(Του Αντώνη Μαραβέλια - Φοιτητή στο τμήμα τεχνολογιών αντιρύπανσης του ΤΕΙ Δυτικής Μακεδονίας).

Ο άνθρακας
Οι γαιάνθρακες αποτελούν την κύρια καύσιμη ύλη για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας σε παγκόσμια κλίμακα και δεύτερη σε ποσότητα ενεργειακή πηγή μετά το πετρέλαιο. Ανάλογα με την σύστασή τους διακρίνονται στις εξής κατηγορίες: τύρφη, λιγνίτης, υποπισσούχοι γαιάνθρακες, πισσούχοι γαιάνθρακες και ανθρακίτης. Στα εργοστάσια παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας από καύση γαιανθράκων, η διαδικασία περιλαμβάνει: α) κονιοποίηση του γαιάνθρακα για αύξηση της επιφάνειάς του και συνεπώς βελτιστοποίηση της απόδοσης και της ταχύτητας καύσης του, β) καύση με θερμό ρεύμα αέρα υψηλής θερμοκρασίας (περίπου 1500^oC), γ) παραγωγή ατμού υψηλής πίεσης και θερμοκρασίας από την παραγόμενη θερμική ενέργεια καύσης, και δ) λειτουργία γεννητριών παραγωγής ρεύματος με τη βοήθεια του παραγόμενου ατμού. Η καύση του άνθρακα αποτελεί την μεγαλύτερη πηγή εκπομπής διοξειδίου του άνθρακα, και άλλων αερίων ρύπων, που θεωρείται η βασικότερη αιτία πρόκλησης του φαινομένου του θερμοκηπίου και κατά συνέπεια των ανεξέλεγκτων κλιματολογικών αλλαγών σε παγκόσμιο επίπεδο, που έχουν ήδη γίνει αισθητές, με καταστροφικές συνέπειες τόσο για το περιβάλλον όσο και για την ίδια τη ζωή.
Απόβλητα
Οι ρύποι από την καύση του γαιάνθρακα προέρχονται από τις ανόργανες ή οργανικές προσμίξεις που υπάρχουν στο κοίτασμα, την ατελή καύση του άνθρακα και την οξείδωση συστατικών του αέρα λόγω των υψηλών θερμοκρασιών μέσα στους καυστήρες. Tα κυριότερα παραπροϊόντα και απόβλητα από την καύση του άνθρακα είναι:
α) οι αέριοι ρύποι, όπως τα οξείδια του άνθρακα (μονοξείδιο CO και διοξείδιο του άνθρακα CO₂), τα οξείδια του θείου (SOx), και τα οξείδια του αζώτου (ΝΟx),
β) η τέφρα, που παραμένει στον καυστήρα και συνήθως αξιοποιείται στην παραγωγή τσιμέντου ή απορρίπτεται στο περιβάλλον, και η τέφρα που διαφεύγει στην ατμόσφαιρα (αιωρούμενα σωματίδια ή ιπτάμενη τέφρα ή fly ash), η οποία είναι εμπλουτισμένη με βαρέα και ραδιενεργά μέταλλα.

γ) οι οργανικές ενώσεις, όπως οι πολυκυκλικοί αρωματικοί υδρογονάνθρακες, οι διοξίνες, τα πολυχλωριωμένα διφαινύλια κ.α., ουσίες ιδιαίτερα τοξικές που παράγονται αναπόφευκτα κατά την καύση οποιασδήποτε οργανικής ύλης, όπως και στην περίπτωση καύσης σκουπιδιών στις χωματερές.
Τεκμηριωμένες επιστημονικές μελέτες παγκοσμίως έχουν δείξει ότι τα εργοστάσια παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας από καύση άνθρακα είναι υπεύθυνα για χιλιάδες πρόωρους θανάτους ετησίως. Οι μοντέρνες εγκαταστάσεις χρησιμοποιούν ένα πλήθος τεχνολογιών για την μείωση των επιβλαβών ρύπων για το περιβάλλον και την υγεία, παρόλα αυτά οι τεχνολογίες αυτές είτε δεν είναι πιστοποιημένες μέσω πρότυπων ελέγχων με βάση τις ισχύουσες νομοθεσίες, είτε δεν εφαρμόζονται πλήρως καθώς αυξάνουν το κόστος λειτουργίας και επένδυσης των εργοστασίων. Οι εκπομπές καυσαερίων σε τοπικό επίπεδο αντιμετωπίζονταν παλιότερα με την ανέγερση υψηλότερων καμινάδων, ώστε να διευκολύνεται η διάχυση των ρύπων στην ατμόσφαιρα μακριά από την περιοχή του εργοστασίου, όμως αυτό δεν μπορεί να αποτρέψει την πρόκληση φαινομένων όπως η όξινη βροχή και το φαινόμενο του θερμοκηπίου, αφού οι εκπομπές αυτών των ρύπων είναι τεράστιας τάξης μεγέθους.

Αέριοι ρύποι
Οι αέριοι ρύποι από την καύση άνθρακα στα εργοστάσια παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας εκτός του ότι είναι τοξικοί για τον άνθρωπο (ατμοσφαιρική ρύπανση), προκαλούν επίσης και άλλα καταστροφικά περιβαλλοντικά φαινόμενα, όπως η όξινη βροχή και το φαινόμενο του θερμοκηπίου. Οι κυριότεροι αέριοι ρύποι είναι:
Οξείδια του άνθρακα (COx)
Όλα ανεξαιρέτως τα εργοστάσια παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας εκπέμπουν διοξείδιο του άνθρακα, τον κύριο υπεύθυνο για την δημιουργία του φαινομένου του θερμοκηπίου και τις κλιματολογικές αλλαγές στον πλανήτη. Η καύση των γαιανθράκων εκλύει περισσότερο διοξείδιο του άνθρακα από ότι η καύση του πετρελαίου ή φυσικού αερίου. Διάφορες μέθοδοι εφαρμόζονται για την μείωση των τεράστιων εκπομπών οξειδίων του άνθρακα, αλλά τεχνικές πλήρους δέσμευσής του δεν έχουν εφαρμοστεί στην πράξη.
Οξείδια του αζώτου (NOx)
Τα οξείδια του αζώτου σχηματίζονται, όταν το άζωτο που περιέχεται στον αέρα ή και στο κάρβουνο αντιδράσει με το οξυγόνο λόγω της υψηλής θέρμανσης. Τα NOx είναι υπεύθυνα για τη δημιουργία του λεγόμενου «ατμοσφαιρικού νέφους» στις μεγαλουπόλεις, αλλά και για το σχηματισμό όξινης βροχής (νιτρικό οξύ). Τέλος συνεισφέρουν στο σχηματισμό όζοντος στα χαμηλά στρώματα της ατμόσφαιρας όπου είναι ανεπιθύμητο και επιβλαβές για την υγεία.

Για την μείωση των NOx χρησιμοποιούνται ειδικοί καυστήρες, που μπορούν να μειώσουν τα NOx μέχρι και 70%, και χρησιμοποιούνται ευρύτατα καθώς μπορούν να εγκατασταθούν σε υπάρχοντες σταθμούς. Η καταλυτική μείωση των NOx μπορεί επίσης να επιτύχει μειώσεις της τάξης του 80-90%. Η απομάκρυνση ή εκμηδένιση των επικίνδυνων αερίων, δυστυχώς, μπορεί να γίνει μόνο από σύγχρονες μονάδες που διαθέτουν την απαραίτητη τεχνολογία. Παρόλα αυτά η πλειοψηφία των εργοστασίων ηλεκτρικής ενέργειας δεν διαθέτει τέτοια τεχνολογία ή δεν την χρησιμοποιεί στην πράξη καθώς αυτές οι διεργασίες είναι ιδιαίτερα ακριβές.

Οξείδια θείου (SOx)
Το θείο είναι από τα πλέον ανεπιθύμητα συστατικά των γαιανθράκων, καθώς καίγεται προς διοξείδιο του θείου που είναι επικίνδυνος αέριος ρύπος αλλά και ανεπιθύμητος για το ίδιο το εργοστάσιο καθώς προκαλεί διάβρωση στις εγκαταστάσεις του. Τα οξείδια του θείου προκαλούν σοβαρές ζημιές στα δάση και οξίνιση των λιμνών, φαινόμενο συνηθισμένο σε πολλές περιοχές της Ευρώπης και της Βορείου Αμερικής. Η όξινη βροχή σχηματίζεται με αντίδραση των αερίων αυτών με την υγρασία της ατμόσφαιρας σχηματίζοντας οξέα (θειικό οξύ), που στην συνέχεια εναποτίθενται με την βροχή. Στις ΗΠΑ 38% των εκπομπών διοξειδίου του θείου προκαλούνται από τα εργοστάσια ηλεκτρικής ενέργειας!
Τέφρα
Έναν άλλο σοβαρό περιβαλλοντικό κίνδυνο αποτελεί η ιπτάμενη τέφρα που είναι ιδιαίτερα επικίνδυνη τόσο για το περιβάλλον όσο και για τη δημόσια υγεία. Τα σωματίδια της ιπτάμενης τέφρας είναι σφαιρικά, με πολύ μικρή διάμετρο (0.5-100 μm). Αποτελούνται κυρίως από διοξείδιο του πυριτίου (SiO₂), οξείδιο του αργιλίου (Al₂O₃) και οξείδιο του σιδήρου (Fe₂O₃). Οι εκπομπές μπορεί να μειωθούν με επεξεργασία των καυσαερίων με διάφορες τεχνολογίες φίλτρων όπως τα σακκόφιλτρα και οι ηλεκτροστατικοί κατακρημνιστές, που μπορούν να απομακρύνουν μέχρι και το 99% της ιπτάμενης τέφρας. Η τέφρα που απομακρύνεται χρησιμοποιείται κυρίως για την παραγωγή τσιμέντου.

Έμεσα προβλήματα στην υγεία των ανθρώπων (κυρίως των εργαζομένων και των κατοίκων της γύρω περιοχής, ιδιαίτερα των παιδιών) μπορούν να προκληθούν από την εισπνοή τέφρας, που μπορεί να οδηγήσει σε παθολογικές καταστάσεις όπως πνευμονοκονίαση (εξαιτίας των μεγάλων ποσοστών πυριτίου) ή ακόμη και καρκίνο εξαιτίας της παρουσίας στην τέφρα διάφορων τοξικών συστατικών, στα οποία μπορεί ο άνθρωπος να εκτεθεί άμεσα ή μέσω της τροφικής αλυσίδας (απόθεση στα φυτά, το έδαφος, τα ύδατα).