам Безопасность на море
Северный поток (NordStream 2)— магистральный трубопровод, идущий из России в Германию, проходящий по дну Балтийского моря. Является морской частью одной из веток системы газопроводов Ямал — Европа. В проекте участвуют Россия, Германия, Нидерланды и Франция; против его реализации выступали страны-транзитёры российского газа, страны Прибалтики и США. Цели проекта — увеличение поставок газа на европейский рынок и снижение зависимости от транзитных стран.
Прокладка трубопровода начата в апреле 2010 г. В сентябре 2011 г. начато заполнение технологическим газом первой из двух ниток. 8 ноября 2011 г. начались поставки газа по первой нитке газопровода. 18 апреля 2012 г. была закончена вторая нитка. 8 октября 2012 г. начались поставки газа по двум ниткам газопровода в коммерческом режиме.
Газопровод «Северный поток» — самый протяжённый подводный маршрут экспорта газа в мире, его длина — 1 224 км. Владелец и оператор— компания Nord Stream AG.
Мощность потока:
– 55 млрд м³ в год (проектная);
– 61,96 млрд м³ в год (пиковая);
– 58,8 млрд м³ в год (фактическая)
Ссылаясь на данные копании ПАО «Газпром» [1] на момент 25 марта 2019 г. идет снижение потребления газа на европейском рынке составив 549,5 млрд куб. м. что означает что фактически более 10 % подается через северный поток 1. Рассмотрим же проектную мощность северного потока 2 — проектная мощность составляет также 55 млрд м³ в год, что означает вместе два потока обеспечат 21.5 % от необходимости рынка или же 110 млрд м³ в год. И это, не учитывая другие газопроводы. Звучит по меньшей мере как перспективный проект, однако возникает проблема — переизбыток рынка
В данной таблице интересны первые две строки спрос и совокупное предложение разнятся на 32 млрд м³, но при учёте северного потока два ситуация для рынка становится в разы лучше ибо эта разница становится уже по меньшей мере 87 млрд м³, не учитывая снижения потребления газа, что означает куда более гибкие цены, при любых фьючерских соглашениях. Но вернемся к самому потоку — это лишь отложит его период окупаемости при любом исходе кроме одного — политического мотива и закрытия одного из старых путей. Основание для данного предположения присутствуют, поэтому сложно предположить, как именно это повлияет на окупаемость, но не будем забывать об этом утверждении.
Газ иего влияние
Природный газ – смесь газов, образованных в недрах земли при анаэробном разложении органических веществ. При стандартных условиях газ газообразный, при низкой температуре превращается в кристаллы.
Химический состав
Основную долю составляет СH4 (Метан), кроме того, могут входить гомологи метана: этан, пропан и т. д. Также входит много газов H2S, H2, CO2, He, N… Чистый газ не имеет цвета и запаха, чтобы выявить добавляют одоранты. Сам по себе природный газ малотоксичен и основная опасность заключается в том, что газ вытесняет кислород и приводит к асфиксии. Как можно понять основной урон от газа придется на этап выброса газа из трубы. Газ легче воздуха и тем более легче воды, что будет означать резкое поднятие всего газа к поверхности.
Проблемы ириски
Исходя из базовой информации можно выявить первые экологические проблемы. Первая проблема заключается в том газ выталкивает кислород, из-за чего в случае утечек будет идти воздействие на рыб и животных на всем пути трубопровода. Вторая проблема заключается непосредственно в строительстве Северного потока, так как эти ветки нужно проложить. Отходя от водных проблем, есть и наземная. Если обратиться к Проектной документации Северного потока 2 [2, c.57], видно, что путь идет сквозь леса, которые являются ареалами обитания птиц и животных.
Рис. 2. Участок выхода СП 2
Рассмотрим экологические проблемы Северного потока 2 вне суши:
Экологические риски делятся на две части:
– Риски на этапе строительства
– Риски на стадии эксплуатации
Рассмотрим группу первых рисков. Они связаны с определёнными работами такими как:
– Приготовление участков выхода газопровода на берег (относится только к Германии и России);
– донные работы или же отсыпка каменной наброски перед укладкой ниток газопровода, а также после, включая операции по погрузке на суда;
– укладка труб, включая операции по разгрузке труб и транспортировку;
– пусконаладочные работы.
При подготовке участков выхода на берег, обратимся к проектной документации Северного потока-2. документ напрямую говорит: «Фауна наземных позвоночных Кургальского заказника, особенно его южной части, в целом изучена довольно слабо» [2, c.39]. Частично исследования велись, но никто не отвечает прямо, каким именно образом трубопровод повлияет на фауну. «Кургальский полуостров во многом является уникальной территорией, его географическое положение определяет большие средовые возможности существования и развития множества разных организмов, в том числе редких”. сложности в изучении полуострова имеют место быть, ведь долгое время полуостров находился в военном статусе, а также он активно не использовался, что в результате дало свой эффект-многие экосистемы сохранились в почти не измененном состоянии.
Рис. 3 Кургальский заповедник
Также ссылаясь на Проектную документацию, «Гидробиологические работы осуществлялись в летний период 2016–2017 гг. на реках Россонь и Мертвица. На р. Мертвица в 2016 г. также была выполнена ихтиологическая съемка. Все работы проведены специалистами ФБГНУ ГосНИОРХ. В дополнение к рыбохозяйственным характеристикам получен полный репрезентативный перечень необходимых гидробиологических показателей для осуществления корректных расчетов ущерба водным биологическим ресурсам» [2, c.54]. В документе пишется получены, проведены, но результат не оглашается, из чего можно предположить, что влияние северного потока на системы живых организмов будет существенным.
Донные работы при строительстве трубопровода
Трубопроводы будут эксплуатироваться в сложных гидрометеорологических и рабочих условиях, что определяет необходимость в выполнении донных работ для обеспечения эксплуатации в следующих расчетных критических режимах:
– Статическое перенапряжение трубопровода из-за неровностей морского дна;
– Свободные пролеты трубопровода, превышающие допустимые пределы усталостной прочности;
– Нарушение устойчивости трубопровода под действием нагрузок, обусловленных давлением и температурой (деформация в процессе эксплуатации);
– Нарушение устойчивости трубопровода на морском дне под действием нагрузок, создаваемых волнами и течениями;
– Взаимодействие трубопровода с подводными частями айсбергов в зимнее время на мелководных участках;
– Воздействие на трубопровод от морского судоходства;
– Необходимость в обустройстве сооружений для пересечения объектов существующей инфраструктуры на морском дне (кабели и трубопроводы).
На участках свободных пролетов и в местах пересечений с объектами существующей инфраструктуры применяются гравийные опоры (каменные бермы).
В целом работы на морском дне в масштабе всей трубопроводной системы будут включать три этапа:
- Этап 1 — донные работы перед укладкой труб;
- Этап 2 — донные работы после укладки труб, но до гидравлических испытаний;
- Этап 3 — донные работы после гидравлических испытаний.
Донные работы повлекут определенное воздействие на птиц:
– мешающее воздействие на гнездящихся птиц;
– Реакция избегания у морских птиц в результате мешающего воздействия.
Это воздействие исходит от движения, света, шума исходящих от судов, которые выполняют работу на участках дна моря.
Риски при укладке труб
На морскую фауну окажут влияние:
− Развертывание гидроакустических локаторов для обхода рыбы и акустических отпугивающих устройств для отпугивания морских млекопитающих перед обезвреживанием боеприпасов. Которые остались после второй мировой
− Строительные работы, такие как укладка труб и грунта, не будут проводиться в условиях ледяного покрова, что позволит предотвратить воздействие на тюленей в период размножения.
Пусконаладочные работы
Работы, выполняемые перед подачей газа для проверки целостности трубопровода: чистка, калибровка, испытания и обнаружение утечек. Потенциальные воздействия на гидрологию пресных вод, которые могут возникать в результате сбросов на землю и в воду:
– Повышение содержания отложений в поверхностных стоках, приводящих к снижению качества воды.
– Загрязнение воды.
Данный вид работ может повлечь за собой сильное воздействие на рыб и растительные организмы так как для многих видов необходимы строго определенные условия. И как точно это скажется спрогнозировать сложно, однако нет серьёзных причин предполагать, что данный этап приведет к очень серьезным последствиям.
Оценка потенциальных воздействий
Уязвимость гидрологии пресных вод считается средней с учетом того факта, что среда со временем сама восстановится до состояния предшествующего строительству трубопровода. Однако изначально уязвимость считается высокой. Например, при строительстве потребуется понижение уровня грунтовых вод в районе траншеи под непосредственно трубопровод. Вода будет откачиваться из одного участка открытой траншеи в другой находящийся рядом участок без необходимости обустройства нового дренажного канала у края полосы отвода. Это может оказать серьёзное влияние на слишком уязвимую среду. Однако дренажные системы минимизируют воздействие на почву и должны обеспечить соблюдение экологических параметров.
Климат ивыбросы парниковых газов на этапах строительства иэксплуатации
«Хотя воздействия являются обнаруживаемыми на фоне естественных изменений поблизости от места выполнения работ, выбросы парниковых газов не будут оказывать ощутимое воздействие на климат в глобальном масштабе” [3, c.27]. Но также это значит, что в данном регионе будет серьёзное локальное влияние, ведь данный регион является «объектом культурного наследия» и любые влияния можно рассматривать как серьезные. Также говоря про выбросы определенных соединений, влияющих на качество воздуха, стоит отметить, что хоть они и временные, но они будут. Общий объем выбросов при выполнении строительных работ на суше и в течение 50 лет эксплуатации трубопровода СП–2 представлен в Табл. 10–23 ниже.
Эксплуатация
На этапе эксплуатации на площадке запуска и приема ДОУ будут происходить эпизодические (один раз в год) выбросы газа через продувочные свечи. «Обычно эти работы проводятся раз в год в дневное время и продолжаются не более 2 часов. Результаты моделирования шума, распространяющегося по воздуху, показали, что уровни шума достигают нормативного значения для ночного времени 50 дБА приблизительно на расстоянии 200 м, а нормативного значения для дневного времени 65 дБА — на расстоянии менее 100 м». Воздействие будет локальным, низкой интенсивности и эпизодическим. Степень воздействия оценивается как пренебрежимо малая. Однако для понимания это очень высокий уровень шума и нахождение вблизи на постоянной основе повлечет за собой серьезное влияние на живых организмов.
Риск аварийных разливов нефтепродуктов во время строительных работ
Фоновая частота разливов нефтепродуктов (количество разливов в год) для ИЭЗ вдоль трассы СП–2 представлена в Табл. 13–3.
Оценка воздействий на окружающую среду от разлива нефтепродуктов.
«Потенциальными объектами воздействия на среду при аварийных разливах нефтепродуктов на стадии строительства являются:
– гидрографические условия и качество морских вод;
– пелагическая среда (планктон);
– бентическая морская флора и фауна;
– рыбы;
– морские млекопитающие;
– птицы;
– зоны туризма и отдыха» [3, c.598].
В результате разлива начинают протекать химические и физические процессы, такие как растекание, эмульгирование, осаждение тяжелых элементов на дно моря. Однако, если мы говорим про Балтийское море, нефть будет куда дольше пропадать, исходя из особенностей климата, В случае ситуации схожей с разливом в Мексиканском заливе, что хоть и мало вероятно, но в меньшом объеме возможно, в Балтийском море нефть не сможет сама разложиться с помощью биоорганизмов перерабатывающих нефть, что уже повлечет за собой катастрофические последствия глобального уровня.
Результаты разливов нефти и ее продуктов в море зависят от определенных факторов, таких как:
– Количества нефтяного продукта;
– Химического состава нефтепродукта;
– Скорости распространения и вязкости нефтяного пятна;
– Объема и места разлива;
– Времени года или сезона;
– Биоразнообразия видов в месте разлива;
– Экологической уязвимости, например, при близком расположении мест обитания птиц;
– Биологических процессов, происходящих в месте разлива, например, испарения, растворения, диспергирования, эмульгирования, фотоокисления и биоразложения.
Нефтяные разливы являются одной из основных опасностей для среды и организмов, а также для береговых экосистем. «Помимо чисто механических воздействий (оседание нефтяного загрязнения на шерсти животных и перьях птиц), воздействие от разлитых нефтепродуктов включает воздействие входящих в их состав химических веществ, которые токсичны или могут накапливаться в тканях морских организмов. Возможно также последующее нарастание концентрации таких химических веществ с повышением трофического уровня в пищевой цепи от фитопланктона к рыбам, птицам и морским млекопитающим. Последствия разливов поблизости от прибрежной полосы всегда будут более тяжелыми, чем последствия разливов в открытом море».
Разливы нефтепродуктов представляют опасность для морской среды и являются причиной ущерба для морских и береговых экосистем.
Экологические риски на стадии эксплуатации
Основной риск заключается в том, что во время эксплуатации возникают повреждения и происходят выбросы газа и возгорания при взаимодействии с судами в Балтийском море. Потенциальную опасность несут случаи затопления судов, падения предметов: контейнеров, бочек и других, бросания и волочения якорей по дну. Также при несоблюдении правил пользования рыболовными снастями возможен риск их зацепления за трубопровод, что в исключительных случаях может привести к гибели рыболовецкого судна.
Экологические опасности
При оценке риска учтены следующие причины выхода газопровода из строя, при которых возможна его разгерметизация с последующими утечками газа:
– Коррозия (внутренняя и внешняя);
– Механические повреждения;
– Опасности природного характера (штормы, размыв морского дна);
– Прочие/неизвестные риски (саботаж, случайный провоз мин и т. п.);
– Взаимовлияние на деятельность сторонних организаций (торговое судоходство).
Риск выброса газа при эксплуатации
Суда пересекают на всем протяжении ветки трубопровода что, несомненно, влечет за собой определенную опасность повреждения целостности трубопровода. Опасность могут представлять определенные события:
– Падение предметов;
– Бросание якорей;
– Волочение якорей.
– Затопление судов.
Частоту выброса газа в результате воздействия извне, связанного с судоходством, необходимо определять посредством анализа и моделирования частоты воздействий и повреждений веток трубопровода.
«В первую очередь были определены уязвимые участки газопровода. Уязвимыми считаются участки, где частота пересечения газопровода судами превышает нормативное значение 250 судов/км/год. Данное значение соответствует менее чем 1 судну/км/день. Для каждого выявленного участка с данным или более высоким уровнем интенсивности судоходства оценивается частота взаимодействия» [3, c.602]. Это очень существенно, ведь путь проходит едва ли не по кратчайшему морскому пути из России в Германию и наоборот, а если взять участок огибания острова Готланд, береговой линии Эстонии, то там проходит количество судов, во много раз превышающее нормативное значение.
Результаты рассчитывают и предоставляют отдельно для каждой из стран, по территории которых проходит газопровод, а именно: Россия, Финляндия, Швеция, Дания и Германия. Стоит учесть, что не все повреждения приведут к выбросу газа, а значит количество выбросов лишь часть от общего количества выходов газопровода из строя
Частота сценариев взаимодействия для России, Финляндии, Швеции, Дании и Германии указана в справочных документах. Частота выбросов газа в результате выхода газопровода из строя с распределением по категориям выбросов и общей частоте приведены в Табл. 13–4 ниже
Сценарии выбросов газа
По каждой нитке газопровода из России в Германию будет транспортироваться 27,5 млрд кубометров сухого малосернистого природного газа в год. Вероятность полно проходного разрыва газопровода, при котором входной клапан будет закрыт, а с помощью клапана выхода можно будет откачать максимум газа, оставшегося в трубе очень мала. Можно рассмотреть и оценить количество выброшенного газа при наихудшем, то есть типичном сценарии, который предполагает одновременное закрытие клапанов, тогда балансовое давление будет соответствовать 165 бар.
±.
– На случаи выхода газопровода из строя с выбросом газа при контакте с якорями приходится 30 % от общего числа случаев выхода газопровода из строя. Считается, что такой выход газопровода из строя будет связан с полным разрывом.
– На случаи выхода газопровода из строя с выбросом газа при повреждении тонущими судами приходится 70 % от общего числа случаев выхода газопровода из строя. Повреждения распределяются следующим образом: 5 % приходится на поры, 5 % на отверстия и 90 % на полные разрывы.
– В случае взаимодействия при падении предметов и бросании якорей выбросы газа не ожидаются, как указано в отчетах по оценке риска для морских трубопроводов.
Радиусы зоны приповерхностного вертикального течения (центральная часть потока, в которой присутствуют пузырьки газа) для трех сценариев (образование пор и отверстий или полный разрыв газопровода)
Последствия для разных сценариев выброса газа
При разгерметизации подводной части трубопровода возможны следующие сценарии исхода:
– Рассеяние в атмосфере;
– Вспышка облака газовоздушной смеси.
Так как газ не является токсичным, при атмосферном рассеянии риск смертельных случаев не увеличится.
«Последствия для разных сценариев исхода оцениваются с использованием программного пакета DNV PHAST 6.7. Результаты расчета рассеяния газового облака с учетом известной его протяженности до границы нижнего предела воспламенения61 (НПВ) представлены в Табл. 13–6 ниже».
«Вспышка облака газовоздушной смеси возможна при возникновении на пути газового облака источника воспламенения до его рассеяния до концентрации ниже нижнего предела воспламенения (воспламенение с задержкой). Как правило, вспышка облака газовоздушной смеси происходит очень быстро, поэтому представляет для оборудования и конструкций опасность намного меньшую, чем для персонала на борту судна. В качестве консервативного подхода принимается, что для всех людей, подвергающихся воздействию вспышки облака газовоздушной смеси, неизбежен летальный исход. Для определения области, на которую распространяется воздействие вспышки и, соответственно, потенциальное воздействие на людей, при анализе рисков будут учитываться результаты моделирования рассеяния облака легковоспламеняющегося газа (расстояния до концентрации НПВ/2)».
Так как в пределах трассы морского газопровода облако легковоспламеняющегося газа не сможет достичь участков с резко ограниченным свободным пространством или замкнутых пространств, сценарии взрывов можно исключить. Поэтому считать выбросы опасными для людей нельзя.
Оценка воздействий на окружающую среду от выброса газа
Гидрографические условия и качество морских вод
Характерная черта природного газа — это низкая растворимость в воде, следовательно это не сильно скажется на качестве воды при утечке подводной. Газ будет подниматься к поверхности раздела сред, где он будет подниматься в атмосферу. Рассеивание будет зависеть от объема газа, его плотности и метеорологических условий.
В окружающем водном пространстве может произойти падение температуры до отрицательных значений, вызванное расширением газа (эффект Джоуля-Томсона). «Еще одно потенциальное воздействие на качество морской воды в результате аварийного прорыва трубопровода и выброса газа состоит в образовании восходящего потока придонных вод». Что может привести к смещению донных и поверхностных вод, а также повлиять на соленость, температуру и уровень насыщенности кислородом.
Морская флора ифауна иприродоохранные территории
Риск для флоры и фауны подвергнуться влиянию высок. Действительно, говорить о полном уничтожении среды при выбросе газа не приходится, однако существует и такая вероятность, ведь газ будет влиять на рыб, бентосных организмов и в некоторых случаях на млекопитающих, так как газ не будет стремительно подниматься к поверхности при низких температурах, что может повредить дыхательные системы рыб. Многим видам придется покинуть в таком случае территорию их обитания, что уже в свою очередь может повлечь экологическую катастрофу, а также нарушить статус природоохранной территории.
Климат икачество воздуха
Метан почти не растворяется в воде, поэтому берется допущение, что весь метан, который вышел из трубопровода попадет в атмосферу. Приведем исследование МГЭИК. «В недавно опубликованном четвертом оценочном отчете МГЭИК утверждается, что влияние метана на глобальное потепление в 25 раз выше, чем углекислого газа, а это означает, что выброс одной тонны метана соответствует выбросу 25 тонн углекислого газа. Таким образом, с точки зрения глобального потепления выброс в атмосферу 148 тыс. тонн метана равнозначен выбросу 3,7 млн тонн углекислого газа» [3, c.608]. Данное заявление, если обратиться к отчету скорее относится к повышению температуры климата, и не несет урона качеству воздуха, однако влияние на климат серьезное [5, c.9]. На протяжении всего активного использования газа и углеводородного топлива идет повышение температуры воздуха, а большие уходы метана в атмосферу могут быть губительны.
Выбросы ватмосферу (строительство иэксплуатация)
Основной выброс веществ будет на двух этапах строительства: компрессорных станций и литейных сооружений.
Стоит сказать, что результаты оценки характеризуют качество воздуха вблизи от мест строительства, таким образом серьезное превышение концентрации будет в радиусе 200÷300 метров от границ строительства.
«Оценка показывает, что вокруг площадки компрессорной станции можно ожидать воздействия на качество атмосферного воздуха. Наибольшее воздействие свойственно двуокиси азота. Однако на границе рекомендованной для компрессорных станций 700-метровой санитарно-защитной зоны концентрация загрязняющих веществ не превышает предписываемых ограничений для качества атмосферного воздуха. Населенные пункты и соответствующие реципиенты (люди) вблизи компрессорной станции отсутствуют». Это конечно так, однако в случае нарушения защитной зоны или ошибок при строительстве, можно будет говорить о серьезных нарушениях и существенном превышении концентрации.
Исходя из всей информации приведенной выше подведем итог:
– С точки зрения теории, когда мы исключаем ошибки людей и выход из строя техники, проект хоть и опасен на начальных этапах, в рамках всего проекта является экологически безопасным, потому что по заявлениям флора и фауна прибрежная и подводная должна в ближайшее время восстановиться, и единственная угроза это подводные выбросы газа при повреждении трубопровода. Но при соблюдении всех ГОСТов и стандартов безопасности урон окружающей среде минимизируется.
– С той точки зрения, когда берется во внимание человеческий фактор, уже сложно сказать, насколько все будет менее безопасно, однако даже так исходя из официальных заявлений, все серьезные опасности для экологии укладываются в погрешность, поэтому можно сказать, что проект является экологически безопасным.
– Остается лишь вопрос целесообразности подвергать экологию Балтийского моря такому риску, ведь хоть и произойдет расширение влияния на рынке, но перспектива резкой необходимости нового притока газа, особенно учитывая тёплые зимы в последнее время, так и останется вопросом.
Литература:
- Сайт ПАО Газпром
- Nord Stream 2 Проектная документация для строительства газопровода «Северный поток — 2»
- Nord Stream 2 «ОТЧЕТ ЭСПО «Северный поток — 2» Апрель 2017 г”.
- Отчет Эспо по Nord Stream: Документ по основным вопросам Безопасность на море
- «A report of Working Group I of the Intergovernmental Panel on Climate Change»
