Водяной пар и «парниковый эффект»

В.М.Болдырев, к.т.н., Заслуженный энергетик РФ, технический эксперт Международного союза ветеранов атомной энергетики и промышленности

Выбросы водяного пара из градирен не так уж безобидны: каждая тонна пара, выброшенная из градирни в приземный слой атмосферы, где собственно и образуется «парниковый эффект», эквивалентна по «парниковому эффекту» 360 кг углекислого газа! Разговоры об экологичности АЭС - это, мягко говоря, заблуждение, которое на поверку выходит за рамки приемлемого – ведь на каждый выработанный на АЭС кВт-час электроэнергии в приземный слой атмосферы выбрасывается 3,6 кг водяного пара.

В 2015 году все АЭС Р.Ф. выработали 190 млрд. кВт-час и выбросили в атмосферу 730млн.т водяного пара, что в СО2 - эквиваленте составляет около 260 млн.т углекислого газа.

Эта цифра вполне сопоставима с величиной выбросов в СО2 -эквиваленте при потреблении природного газа в РФ для выработки аналогичного количества электроэнергии.

Однако, ни в Киотском протоколе, ни в согласованном Парижском соглашении нет ни слова о том, что водяной пара в приземном слое атмосферы является «парниковым газом» и тем самым - существенным антропогенным вкладом в развитие «парникового эффекта» на планете. И в «методологии МГЭИК» полностью игнорируется «парниковая» роль антропогенного водяного пара.

Несколько цитат:

«Главным парниковым газом является водяной пар, относительное содержание которого в атмосфере составляет около 0,3%. Следующий по значению парниковый газ – диоксид углерода (CO2) с относительным содержанием порядка 0,03%. Относительное содержание остальных парниковых газов не превосходит 3*10-4 %.», В.И.Данилов-Данилян, К.С.Лосев,
«Экологический вызов и устойчивое развитие». «Прогресс-Традиция», М.,2000 г, стр. 379.

«Парниковый эффект обусловлен наличием в приземном слое атмосферы (части пограничного слоя атмосферы от земной поверхности до высоты в несколько десятков метров) многоатомных газов (паров H2O, CO2, CH4), непрозрачных для теплового излучения. Парниковый эффект — это повышение температуры нижних слоёв атмосферы планеты по сравнению с эффективной температурой, то есть температурой теплового излучения планеты, наблюдаемого из космоса. Водяной пар является самым активным парниковым газом. (Его вклад в суммарный парниковый эффект, достигающий 32 оС, составляет 20,2 оС, против вклада СО2, составляющего 7,2 оС) * В наше время парниковый эффект, в среднем до 78% обусловлен парами воды и только на 22% углекислым газом. Вкладом других газов вполне можно пренебречь», Р.Ф.Флинт, «История Земли», Прогресс, М., 1978 г.

«Существенное влияние на функционирование биосферы и климатической системы в целом оказывает цикл водяного пара. Имеется достаточно много моделей влагооборота, являющегося центральной проблемой при моделировании климата и биосферы в широком ее понимании. Но на одну особенность этого цикла следует обратить особое внимание. Антропогенная деятельность оказывает существенное влияние и на цикл водяного пара.

Имеющиеся оценки показывают, что к концу 2015 г

• только на бытовые нужды человечеством должно было быть потреблено около 900 км3 воды в год, из которых около 20 % (180 км3) или 0,18 Гт/год попало в атмосферу в виде водяного пара;
• около 815 км3 год или 0,81 Гт/год попало в атмосферу из 4100 км3 воды, расходуемой на промышленные цели;
• предполагается, что для ирригации потребовалось к указанному времени изъять из стока около 6000 км3воды. Около 90 % этой воды или 5,4 Гт/год поступило в атмосферу в виде водяного пара.

Другими словами, учитывая, что парниковый эффект водяного пара в три с лишним раза больше, чем парниковый эффект СО2, воздействие антропогенной деятельности на круговорот водяного пара и его вклад в парниковый эффект может оказаться вполне сопоставимым с вкладом СО2.. . Пока эта роль водяного пара в указанном выше смысле явно недооценивается!»,
Е.П. Борисенков - доктор физико-математических наук, профессор, вице-президент Петровский академии наук и искусств, ведущий научный сотрудник Геофизической обсерватории РАН им. Воейкова, «Идеи Вернадского В. И. о ноосфере и биогеохимических циклах и их современное звучание при изучении процессов, происходящих в климатической системе и в обществе»*.

Итак, в приземном слое атмосферы, где собственно и реализуется «парниковый эффект», на 10 весовых частей водяного пара, создающих 78% «парникового эффекта» приходится 1 весовая часть углекислого газа, создающая, однако, 22% «парникового эффекта». Тем самым одна весовая часть углекислого газа в 2,82 раза более эффективна в создании «парникового эффекта», чем одна весовая часть пара воды. Исходя из сказанного, можно обсчитать удельную плату за «парниковые выбросы» при производстве 1МВт..час(эл.) на ТЭС на угле, на ТЭС на газе и на АЭС с учётом доли в этой плате «парникового» водяного пара (при сегодняшней стоимости выбросов 1 тонны CO2 = 30 EUR на европейском рынке квот на выбросы парниковых газов).

Путем несложных расчетов получается:

Для ТЭС на угле при расходе горючего – 428 г.у.т. на кВт.час: расход атмосферного кислорода – 1117 г. на кВт.час, выбросы CO2 – 1340 г. на кВт.час, выбросы H2O от горения угля – 0 (условно), испарение H2O в градирне – 3432 г. на кВт.час. Суммарный «парниковый эффект» в CO2-эквиваленте: 1340 (52,4%) +1217(47,6%)=2557(100%) г. на кВт.час. удельная плата за «парниковые выбросы» - 76,7 EUR за МВт.час.

Для ТЭС на газе при расходе топлива - 313 г.у.т. на кВт.час: расход атмосферного кислорода – 733г. на кВт.час, выбросы CO2 – 505 г. на кВт.час, выбросы H2O от горения газа - 413 г. на кВт.час, испарение H2O в градирне - 1843 г. на кВт.час. Суммарный «парниковый эффект» в CO2-эквиваленте: 505 (38,7%)+146,5(11,1%)+653,5(50,2%)=1305(100%) г. на кВт.час, удельная плата за «парниковые выбросы» - 39.2 EUR за МВт.час

Для АЭС: расход атмосферного кислорода – 0, выбросы CO2 – 0, выбросы H2O - 0, испарение H2O в градирне – 3612 г. на кВт.час. Суммарный «парниковый эффект» в CO2-эквиваленте: 1281(100%) = 1281(100%) г. на кВт.час, удельная плата за «парниковые выбросы» - 38,4 EUR за МВт.час

Если вместо использования воды для отвода «сбросного тепла» на электростанциях будет использоваться воздушное охлаждение («сухие градирни»), то (без учёта изменения к.п.д.):

для ТЭС на угле

суммарный «парниковый эффект» в CO2-эквиваленте составит 1340 (100%) г на кВт.час, удельная плата за «парниковые выбросы» - 40,2 EUR за МВт.час
для ТЭС на газе
суммарный «парниковый эффект» в CO2-эквиваленте составит 505 (77,5%)+146,5(22,5%) = 651,5(100%) г на кВт.час, удельная плата за «парниковые выбросы» - 19,5 EUR за МВт.час .

для АЭС
суммарный «парниковый эффект» в CO2-эквиваленте составит 0 (100%) г на кВт.час, удельная плата за «парниковые выбросы» - 0.0 EUR за МВт.час !

Тем самым игнорирование вклада водяного пара только в производстве электроэнергии на ТЭС и АЭС означает игнорирование от 22,5% до 100% роли антропогенного воздействия такого производства на «парниковый эффект».

Поэтому можно утверждать, что методика МГЭИК проведения мониторинга антропогенных выбросов в атмосферу газов, оказывающих непосредственное парниковое воздействие на атмосферу Земли, основанная на учёте потребления топливно-энергетических ресурсов на предприятиях и транспорте, но не учитывающая антропогенные выбросы водяного пара, не представляется достаточно эффективной с позиций оценки регионального и глобального изменения климата.

Комментарии:

Re: Водяной пар и «парниковый эффект» (Всего: 0)
от Гость на 19/02/2016
Спасибо В.М.Болдыреву за статью и приведенные в ней оценки вкладов в "парниковый эффект" различных "отходов" человеческой деятельности. Однако пока мировое сообщество продолжает исповедывать веру в относительную опасность лишь углекислого газа. Известно, что теория "теплорода" успешно "прожила" почти 300 лет. Остается надеяться на очередное "прозрение" человечества в отношении "отходов" его жизни на Земле. Замена систем сброса тепла на "сухие градирни" потребует десятков лет. Время для этого пока есть. А.Н.Румянцев, НИЦ КИ.

Re: Водяной пар и «парниковый эффект» (Всего: 0)
от Гость на 20/02/2016
Да хрен с этими выбросами. Мне и моим внукам кислорода хватит, а что дальше ни одному из живущих на Земле неизвестно. Попробуйте опровергнуть.

Re: Водяной пар и «парниковый эффект» (Всего: 0)
от Гость на 20/02/2016
О чём речь? Если человечество будет развиваться по технологическому пути, который мы имеем сейчас, ближайшие 5000 лет, то биомасса людей будет равна массе земли. Это значит, что где-то раньше должны произойти принципиальные изменения. А если взять за основу фундаментальные документы, где сказано, что мир был создан и в начале было слово... , Тогда надо просто вписываться в законы создателя, иначе невежественное человечество будет просто подчищаться, до разумного остатка. Запрещенная археология - Майкл Кремо (например).

Re: Водяной пар и «парниковый эффект» (Всего: 0)
от Гость на 19/02/2016
Уважаемый ВМБ! Вы, как убеждённый борец с "парниковым эффектом", наконец, прозрели, что не углекислый газ, а пары воды дают в этот эффект больший вклад. И опять звучит критика в адрес АЭС: закрыть градирни. Пожалуйста, посчитайте, сколько испаряет воды Мировой океан. Сравните со всеми градирнями всех АЭС, ТЭЦ и пр. Какая антропогенная доля получается? Уверен,- пшик. А вот то, что я Вам и миру доказываю, что антропогенный выброс тепловой энергии составляет свыше 10 % от биосферного производства, что в десятки раз выше порога вмешательства, никто не хочет понять. Это причина всех климатических и прочих биосферных сдвигов. Признать это нельзя,- противоречит американской науке и их политике высасывания долларов из всего. Продолжайте и дальше свою работу... А биосфера уже сама вынуждена сбрасывать это человечество... Вы не видите роста аномалий и катастроф? ВИП

Re: Водяной пар и «парниковый эффект» (Всего: 0)
от Гость на 20/02/2016
Очень огорчают т.н. “физики”-экологи, публикуя подобные сообщения и требуя относится к ним серьезно. Из поста В.М.Болдырева, к.т.н., Заслуженного энергетика РФ //Только на бытовые нужды человечеством потребляется около 900 км3 воды в год, из которых около 20 % (180 км3) попало в атмосферу в виде водяного пара. // Довожу до Вашего сведения, что общая масса воды, которую океан отдает атмосфере, составляет около 355 тысяч км3 в год. (Изменение величины по годам зависит от многих факторов и составляет~5%, т.е. ~ 18 000 км3 /год ). Другими словами, антропогенный выброс пара в атмосферу составляет менее 1% от годовых вариаций (!) выброса воды в атмосферу Мировым океаном. Для того, чтобы выбросы пара оказывали заметный вклад в парниковый эффект и хотя бы могли быть зафиксированы приборами, его величина должна быть не менее, чем в 100 раз больше.

Re: Водяной пар и «парниковый эффект» (Всего: 0)
от Гость на 21/02/2016
Поиски причин глобального потепления сродни поискам воды обессиленным путником в пустыне, который ясно видит оазисы с озерами, но никак не поймет что это миражи.Цикличность эпох потепления/похолодания прослеживается на протяжении сотен тысяч лет. Задолго до промышленной деятельности человека на Чукотке росли пальмы с бананами, которые ели мамонты, вымерзшие впоследствии там же вместе с бананами в ледниковый период. К сожалению, научных обоснований смены эпох до сих пор нет, и это рождает всякие спекуляции на страхах людей - одни боятся и готовы платить, другие, более "смелые" стригут на страхах купоны, делают большой бизнес.
С уважением, Катковский Е.А.