В статье автор исследует возможности рекультивации терриконов и создания солнечных электростанций.
Ключевые слова: рекультивация, террикон, альтернативные источники электроэнергии, солнечные панели, расчет, озеленение.
Введение
Альтернативные источники энергии все больше и больше набирают популярность по всему миру, но по статистике 70 % энергии мы получаем от сжигания угля. Сейчас в Казахстане по причине роста цен на уголь с сентября 2022 года по июль 2023 года цены на электроэнергию повысились с 6,69 тг/кВтч до 8,31 тг/кВтч, что составляет 24 % роста. К тому же существует много локальных проблем, например, терриконы. Терриконы — отвал из пустых пород, извлеченных при разработке шахт и месторождений полезных ископаемых, которые создают ряд проблем, как выделение вредных газов, ухудшение здоровья и деградация земель. Поэтому мы предлагаем комплексное решение: рекультивировать терриконы Казахстана, а именно на примере террикона ш. Стахановская [1].
Целью данного исследования является изучение возможностей внедрения альтернативных энергий в Республике Казахстан и рекультивация терриконов.
В процессе исследования были произведены экономические расчеты по оплате труда, техники и солнечных панелей, изучение окрестности отвала (террикон шахты Стахановская, г. Караганда) и структуры поверхности.
Рис. 1 Окресности террикона Стахановская
Основная часть
В чем проблема существования терриконов?
Терриконы могут гореть вечно по причине серы, угля, пирита и других смесей, которые остались после разработки шахт. Вышедшие в процессе горения парящие газы с большим количеством угарного газа, сероводорода и мышьяка могут не сильно повлиять на экологию целого мира, но могут ухудшить атмосферу и воздух города. Это может послужить причиной смерти людей от респираторных, инфекционных и сердечных заболеваний, рака легких и осложнений, инсульта и многих других болезней.
Второй причиной является обрушение террикона по причине обычного дождя. В 1966 г. в Великобритании, далее названная как «Аберфанская трагедия», в районе города Уэльс обрушился 50-летний террикон. Утром 21 октября проливные дожди размыли гору, в результате сошел оползень, который накрыл 20 жилых домов и начальную школу. Это привело к гибели 144 человек, 116 которых были детьми. После этого было принято решение поменять расположение терриконов, подальше от населенного пункта. Но это даже сейчас не мешает людям забираться по терриконам.
Рис. 2. Аберфанская трагедия
Возле отвала находится много пыли и в некоторых случаях, в зависимости от месторождения ископаемого, отвал может быть радиоактивным, что приведет к ухудшению здоровья. Терриконы можно сравнить с горами, так как оба являются высокими и большими географическими объектами. Самый большой террикон «Шарлота» имеет высоту 135 метров и занимает больше 38 га, что делает больше 400 тысяч квадратных метров земли непригодными для жизни.
Рис. 3. Террикон вблизи
Как можно решить эту проблему?
Рекультивация — комплекс мер по восстановлению земель, плодородность которой снизилась по причине человеческой деятельности. Данный процесс делиться на технический и на биологический:
— Технический этап — корректировка ландшафта, то есть завоз грунта и засыпка ям, впадин и траншей, в крайнем случае создаются нужные системы и технические оборудования для сбора и удаления токсичных веществ.
— Биологический этап — проводятся агротехнические работы для озеленения земель. Обычно рассаживают деревья с целью приостановить разрушения терриконов от воздействия разрушающих факторов погодных условий [2].
Аналоги в других странах:
Сейчас рекультивация популярна по всему миру, например, 2019 году прошла рекультивация мусорного полигона в Долгопрудном (Россия), в результате они получили 14 гектаров земли и избавились от 2,5 млн тонн мусора. На данный момент будущее полигона неизвестно, но жители предлагают построить площадки для экстремальных видов спорта [3].
В дополнении в Казахстане проводились рекультивация земель, нарушаемых при замене участка «36,5 км — 44,5 км» магистрального нефтепровода «Комсомольск-Макат» на территории Макатского района Атырауской области. Сама площадь рекультивационных земель составляет 24 га (20 га нарушаемые земли). На технико-экономическом этапе проекта были рассчитаны площадь грунта, затраты труда, машин (бульдозеры и поливомоечная машина) и механизмов. Осуществление самого проекта было предусмотрено выполнять в следующим образом: снятия плодородного слоя с помощью бульдозера из отвала, нанесение ПСП и перемещение слоя в рекультивируемую поверхность [4].
Экономические расчеты:
Ниже указаны затраты на весь проект рекультивации террикона шахты «Стахановская», после чего можно построить панели, что не только улучшит экологию региона, но и будет источником альтернативной энергии для питания домов и зданий на улицах Сатпаева и Сеченова города Караганда.
Таблица 1
Экономические затраты на проект
В данной таблице показаны экономические затраты на технический и биологический этап рекультивации, заливка грунта, транспортные затраты и оплата труда, защитный экран покрывающий весь террикон, постройка солнечной электростанции, солнечные панели, солнечные инвертора, операторы электростанции, что будут следить за станцией, кабеля что будут соединять и проводить электроэнергию. Полностью сумма всех затрат составит 565101839 тенге.
Таблица 2
Экономические затраты на рекламу проекта
В таблице 2 показаны затраты на рекламу проекта, чтобы увеличить охват аудитории.
Таблица 3
Окупаемость проекта
В таблице 3 показана окупаемость проекта, 79424 человека сможет питать наша электростанция. Посчитав, что каждая солнечная панель в час вырабатывает 4,08 кВт/час и умножив это на среднее количество солнечных часов в Караганде, можно получить — 48,96 кВт/день. То есть 4000 таких панелей в день будут вырабатывать 195840 кВт, а в год 71481600 кВт. Поделив эту цифру на среднее количество трат на электричество человеком (900кВт/год), можно посчитать, что станция будет питать 79424 человека. При оплате 16тг за 1 кВт/час, за день сумма дохода составит 3133440 тг, за месяц 94003200тг, за год 1143705600 тг. То есть проект окупит себя через 6 месяцев.
При расчетах выработки электроэнергии солнечными панелями было учтено, что зимой солнце светит меньше, что уменьшает выработку энергии, а летом наоборот. В итоге, взята среднее арифметическое значение выработки энергии солнечными панелями.
Заключение
В заключении террикон является экологически опасным отвалом, что может привести к ухудшению окружающей среды и здоровью человека. Поэтому наше исследование и экономические расчеты комплексного процесса рекультивации террикона и постройки солнечной электростанции подчеркивает эффективность данной технологии при решении проблемы пустых отвалов. Также, это решит проблему поднятия цен на электроэнергию в Казахстане с помощью солнечной энергии, что положительно повлияет на внедрение альтернативных источников электроэнергии в Казахстане.
Литература:
- Отчет об исполнении утвержденной тарифной сметы, об исполнении утвержденной инвестиционной программы, о соблюдении показателей качества и надежности регулируемых услуг и достижении показателей эффективности деятельности АО «Алатау Жарық Компаниясы» по итогам 1 полугодия 2023 года, по регулируемой услуге — передача электрической энергии — 2023 год.
- А. Н. Жидков, Л. Л. Коженков — Рекультивация нарушенных земель, лесхоз. информ: электрон. сетевой журн. — 2019 год.
- «Recycle» интернет издание об экологичном образе жизни: 10 фото: как проходит рекультивация мусорного полигона в Долгопрудном — 2020 год.
- С. Дюйсалиев — Рекультивация земель, нарушаемых при замене участка «36,5 км — 44,5 км» магистрального нефтепровода «Комсомольск-Макат» на территории Макатского района Атырауской области, рабочий проект — 2021 год.
