Енергетичний комплекс України

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Сучасний стан проблеми в Україні

Житлово-комунальне господарство займає в Україні третє місце після металургійної та хімічної промисловості за обсягами споживання енергоносіїв і перше місце - по споживанню тепла. Так, у період з 1997 по 2000 рік щорічне споживання природного газу підприємствами житлово-комунального господарства України складало 9,6-12,3 млрд. м³ (у т.ч. підприємствами комунальної енергетики - 8,0-9,2 млрд. м³), а електроенергії - близько 10 млрд. кВт-год. Це становило відповідно 10-12% та 5-6% від загальнодержавного споживання природного газу і електроенергії.

За цей же період виробництво теплової енергії підприємствами комунальної теплоенергетики скоротилось на 25 % і сьогодні не перевищує 70 млн. Гкал на рік.

На балансі житлово-комунального господарства України перебуває близько 14 тис. котелень, з них біля 6 тис. - у підприємств комунальної теплоенергетики. За час, що минув з початку реформування економіки, технічний стан існуючого обладнання значно погіршився. Так, термін експлуатації більше половини з 5878 котелень, де використовуються малоефективні та застарілі котли з коефіцієнтом корисної дії (ККД) менше 82%, перевищує 20 років. Понад 3000 км (або 14%) теплових мереж перебуває в аварійному стані, а більше 7600 км (35%) - з амортизовано. На багатьох теплових пунктах експлуатуються застарілі кожухотрубні водопідігрівачі з низьким коефіцієнтом теплопередачі, а більше 1400 тепло пунктів (або 40%) перебувають у аварійному стані.

Свій "внесок" до невиправдано великих втрат тепла у житлово-комунальній сфері вносить недосконалість існуючих будівельних конструкцій і практична відсутність індивідуальних засобів обліку та систем регулювання енергоспоживанням. Держбуд України в 1994 році запровадив нові вимоги з теплозахисту будівель, за якими показники з тепло опору стін у 2,5-3,0, а вікон у 1,5-2,0 рази є вищими від старих. Але ефективність використання енергоносіїв залишається надзвичайно низькою. В цілому, непродуктивні витрати теплової енергії сягають 30% і більше.

Водопровідно-каналізаційне господарство у житлово-комунальному секторі є найбільш енергоємним споживачем електроенергії - майже 7,2 млрд. кВт-год на рік. Централізованим водопостачанням забезпечені всі міста та 86% селищ міського типу, централізованими системами каналізації - 95% міст і 57% селищ міського типу. Понад 250 спеціалізованих комунальних підприємств щодоби подають 8,3 млн. м³ питної води, а через системи каналізації проходить 7,1 млн. м³ зворотних вод. Загальний обсяг води, реалізованої підприємствами водопровідно-каналізаційного господарства за 2000 рік, становив 3 млрд.м³, стоків пропущено 2,6 млрд. м³. За період з 1997 по 2000 рік обсяги реалізації питної води та пропуску стоків зменшились на 25%.

Технічний стан підприємств водопровідно-каналізаційного господарства є вкрай незадовільний. На сьогодні в аварійному стані перебуває 29,3 тис. км або 25% від загальної довжини мереж. У четвертої частини (у вартісному виразі) водопровідних очисних споруд і мереж і у кожної п'ятої насосної станції закінчився термін амортизації, 40% насосних агрегатів потребує заміни.

Через незадовільний технічний стан обладнання, роботу насосних станцій в неоптимальному режимі, зменшення пропускної спроможності водопровідно-каналізаційних мереж, значні витоки води і нераціональне її використання втрачається марно майже 30% води та 25% електричної енергії на її транспортування. Більш того, фактичне споживання води на одного міського жителя в Україні становить 320-600 л/добу, тоді як у розвинутих країнах цей показник складає 150-240 л/добу. Особливе занепокоєння викликає якість питної води в Україні, яка за фізико-технічними показниками не відповідає вимогам стандарту у 260 міських населених пунктах.

Кризову ситуацію, що склалася в житлово-комунальному господарстві України, доповнює незадовільний стан вимірювань спожитих енергетичних ресурсів та води. Так, сьогодні приладами будинкового обліку холодної води обладнано від 6% житлового фонду у Черкаській області до 30% у Одеській (як виняток - по м. Києву - 52% та по м. Севастополю - 94%), в середньому по Україні - 16%. Лічильниками гарячої води обладнано 30% будинків у Хмельницькій області та 16% у Київській. І це - найвищі показники, оскільки в середньому по Україні він становить 2,6%. Будинковий облік споживання теплової енергії ведеться ще гірше. Найвищі показники - 5% в Сумській та 2% у Черкаській області (в середньому по Україні - 2,9%).

Серед головних факторів, які суттєво вплинули на ситуацію, що склалася у житлово-комунальному господарстві України, необхідно відзначити наступні: - загальнодержавна економічна криза;

- низька платоспроможність промислових підприємств та населення;

- недосконалість існуючої в Україні системи тарифів та розрахунків населення за користування водою і тепловою енергією;

- недосконале законодавство України, що зводить нанівець економічні стимули впровадження заходів з підвищення енергоефективності та енергозбереження;

- затримки з оплатою спожитих енергоносіїв та списання енергетичних боргів;

-надмірна централізація теплопостачання, експлуатація малоефективного та зношеного обладнання;

- незбалансованість ринку енергоефективного обладнання, устаткування та енергосервісних послуг.

2. Нова основа для балансу енергетичної безпеки України

На сьогодні однією з головних задач являється створити систему оперативних та достовірних даних статистики енергетики України для якісного моніторингу енергетичної безпеки держави на регіональному, національному і міжнародному рівнях.

Такою є мета Концепції формування енергетичного балансу, схваленої розпорядженням Уряду від 28 листопада 2007 р. за № 1058-р.

Концепція розроблена на виконання положень Указу Президента України від 27 грудня 2005 року за № 1863 щодо забезпечення енергетичної безпеки України.

Ефективне управління процесами, що відбуваються в економічній і соціальній сфері держави, забезпечення її енергетичної безпеки неможливе без сучасної статистики енергетики на основі вітчизняного досвіду і міжнародних методологій.

Вона має безпосередньо та об'єктивно показувати тенденції розвитку у сфері енергетики для прийняття стратегічних рішень.

Тому Концепцією визначено, що звітний і прогнозований енергетичний баланс стане базою взаємно узгодженої та прозорої системи обліку виробництва, надходження, транспортування, зберігання, розподілу та використання енергоресурсів (включаючи витрати, втрати і залишки).

Це сприятиме значно якісному формуванню і реалізації ефективної державної політики в паливно-енергетичній сфері.

Складання звітного енергетичного балансу, створення методичної бази для проведення його аналізу та відповідних робіт покладаються на Держкомстат із залученням галузевих науково-дослідних установ відповідного профілю. У такому балансі всі види енергії будуть виражені в загальній одиниці обліку і відображатимуть взаємозв'язок між витратами.

Прогнозний енергетичний баланс є науково обґрунтованим визначенням показників імовірного стану внутрішнього і зовнішнього ринку енергоресурсів, напрямів економічного та соціального розвитку. Він формуватиметься щороку Мінекономіки разом з Мінпаливенерго, Мінвуглепромом і НАЕР на підставі даних звітного енергетичного балансу, статистичної інформації та адміністративних даних про виробництво, споживання, експорт та імпорт енергоресурсів з урахуванням потреби, прогнозів їх постачання та споживання. Цьому сприятимуть сучасні технології прогнозування економічного і соціального розвитку держави.

Важливість цих завдань полягає у тому, що в найближчі роки економіка України має перейти до енергозабезпечення сталого розвитку, на що орієнтовані розвинуті країни світу. Альтернативи цьому шляху немає.

Україна належить до країн, частково забезпечених традиційними видами первинної енергії, отже, змушена імпортувати їх. Енергетична залежність України від поставок органічного палива, з урахуванням умовно-первинної ядерної енергії, у 2000 та 2005 роках становила 60,7%, країн ЄС - 51%.

У той же час показниками ефективності використання паливно-енергетичних ресурсів є питомі витрати первинної енергії на одиницю валового внутрішнього продукту країни (енергоємність ВВП).

В України цей показник у 2,6 рази перевищує середній рівень енергоємності ВВП країн світу. Причиною цього є надмірне використання енергоресурсів на виробництво одиниці продукції, що є наслідком істотного технологічного та структурного відставання у більшості галузей економіки і житлово-комунальній сфері.

Так, лише заміна газових котелень на електричні тепло генератори та акумуляційний електричний нагрів може зменшити наполовину використання природного газу для теплопостачання у промисловості і побуті. Формування енергетичного балансу дасть змогу чітко встановлювати відповідність стану енергозабезпечення потребам національної економіки,оптимізувати структуру первинного енергоспоживання, зменшивши питомі витрати енергії. Створюється концерн «Синтез-газ України».

Українська економіка тісно інтегрована в європейські та світові ринки, тому всі тенденції, які відбуваються на них, впливають на соціально-економічну ситуацію в нашій державі. «За енергоємністю та витратами енергії на одиницю виготовленої продукції Україна в 2-3 рази випереджає держави Східної Європи, а розвинуті країни - у 5-7 разів», - сказав міністр економіки Анатолій Кінах. В енергетичному балансі споживання первинних енергоносіїв України найбільшу частку має природний газ - 41%, 19% - нафта, 19% - вугілля, 17% - уран. Тоді як у США, наприклад, споживають 24% природного газу, 38% - нафти, 23% - вугілля, 8% - урану. В країнах ЄС енергетичний баланс дещо інший: газ - 22%, нафта - 41%, вугілля - 16%, уран - 15%. І хоч наша країна щороку робить великі затрати енергії на виробництво одиниці продукції, за питомими затратами енергії Україна посідає далеко не перше місце у світі. Зокрема, в США на кожного громадянина щороку використовується 15,6 тонни умовного палива (еквівалент кам'яного вугілля), в Японії - 6,5 тонни. В Україні цей показник у 1990 році становив 7,1 тонни, а зараз - 4,5 тонни.

Зважаючи на залежність від імпортного газу, вартість якого за останні три роки в Україні зросла втричі, державі потрібно шукати альтернативні джерела і впроваджувати потужну політику енергоефективності та енергозбереження.

3. Екологічна характеристика джерел енергії

З давніх здавен пошук їжі і джерел енергії визначав діяльність людини. Деревина, вітер і вода довгий час були єдиними енергоносіями. З перетворенням енергії води й інших видів енергії в електричний струм почався бурхливий розвиток техніки. Дешева нафта забезпечила після 1945 року непередбачений переможний хід автомобіля. Однак зростання цін на енергоносії і різке збільшення чисельності населення Землі явилися застереженням про наявність границь росту енергоспоживання. Мінімум енергії, необхідний для підтримки життєдіяльності людини (в первісному і сучасному світі), дорівнює 12,6 МДж на день або 4,18-103 МДж на рік, що еквівалентно енергії, яка виділяється при спалюванні 125 кг нафти. У зв'язку з підвищенням вимог людей до комфорту на початку XX століття споживання енергії перевищило біологічно необхідний рівень у 5,5 рази, у 1980 р. - у 13,3 рази, а на початку XXI століття 23-25 разів.

У середньому 1 людина за рік споживає енергії 2,2 т у.п. (тонн умовного палива), у той час як у США споживання енергії дорівнює 12, у Німеччині - 6, а в країнах Африки 0,1 т у.п., що на 40 % менше мінімуму енергії для підтримки життєдіяльності людини. Чисельність населення Землі швидко зростає. У 1700 році на планеті проживало 600 млн. людей, до 1850 року число мешканців збільшилося до 1,2 млрд., до 1950 року - до 2,5, а до середини 1987 року - до 5,0 млрд. людей, у другій половині 1999 р. - до 6,0 млрд. чоловік. Таким чином, для першого подвоєння числа землян треба було 150 років, другого - 100, а третього - менш 37 років. Темпи приросту використання напів геоенергетичних ресурсів складає 3-4% за рік. Приріст у 4 % означає збільшення їх кількості за 30 років в 3 рази, а за 100 років - в 50 раз. У зв'язку з життєвими потребами і ростом споживчого попиту населення, навантаження на природу стає настільки великим, що варто очікувати порушення енергетичного балансу планети. Очевидно, що земні ресурси зможуть забезпечити зростаючі потреби тільки протягом обмеженого терміну.

Сьогодні на Землі щорічно споживається понад 10 млрд. т нафтового еквівалента (н.е.) енергії. Міжнародна енергетична асоціація у 1996 році підготувала прогноз розвитку світової енергетики до 2010 року, у якому розглянуто два варіанти. За першим варіантом світова потреба в енергії до 2010 року зросте на 34 % чи до 10,9 млрд. т н.е. За другим - зростання складе 46 % (до 11,8 млрд.т н.е.). Зростання попиту на 90 % буде покриватися за рахунок спалювання палива. При цьому в не індустріальних країнах збільшення енергоспоживання складе 92-102 %, у розвинутих країнах 15-26 %, а в країнах Східної Європи на 0-14 %, причому відсутність приросту споживання енергії передбачено у варіанті підвищення енергозбереження. Слід зазначити, що питоме енергоспоживання на одиницю виробленої продукції в країнах Східної Європи, у тому числі й в Україні, у 15 разів більше, ніж у Японії, у 10 разів вище, ніж у Франції й у 5-6 разів вище, ніж у США. На 1 долар США продукції в Японії витрачається 0,13, у Франції - 0,19, у Південній Кореї -- 0,31, США -- 0,35 кг н.е., а в країнах Східної Європи -- 1,9-2,2 кг н.е. Це свідчить про значні можливості нашої країни в області енергозбереження. Енергоносії прийнято поділяти на відновлювальні і не відновлювальні. До першої групи відносять:

- сонячну енергію;

- енергію вітру;

- енергію води;

- енергію біомаси (деревина, сміття, і ін.);

- тепло морів;

- енергію припливу;

- тепло Землі.

До другої групи відносять:

- кам'яне і буре вугілля;

- торф;

- нафту;

- природний газ;

- ядерну енергію.

3.1 Використання енергії сонця

Відновлювальні джерела енергії залежать від сонячної енергії. На сьогодні у зв'язку з великою амплітудою їхніх коливань у часі, малою просторовою густиною енергії, низьким коефіцієнтом корисної дії і великої матеріалоємності розроблених установок вони використовуються дуже мало. Їхня частка в енергетичному балансі різних країн складає від одного до декількох відсотків. Так у Німеччині частка цих джерел енергії складає 2,4 %, в Україні - 5-6%. У США частка поновлюваних джерел енергії у виробництві електроенергії склала в 1996 році 13 %, однак, згідно з прогнозом Міністерства енергетики США у 2020 року вона знизиться до 9 %. Сонячна енергія є джерелом енергії вітру, води, тепла морів, біомаси, а також причиною утворення протягом тисячоріч торфу, бурого і кам'яного вугілля, нафти і природного газу. Однак це енергія опосередкована, накопичена протягом тисяч і мільйонів років. Енергія сонця може бути використана і безпосередньо, як джерело електроенергії і тепла. Для цього потрібно створити пристрої, які концентрують енергію сонця на малих площах і в малих об'ємах. На даний момент часу працюють нагрівальні пристрої, що акумулюють енергію сонця, а також дослідні зразки електродвигунів і автомобілів, що використовують енергію сонця. Сонячна енергія, як вважають, до кінця сторіччя може скласти не більш 1 % від загальної кількості енергії, що використовується. Ще в 1870 році в Чилі було побудовано сонячний опріснювач морської води, що виробляв до 30 т прісної води на добу і працював понад 40 років. Завдяки застосуванню гетеро переходів коефіцієнт корисної дії сонячних батарей уже досягає 25 %. Налагоджено виробництво сонячних батарей у виді довгої полікристалічної кремнієвої стрічки, що має ККД понад 10 %.

3.2 Вітроенергетика

Енергія вітру використовується людством віддавна. Вітряні млини використовувалися для помелу зерна ще у середньовіччі, а в останні роки енергія вітру усе більш широко використовується для одержання електроенергії. Створюються вітряки великої потужності і встановлюються на місцевості, де дують часті і сильні вітри. Кількість і якість таких двигунів зростає щорічно, налагоджене їхнє серійне виробництво. В Україні діють чотири вітроелектростанції (ВЕС), оснащені власними вітру агрегатами, загальною потужністю біля 20 Мвт. у 1998-1999 роках вступили до ладу 3 нові ВЕС, вартість електроенергії на яких нижче, ніж на раніше побудованих. Процес будівництва української вітроенергетики почався у 1996 році, коли була запроектована Новоазовська ВЕС проектною потужністю 50 МВт. Зараз працює 134 турбіни з 3500 запроектованих, та закладено біля 100 фундаментів під турбіни потужністю 100 кВт кожна. Фактична потужність станції 14,5 МВт при штаті 34 чоловіка. Приблизно такий же штат співробітників буде на ВЕС, коли вона досягне проектної потужності. На Південмаші у Дніпропетровську будують турбіну потужністю 1,0 МВт, яка буде встановлена на Новоазовській ВЕС. Німеччина є лідером у світі по використанню енергії вітру. За перші 6 місяців 2001 року в ФРН було збудовано 673 нових вітрових електричних установок. Тепер загальна кількість "вітряків" у Німеччині складає понад 10 тисяч, а їх загальна сукупна потужність досягла 6900 МВт. У Нижній Саксонії працює біля 2000 таких установок, які виробляють близько восьми відсотків електроенергії. Розроблено проект і у 2004-2005 роках почнеться будівництво чотирьох промислових вітрових парків у Балтійському морі і десять у Північному. Планувалось, що перші експериментальні станції з'являться в морі на насипних островах у 2003 році. До 2010 року частка екологічно чистої енергії в енергетичному балансі Німеччини може зрости до 10 відсотків. В Данії біля чверті електроенергії отримують на ВЕС, в Україні - біля відсотка.

3.3 Гідроенергетика

Енергія води, як і енергія вітру, використовується людьми з давніх здавен, як джерело механічної енергії, а починаючи з XX ст. і як джерело електроенергії. У світі побудована велика кількість гідроелектростанцій, які виробляють до 5 % електроенергії, причому в деяких країнах частка електрики, виробленої на гідроелектростанціях, значно вища. В Україні на Дніпрі побудовано каскад з 6 гідроелектростанцій. Слід зазначити, що в останні роки будівництво гідроелектростанцій у світі значно скорочено внаслідок відсутності сприятливих умов.

3.4 Енергія біомаси (деревина, сміття, і ін.)

Щорічно приріст біомаси у світі оцінюється в 200 млрд. т, в перерахунку на суху речовину, що енергетично еквівалентно 80 млрд. т нафти. Одним із джерел біомаси є ліси. При переробці ділової деревини 3-4 млрд. т складають відходи, енергетичний еквівалент яких складає 1,1-1,2 млрд. т нафти. Світова потреба в енергії (11 млрд. т у.п.) складає тільки 12 % енергії щорічного світового приросту біомаси. Частка і кількість біомаси, яка використовується для одержання енергії, постійно знижується, що можна пояснити порівняно низькою теплотою згоряння біомаси унаслідок високого вмісту в ній води. Усе більше поширення як 8-20 % добавка до звичайних бензинів для підвищення октанового числа одержує паливний етанол і в деяких випадках гідролізний спирт. Сировиною для одержання етанолу служать різні продукти природного біосинтезу. У Канаді для цього використовується зерно кукурудзи, з 1 т якої одержують 400 л етанолу і високо протеїновий корм для худоби. У Бразилії спирт одержують з особливого сорту тростини. Досвід використання етанолу як добавки до бензину є і в Україні. Певне застосування в енергетиці можуть знайти сільськогосподарські відходи, такі як солома, відходи життєдіяльності тварин і птахів. Лідером у використанні соломи як палива є Данія, у якій побудовано 8000 фермерських установок потужністю 0,1-1,0 Мвт, 62 теплові станції потужністю 1-10 Мвт і 9 комбінованих теплоелектростанцій. Крім Данії солому використовують Австрія, Швеція, Фінляндія і Франція. В Україні потенціал використання соломи складає 4,3 млн. т у.п. на рік (близько 2 % витрат палива), однак її застосування вимагає значних капіталовкладень.

Біогаз, що удержується з відходів життєдіяльності тварин і птахів, може замінити в Україні 6 млрд. м³ природного газу, однак для його одержання необхідні значні інвестиції, строк окупності яких складає 4-5 роки. Китай прогнозує через кілька років довести виробництво біо газу до 100-120 млрд. м³. Одним з перспективних джерел енергії є завалочний газ, що утворюється в результаті розкладання органічної частини твердих побутових відходів в анаеробних умовах, які виникають невдовзі після їхнього санітарного поховання. Тільки в містах утворюється 400-450 млн. т твердих побутових відходів на рік. Вихід газу з теплотою згоряння 17-20 МДж/м складає 100 м³ з 1 т твердих побутових відходів протягом 20 років. Потенціал завалочного газу в країнах Європейського Союзу наближається до 9 млрд. м³/рік, у США -- 13 млрд. м³/рік, в Україні -- близько 1 млрд. м³ на рік.

3.5 Енергія морських хвиль та припливів

Тепло морів і енергія припливів практично не використовуються як джерела енергії унаслідок їх низького питомого енергетичного потенціалу (малого перепаду температури води, малої амплітуди і значного часу протікання припливів і відливів). У світі побудовано кілька дослідних приливних електростанцій у зонах з максимальними висотами припливів, однак, їхнє промислове будівництво найближчим часом не намічається. Великий обсяг проведених у світі досліджень по розробці способів концентрації низьких енергій дозволяє сподіватися на використання в майбутньому цих колосальних джерел енергії.

3.6 Геотермальна енергетика

Геотермальна енергія (природне тепло Землі), акумульована в перших десятьох кілометрах Земної кори, по оцінці МРЕК-XI досягає 137 трлн. т у.п., що в 10 разів перевищує геологічні ресурси усіх видів палива разом узятих. Найкращі економічні показники використання з усіх видів геотермальної енергії мають гідро геотермальні ресурси - термальні води, пароводяні суміші і природна пара.

Гідрогеотермальні ресурси, що використовуються на сьогодні практично, складають лише 1 % від загального теплового запасу надр. Досвід показав, що перспективними в цьому відношенні варто вважати райони, у яких наростання температури з глибиною відбувається досить інтенсивно, колекторські властивості гірських порід дозволяють одержувати з тріщин значні кількості нагрітої води чи пари, а склад мінеральної частини термальних вод не створює додаткових труднощів по боротьбі із солі відкладеннями і коронуванням устаткування.

Аналіз економічної доцільності широкого використання термальних вод показує, що їх варто застосовувати для опалення і гарячого водопостачання комунально-побутових, сільськогосподарських і промислових підприємств, використовувати для технологічних цілей, добування цінних хімічних компонентів і ін. Гідрогеотермальні ресурси, придатні для одержання електроенергії, складають 4 % від загальних прогнозних запасів, тому їхнє використання в майбутньому варто пов'язувати з теплопостачанням і теплофікацією місцевих об'єктів. В Україні прогнозні експлуатаційні ресурси термальних вод за запасами тепла еквівалентні використанню близько 10 млн. т у.п. на рік.

Серед перспективних районів для пошуків і розвідки геотермальних ресурсів знаходиться Донецький басейн. Значні масштаби розвитку геотермальної енергетики в майбутньому можливі лише при одержанні теплової енергії безпосередньо з гірських порід (петрогеотермальної енергії). У цьому випадку теплоносій визначеного потенціалу утворюється у результаті теплообміну води, що нагнітається при контакті у тріщині, з високотемпературними гірськими породами в зоні природної чи штучно створеної проникності з наступним виведенням теплоносія на поверхню. Мінімальна, технологічно прийнятна для виробництва електроенергії при існуючих технічних можливостях температура гірських порід складає 150⁰С. Така температура гірських порід у межах України зафіксована на глибинах 3-10 км (у Донбасі - 4-6 км). Відповідно до проведеної оцінки геологічні ресурси геотермальної енергії найбільш перспективних в Україні площ в інтервалі глибин 3-10 км складають близько 15 трлн. т у.п. до 7 км - 3 трлн. т у.п. У Дніпровсько-Донецькій западині і Донбасі прогнозні ресурси петрогеотермальної енергії в інтервалі глибин 4-10 км складають 9 трлн. т у.п., у тому числі до 7 км - 1,9 трлн. т у.п. Щільність ресурсів на технологічно доступних глибинах 4-5 км складає близько 7 млн. т у.п./км.

Гідротермальні родовища використовуються у ряді країн для вироблення електроенергії. Перше місце по виробленню електроенергії з гарячих гідротермальних джерел займає США. У Долині Великих Гейзерів (штат Каліфорнія) на площі 52 км² діє 15 установок, потужністю понад 900 Мвт. "Країна льодовиків", так називають Ісландію, ефективно використовує гідротермальну енергію своїх надр. Тут відомо понад 700 термальних джерел, що виходять на земну поверхню. Близько 60 % населення користується геотермальними водами для обігріву житлових приміщень, а в найближчому майбутньому планується довести це число до 80 %. При середній температурі води 87^оС річне споживання енергії гарячої води складає 15 млн. ГДж, що рівноцінно економії 500 тис. т кам'яного вугілля на рік. Крім того, ісландські теплиці, у яких вирощують овочі, фрукти, квіти і навіть банани, споживають щороку до 150 тис. м³ гарячої води, тобто понад 1,5 млн. ГДж теплової енергії.

3.7 Ядерна енергія

Горючі копалини, що складають основну масу не поновлюваних джерел енергії, є сьогодні предметом подальшого детального вивчення. Серед не поновлюваних джерел енергії ядерна є "наймолодшою". Її використання було почато в 50-і роки XX століття, однак уже зараз вона відіграє істотну роль у забезпеченні електроенергією провідних країн світу. У електроенергетиці України генерируюча потужність атомних електростанцій (АЕС) складає 24,5 %. У критичні зимові періоди на частку АЕС припадає понад 40 % електроенергії, що виробляється в Україні. Частка виробленої електроенергії АЕС у загальному обсязі отриманої енергії склала в Україні: 1990 р. - 24,5 %; 1991 р. - 27,1 %; 1992 р. - 28,4 %; 1993 р. - 32,9 %; 1994 р. -- 34,2 %. У 1997 році загальне споживання первинних ресурсів в Україні, включаючи атомну і гідроенергетику, а також моторне паливо, склало 209,6 млн. т у.п., у тому числі котельно-грубного палива (вугілля, газ, мазут) 161,5 млн. т у.п. У Франції понад 75 % електроенергії виробляється на АЕС, у США -- 20 %, в Англії і Бельгії -- близько 60 %, Фінляндії -- 27 %. Запаси порівняно дешевого урану для АЕС на планеті дорівнюють приблизно 4 млн. т, і вони можуть бути вичерпані як і нафта за 25-30 років. В США працює 103 АЕС, та розробляються плани будівництва не менше 2 АЕС до кінця цього десятиріччя. По мірі розвитку промисловості й енергетики, а також росту їхньої технічної оснащеності, спочатку тверді горючі копалини, а потім нафта і природний газ ставали основними джерелами теплової енергії й вуглеводневої хімічної сировини. У сучасних умовах і за прогнозом до кінця 2010 року основним джерелом енергії буде хімічна енергія горючих копалин, і в меншій мірі - ядерна енергія АЕС. Світове виробництво і споживання енергоносіїв перевищило 11,1 млрд. т у.п., причому понад 3,8 млрд. т у.п. складає вугілля, 4.5 млрд. т у.п. - нафта. Згідно з існуючими прогнозами до 2010 року видобуток вугілля досягне 6,0 млрд. т, а видобуток нафти і газу залишиться на досягнутому рівні.

3.8 Кам'яне і буре вугілля

Вугілля є єдиним енергоносієм, розвідані запаси якого можуть забезпечити потреби енергетики і промисловості України у найближчі 300 років. При цьому, якщо в структурі світових запасів палива вугілля складає 67 %, нафта - 18 % і газ - 15 %, то в Україні відповідно - 94,5 %, 2 % і 3,6 %. У 1976 році обсяг видобутку вугілля дорівнював 218 млн. т, 1978 р. - 210,8, 1985 р. -189, 1988 - 192, 1990 - 164,8, 1995 - 82,3, 1996 - 71, 6, 1997 - 75,7, 1998 - 76,2, 1999 - 80, 2000 - 80,3, 2001 - 84 млн. т., тобто видобуток надає вугілля, що добувається в Україні, відрізняється низькою якістю: висока зольність, високий вміст сірки, натрію і хлору. Продуктивність праці у вугільній промисловості України в 2 рази нижче, ніж у Польщі і Німеччині, у 15 разів нижче, ніж у США. При досить схожих геологічних умовах видобутку на одного працюючого в Україні (при семиденному робочому тижні) у 1998 році вона склала 158 т і 270 т у 2001 році, а в Західній Європі -- понад 500 т (при шестиденному робочому тижні). У вуглепромисловому районі Пенсільванія (США) продуктивність праці складає біля 500 т в місяць. У Німеччині в результаті реструктуризації за останні 30 років обсяг виробництва кам'яного вугілля знизився з 140 до 65 млн. т на рік. Кількість працюючих скоротилося з 400 до 90 тис. чоловік, число шахт із 139 до 17, продуктивність праці виросла вдвічі. Однак витрати на видобуток 1 т вугілля складають 150 доларів, що більш, ніж у 3 рази вище вартості імпортованого вугілля. За останні десятиліття припинили видобуток вугілля Нідерланди, Данія, Бельгія, Італія. У Франції за той же час видобуток вугілля знизився з 50 до 10 млн. т на рік, кількість працюючих скоротилося з 320 до 6 тис. чол., продуктивність праці виросла з 160 до 1300 т на рік. Незважаючи на це, витрати на видобуток вугілля досягають 160 доларів за 1 тонну. У сучасній енергетиці Китаю на частку вугілля припадає 73,4 %, 22,2 % -- гідроенергетика, а нафта і природний газ складають лише 4,4 %.

Встановлена потужність об'єднаної енергосистеми України складає 52,3 млн. кВт. Її структура така:

ТЕС -- 31,8 млн. кВт (61 %)

АЕС -- 12,8 млн. кВт (24 %)

ГЕС -- 4,7 млн. кВт (9 %)

інші -- 3,0 млн. кВт (6 %)

Основу ТЕС на кінець 2004 р. складали 104 енергоблоки потужністю 150-800 МВт, на яких у структурі паливного балансу на природний газ припадало 47,8 %, мазут -- 20,8 % і вугілля -- 31,4 %. Переважна кількість енергоблоків фізично і морально застаріли. 63 блоки загальною потужністю 14,6 млн. кВт введено в експлуатацію в 1958-1969 роках і відпрацювали по 190-250 тисяч годин, а 23 блоки загальною потужністю 6,5 млн. кВт, побудовані у 1970-1975 роках, відпрацювали по 170-200 тисяч годин.

3.9 Природний газ

Україна використовує до 100 млрд. м³ природного газу, Франція - 35, в той час як остання виробляє в 5 разів більше товарної продукції. Газом Україна в майбутньому може забезпечити себе самостійно. Розвідка покладів природного газу ведеться в Чорному морі, в Полтавській, Чернігівській і Харьковській областях, у Карпатському регіоні. На дні Чорного моря винайдено поклади газогідратів (20-25 трлн. м³). Вугільні поклади Донбасу і Львівсько-Волинського басейнів вміщають біля 1 тлрн. м³ метану. Щорічно шахти викидають з повітрям і газом дегазації шахт до 3 млрд. м³ метану. За рахунок газів вугільних родовищ можна отримувати декілька млрд. м³ метану. По Україні прокладено біля 7000 км магістральних газопроводів, якими передають з Росії в Західну Європу понад 100 млрд. м³ газу на рік. За міжнародними нормами Україна повинна безкоштовно отримувати 15-20 млрд. м³ газу на рік.

В 2003 році Україна використала біля 76 млрд. м³ природного газу при видобуванні свого газу 18 млрд. м³ (23,6 %). Природний газ складає біля 45%д паливному балансі країни. Доведені запаси природного газу в Україні - 200 млрд. м³, за категоріями А+В+С, - 1 трлн. м³. На 2010 рік заплановано видобути 25-27 млрд. м³.

Об'єм природного газу еквівалентний вартості за транзит в 1999 році склав 30,6 млрд. м³, що за тепловою цінністю відповідає понад 70% всього вугледобутку. За розрахунками для забезпечення транспорту на перспективу України потрібно до 10 млн. т бензину та дизельного палива, або 25 млн. т сирої нафти, для хімічної промисловості - 10-15 млн. т нафти. Максимальний рівень видобутку 6-8 млн. т, зараз виробляється біля 4 млн. т. Для виробництва моторного палива Україна може використовувати коксовий газ, при утилізації якого отримати декілька мільйонів тонн моторного палива. Тільки на Авдієвському коксохімічному заводі за рахунок утилізації коксового газу можна виробляти 350 тис. т на рік метанолу, або 150 тис. т бензину. У майбутньому в Україні є можливість переобладнати на стиснений природний газ біля 300 тисяч транспортних одиниць, що дозволить щорічно замінити природним газом 2,4 млн. т рідких моторних палив, що дозволить зменшити їх еквівалентно на 3,4 млрд. м природного газу, тобто 4,5 % від рівня їх використання. Вчені - енергетики шукають нові джерела енергії і шляхи ефективного забезпечення нею людства, конструюють відповідні системи і намагаються запровадити їх у виробництво:

- традиційна атомна енергетика;

- так званий електроядерний метод (коли сам реактор перебуває у підкритичному стані і нейтрони, необхідні для керованої ланцюгової реакції поділу ядер, вводяться в активну зону за допомогою прискорювача протонів;

- термоядерний синтез;

- використання енергії припливів;

- використання енергії тепла землі (прогнозовані ресурси геотермальних джерел тільки у Закарпатті становлять 239 тис.куб.м. за добу, тепло відбір - 492,6 Мвт при температурі води +60^ОС і глибині залягання запасів - до 2000м);

- вакуумна енергетика (компактні генератори енергії, засновані на реалізації вакуумних ефектів, розташованих у місцях використання енергії);

- термомолекулярна енергетика (використання електромагнітної природи сил поверхневого натягу, які діють на великих між фазових поверхнях) тощо і при цьому не помічають, що у ХХІ столітті, на думку Германа Шеєра, має стати сонячна енергія. Якщо говорити про один із найбільш загальних для економіки кожної країни показників енергоефективності - енергоємність валового внутрішнього продукту (ВВП), яка визначається як обсяг споживання паливно-енергетичних ресурсів (ПЕР) для задоволення енергетичних виробничих і невиробничих потреб країни на одиницю ВВП. То цей показник, за попередніми даними, становив для економіки України у 2004 році 1,1 кг у.п./грн. Він є у шість-десять разів більшим, ніж для розвинених країн Західної Європи, що лягає важким тягарем на національну економіку, тим більше в умовах її енерго дефіцитності. За ці два роки мало що змінилось. Таким чином, енергозбереження та використання відновлюваних джерел енергії, першоджерелом яких є сонячна енергія, тобто енергії вітру, енергії води, енергії біомаси повинно стати визначальним фактором енергетичної стратегії України на перспективу.

В Україні дослідження в галузі поновлюваних джерел енергії проводяться давно. Ці дослідження перспективні, потрібні людству, їх актуальність весь час зростає. Використання дармової, невичерпної, економічно чистої енергії води, вітру, біомаси на потреби людства є важливим елементом культури сучасних і майбутніх господарників. Розвиток людської цивілізації, з точки зору використання джерел енергії, розділяється на три перехідні фази. Перша фаза, яка тривала до ХVІІІ сторіччя, була до технологічна, яку можна назвати сонячною фазою. В цей час використовувалась енергія, джерелом якої було Сонце. Це мускульна енергія, енергія води та вітру. Друга фаза, яка розпочалася з початком промислової революції і триває дотепер - це фаза, коли енергія добувається з викопних матеріалів. Ці джерела енергії обмежені, їх використання супроводжується виділенням отруйних речовин. “Наше суспільство можна назвати викопним суспільством”. Третьою фазою у використанні джерел енергії має стати сонячна фаза, але вже технологічна сонячна фаза. Сьогодні люди мають змогу користуватися всіма благами цивілізації завдяки тому, що видобувають, викопують, викачують енергоносії із земних надр, за рік спалюючи те, що природа накопичувала мільйони років. Є така думка багатьох вчених: в ХХІ столітті викопні джерела енергії закінчаться, надії, які покладали на ядерну енергію, не виправдалися, використання керованого термоядерного синтезу знаходиться в такому стані, коли дослідники в цій області, чим більше працюють, тим далі вони відсувають строки практичного застосування цього виду енергії. Вакуумна енергія, до якої залучаються вчені у США, Швейцарії, Англії, Японії, знаходиться в започаткованому стані. Талановитий дослідник сонячно-земних зв'язків О.Л. Чижевський писав: “Безперечно, що головним збудником життєдіяльності Землі є випромінювання Сонця”. Так, на широтах Ашхабада і Ташкента на квадратний кілометр падає опівдні потік сонячної енергії, рівний потужності Дніпрогесу 1538,2 МВт. Звичайно в Україні сумарна густина сонячної енергії в середньому становить 700 Вт/м?. Найбільша пряма сонячна енергія в південних областях (Одеській, Миколаївській, Херсонській) на рівні моря досягає 1 кВт/м? - 0,1 Вт/см². Найвизначнішим заходом, здійсненим в Україні у галузі використання сонячної енергії, є побудова сонячної електростанції в Криму потужністю 5 МВт (СЕС-5). У Києві розробляється проект освітлення мосту імені Є.О.Патона за допомогою сонячної енергії, який буде втілений у життя після капітального його ремонту. Зараз у Німеччині загальна потужність вітроенергетичних установок складає близько 11600 МВт (у 2002 році їх потужність зросла на 2600 МВт), що еквівалентно 2,5 блокам колишньої Чорнобильської АЕС, а сумарна потужність вітрових електричних установок (ВЕУ) сьогодні в Україні наближається до 35 МВт.

Зараз недооцінюють значення енергії біомаси, якщо за рік спалюють 8 млрд.т. палива, в тому числі 3,5 млрд.т. нафти, то щорічно на земній кулі утворюється біомаса, яка містить 220 млрд.т. сухої речовини. Якщо вирощувати на площі 4-5 млн.кв.км. ліс і використовувати деревину як джерело енергії, то нею можна було б замінити всі викопні енергоносії. Науковці вважають, що до 2010 р. 5-8% загального споживання первинних енергоносіїв в Україні мають покриватися за рахунок енергії з біомаси (тобто відходів людської і тваринної життєдіяльності). Щодо перспектив застосування відновлюваних видів енергії в Україні Г.Шеєр підкреслив, що на його думку, навіть Німеччина може в майбутньому перейти на використання виключно відновлюваних видів енергії. А оскільки в Україні площа території більша, а клімат тепліший, то потенціал відновлюваних видів енергії в Україні значно більший.

4. Основні проблеми впливу міської ТЕЦ на навколишнє середовище

Вплив підприємства теплопостачання на довкілля характеризується наступними наслідками.

1. Забруднення повітряного басейну газовими й аерозольними викидами (СО₂, полі циклічні ароматичні вуглеводні, СО, NO_x, SO_x, зола, сажа та ін.). Усе це призводить до таких незворотних процесів, як руйнування озонового шару (існує на висоті 30 км і захищає поверхню Землі від згубного для життя космічного випромінювання); виникнення парникового ефекту (селективне поглинання триатомними газами інфрачервоного пере випромінювання від поверхні Землі в космічний простір); утворення «льодяникового» ефекту (накопичення в стратосфері дрібних твердих часток, які відбивають сонячне випромінювання і визначають «недогрів» земної кулі).

2. Викиди теплової енергії в навколишнє середовище, що є причиною теплового забруднення, призводять до зміни клімату в локальних районах і великих містах.

3. Забруднення ландшафту, знищення лісів, рослинності, диких тварин, плодоносного шару та ін., що впливає на безпеку життєдіяльності людей у таких місцевостях.

4. Оптичне забруднення атмосфери у великих містах у зв'язку зі складною системою поглинання, відбивання та розсіювання сонячних променів за наявності відповідних газових забруднень атмосфери.

5. Підтоплення територій через великі об'єми витоків теплоносія з тепломагістралей [14,15].

6. Акустичне (шумове) забруднення довкілля

4.1 Газові та аерозольні забруднюючі викиди та їх шкідливий вплив

До забруднюючих газових і аерозольних викидів підприємств теплопостачання належать викиди різного характеру, які порушують рівновагу природного середовища в локальних (місцевих), регіональних і глобальних масштабах, а також умови проживання живих організмів. Найбільш імовірні газові та аерозольні забруднюючі викиди, що утворюються при спалюванні паливо-енергетичних ресурсів (ПЕР), наведено в таблиці 1.1.

Під час спалювання рідкого і твердого палива відбуваються викиди у вигляді твердих частинок, які , потрапляючи в атмосферу, утворюють так звані аерозолі. Аерозолі можуть бути нетоксичними (зола) і токсичними (частинки вуглецю, на поверхні яких адсорбувався бенз(а)пірен).

Таблиця 1.1 - Основні види газових і аерозольних викидів, що утворюються при спалюванні ПЕР

Паливо	Аерозолі	Гази
	зола	сажа	СО2	Н2О	NO2	SO2	NO	CO
Природний газ	-	-	+	+	+	-	+	+
Мазут	+	+	+	+	+	+	+	+
Вугілля	++	+	+	+	+	+	+	+

Примітка - У таблиці 1.1 використовано умовні позначення, які характеризують імовірність появи тих чи інших викидів під час спалювання різних видів палива: «++» - дуже висока; «+» - високе; «-» - низьке або немає.

Газові викиди також можуть бути токсичними (СО, NO₂, SO₂, NO та ін.) і нетоксичними (СО₂, Н₂О). Усі триатомні гази (Н₂О, NO₂, SO₂ і особливо СО₂) належать до «парникових газів», тому що вони характеризуються селективною поглинальною спроможністю в інфрачервоній області теплового випромінювання і сприяють утворенню парникового ефекту.

Газові викиди, потрапляючи в атмосферу, чинять складний фізико-хімічний (на першій стадії) і біологічний ( на наступних стадіях) вплив на живі організми і насамперед на людину, рівень і характер якого залежить від їх концентрації в повітрі .

Визначальні концентрації, які зумовлюють трансформації ступеня ризику, залежать від виду токсичного газу (таблиця 1.2). Концентрація токсичного газу наприкінці четвертої фази визначає критичний ступінь ризику - небезпечний для життя рівень через короткочасний вплив.

Таблиця 1.2 - Дія деяких токсичних газоподібних речовин на людину

Тривалість і характер впливу	Вміст у повітрі, мг/м3
	СО	SO2	NOx
Декілька годин без помітної дії	115	65	15
Ознаки легкого отруєння або подразнення слизових оболонок через 2-3 год	15…575	130	20
Можливе серйозне отруєння через 30 хв.	2300…3500	210…400	100
Небезпечно для життя, якщо вплив короткочасний	5700	1600	150

4.2 Погіршення прозорості атмосфери і фотохімічний смог

Прозорість атмосфери, встановлену візуальними спостереженнями, у метеорології визначають параметром, що називають «дальність бачення». Дальність бачення являє собою максимальну відстань у заданому напрямку, на якому неозброєним оком у денний час ще можна побачити і розрізнити рельєфний темний предмет, який знаходиться над лінією обрію.

Наявність в атмосфері звичайних для промислових міст аерозолів, диоксидів вуглецю, сірки і азоту в сполучені з підвищеною вологістю зменшує дальність бачення, що знижує на 20-50 % кількість сонячних днів (порівняно із сільськогосподарськими районами), зменшує інтенсивність ультрафіолетового випромінювання (наприклад, у Парижі на 25-30 %, Берліні на 17-23 % порівняно з прилеглими сільськогосподарськими районами). Все це порушує рух і спричиняє аварії автомобільного, морського і повітряного транспорту, знижує врожайність сільськогосподарських культур і змінює мікроклімат.

Основні забруднювачі, які впливають на прозорість атмосфери:

- викиди, що містять пил, дим, сажу та інші тверді частинки;

- SO₂ та інші газоподібні сполуки сірки, які з високою швидкістю реагують в атмосфері, утворюючи сульфатні сполуки і сірчану кислоту, що знаходяться у вигляді аерозолю;

- NO і NO₂, які реагують в атмосфері, утворюючи нітратні сполуки та азотну кислоту, що входять до складу аерозолю (за певних умов червоно-бурий колір NO₂ може стати причиною зміни кольору димових викидів і появи бурої димки в міських районах);

- фотохімічне забруднення повітря, пов'язане з утворенням у результаті фотохімічних реакцій шкідливих аерозолів з частинками субмікро-метрових розмірів.

Турбулентні течії, також впливають на концентрацію забруднюючих речовин, які генеруються на поверхні. Чим інтенсивніше перемішування і чим на більшій висоті, за інших рівних умов, воно відбувається, тим менша концентрація твердих частинок і вища прозорість атмосфери.

Природа впливу відносної вологості складніша, оскільки вона пов'язана з хімічним впливом на матеріал частинок, наявних в атмосфері. Багато забруднюючих матеріалів, а також частинок природних аерозолів гігроскопічні: вони поглинають воду, збільшуючись у розмірах, починаючи виявляти гігроскопічні властивості і розм'якшуватися при відносній вологості 70 - 80 %. У результаті, з частинок може виникнути щільна димка ще до того, як відбудеться повне насичення з утворенням справжнього туману або водяних крапель. енергія атмосфера сонце приплив

Диоксид азоту, за наявності в атмосфері вуглеводів, у визначених погодних умовах може стати джерелом ще однієї кризової екологічної ситуації, яку називають „смогом”, що вперше був зафіксований у вигляді лос-анджелеських туманів у 1948 - 1959 рр.

Природа цього явища полягає в тому, що від ультрафіолетового опромінення диоксиду азоту (NO₂) в атмосфері відбуваються хімічні реакції з утворенням оксиду азоту (NO) і озону (О₃). Надлишковий вміст у повітрі оксиду азоту може ініціювати процес розкладання озону.

За наявності в атмосфері вуглеводнів, відбувається їх окиснення з утворенням альдегідів, нітратів тощо. Оксид азоту, перетворюється на двооксид, з'являється озон, а також пероксіацетилнітрат (РАN). З'єднуючись О₃, NO₂ і РАN утворюють фотохімічні оксиданти, які є однією з причин фотохімічного смогу.

Сполуки, які утворюються при цьому, токсичне діють на людину, призводячи до порушення серцево-судинної діяльності, отруєння дихальних шляхів та інших захворювань організму.

4.3 Утворення опадів і кислотних дощів

У нижніх шарах атмосфери постійно наявні водяні пари і гігроскопічні солі (наприклад, морська сіль). Частинки гігроскопічних солей виконують роль ядер конденсації (ЯК). У процесі насичення вологою ЯК набухають і змінюють свої розміри від декількох мікрометрів до декількох міліметрів.

У теплих хмарах є тільки ЯК, їх концентрація може досягати від 1 до 100 ЯК/см³.

У холодних хмарах крім ЯК можуть бути і ядра замерзання (ЯЗ), концентрація яких досить мала - до 10^-3 ЯЗ/см³.

Тому механізм утворення опадів у теплих і холодних хмарах різний. У теплих хмарах визначальним є процес осідання великих ЯК і їх зіткнення з дрібним ЯК (коагуляція). При цьому зменшується концентрація ЯК і збільшується їх діаметр, а також можливий поділ великих ЯК на дрібні під аеродинамічним впливом (наприклад, за рахунок турбулентності) і повернення системи в початковий стан або випадання ЯК з хмари у вигляді дощових крапель.

Механізм утворення опадів у холодній хмарі пояснюється дією ефекту переохолодження ЯК (температура переохолодження може досягати мінус 40⁰С) і наявності градієнта тиску пари води поблизу поверхні частинок ЯК і ЯЗ. У зв'язку з вищим парціальним тиском пари води у поверхні ЯК відбувається дифузійне перенесення вологи до поверхні Яз. При цьому зростає розмір ЯЗ і можливе їх перетворення на снігові пластівці, які, випадаючи, можуть утворювати дощ (проходячи через теплі шари атмосфери), град чи снігопад.

Викиди NO₂ або SO₂ не змінюють природний механізм утворення опадів, але змінюють умови утворення ЯК і ЯЗ. Це пов'язано з тим, що, потрапляючи в атмосферу, оксиди сірки й азоту утворюють відповідні кислоти і солі.

Солі сірчистої й азотної кислот, які характеризуються високою гігроскопічністю, є додатковим джерелом генерування ЯК, що може бути причиною порушення природного циклу утворення опадів.

Атмосферні забруднення впливають на процеси, які відбуваються в теплій хмарі, таким чином. По-перше, додаткове введення дрібних гігроскопічних частинок у хмару може збільшити концентрацію ЯК, інтенсифікуючи утворення крапель у хмарі й водночас зменшуючи їх розмір. Збільшення кількості маленьких крапель переважно знижує ефективність процесу утворення опадів. По-друге, атмосферні забруднення можуть збільшити великих ЯК. Завдяки цьому відбувається більш ефективний механізм утворення опадів за рахунок зіткнення. Отже, атмосферні забруднення можуть як прискорювати, так і уповільнювати утворення опадів.

Атмосферні забруднення можуть впливати на процес утворення опадів у холодних хмарах так само, як і в теплих хмарах, тобто підвищувати концентрацію ЯЗ. Незначне збільшення кількості ЯЗ, наприклад під час розсіювання хмар, інтенсифікує процес утворення опадів внаслідок зростання швидкості накопичення частинок розміром, потрібним для випадання. Однак значне збільшення кількості Яз може спричинити „пере засів”, коли утвориться надлишок частинок льоду і ймовірність утворення частинок потрібного розміру зменшується.

Важливішим є вплив атмосферних забруднень на хімічні процеси, які відбуваються під час утворення опадів. Це пов'язано із захопленням забруднювачів краплями і частинками опадів. Основний ефект полягає в зниженні рівня pH опадів внаслідок накопичення кислих сполук.

Залучення забруднювальних речовин у процес утворення опадів у хмарі може відбуватися за рахунок дифузії забруднень до крапель. Цей процес, що називають внутрішньо хмарним вимиванням, внаслідок значної тривалості контакту є найважливішим для захоплення забруднень, особливо, якщо вони рівномірно розподілені в атмосфері. Якщо опади проходять через забруднений шар атмосфери, нагромадження кислотних забруднень називають процесом підхмарного вимивання. Він може відігравати істотну роль за наявності сильно забруднених шарів поблизу поверхні Землі.

Газові викиди, які містять сірку, можуть призвести до накопичення в опадах як газоподібного SO₂ так і сульфатів або сірчаної кислоти у вигляді аерозолю. У результаті кислотність опадів значно зростає.