|
| |
|
Главная -> Экология
Мэр сан. Переработка и вывоз строительного мусораИ.С. Шевченко, ЗАО «Независимые электростанции» Для институтов и научных комплексов, расположенных в условиях относительной удаленности от источников централизованного энергоснабжения, для сокращения затрат на оплату тепла и электроэнергии весьма интересным может оказаться рассмотрение вопроса о создании автономного источника энергии. Собственное производство тепла и электроэнергии с помощью автономных установок является одним из кардинальных путей сокращения расходов. Тарифы на тепло и электричество, получаемые от сторонних производителей всегда включают в себя затраты на транспортировку, обслуживание соответствующих систем, налоги, прибыль и другие затраты производителя. Собственное производство позволяет оплачивать полученное тепло и электроэнергию непосредственно по себестоимости производства. Сравнение себестоимости собственного производства на энергоисточниках малой мощности работающих на природном газе (0,2-0,3 руб/кВт-ч и 120-150 руб/Гкал) с существующими тарифами (~0,7 руб/кВт-ч и ~250 руб/Гкал) на первый взгляд однозначно указывает на рентабельность перехода на энергоснабжение от собственного источника энергии. В то же время экономические расчеты, проводимые для конкретных инвестиционных проектов, показывают, что переход на собственное энергоснабжение без учета специфических условий данного предприятия может оказаться нерентабельным. Для начала сформулируем некоторые общие соображения за и против принятия такого решения. Из рассмотрения исключаются энергоисточники, работающие на угле и жидком топливе в связи с дефицитностью для Европейской части РФ первого и дороговизной второго из упомянутых видов топлива. Оптимальным, с точки зрения эффективности использования энергии топлива, является совместное производство тепла и электроэнергии, особенно при наличии круглогодичного потребления тепла. Однако, это очевидное утверждение верно не при любом сочетании тепловых и электрических нагрузок. При производстве избыточной для предприятия электроэнергии встает вопрос о ее реализации «на сторону». В сегодняшних условиях продажа электроэнергии на оптовом рынке – ФОРЭМе – для мелкого производителя нерентабельна из-за чрезвычайно низкой оптовой цены. Так как вопросы, связанные с производством электроэнергии малыми производителями и условиями ее продажи в сеть еще не урегулированы в законодательном порядке, такое производство не приветствуется производителем – монополистом (АО-энерго) в любом регионе страны. Это приводит к дополнительным трудностям с реализацией электроэнергии. При производстве электроэнергии в объеме покрывающем только постоянную часть потребления («базовую» нагрузку) мелкий производитель ставит электроснабжающего монополиста в самые невыгодные условия покрытия переменной части нагрузки, что тоже не вызывает его энтузиазма. Дополнительно возникают проблемы, связанные с обеспечением надежности электроснабжения, приводящие либо к строительству запасных энергоблоков, либо к избыточным платежам за присоединенную мощность. Для организации производства электроэнергии необходимы достаточно крупные капиталовложения. Такие капиталовложения требуют длительных сроков для возврата вложенных средств, что затруднительно само по себе и подразумевает привлечение заемных средств, дополнительно удорожающих проект. В то же время, если предприятие стабильно (круглосуточно) потребляет электроэнергию, либо обладает собственной котельной производящей пар, используемый только для отопления, то необходимо провести дополнительную оценку целесообразности собственного производства электроэнергии. Вопросы, связанные с частными случаями рентабельности организации производства электроэнергии рассмотрены ниже в разделе 2. Рассмотрим условия, определяющие рентабельность строительства собственной котельной без производства электроэнергии. I. Собственные источники теплоснабжения По данным мониторинга энергопотребления организаций РАН, характерная величина максимального теплопотребления находится на уровне 1 – 5 Гкал/час и носит ярко выраженный сезонный характер с небольшими суточными колебаниями. Проведем оценку ситуации со строительством собственной котельной. Основные затраты (по максимальному объему работ на ее создание): 1. Проектные работы во всех частях, включающие получение исходно-разрешительной документации, согласование с надзорными организациями, потребуют порядка 1,0 млн. рублей. 2. Затраты на строительство, оборудование, СМР и наладочные работы по собственно котельной составят около 1,5 млн. рублей за установленную мощность 1 Гкал/час. 3. Затраты на строительство участка газопровода 1,5 – 3,0 млн. руб. за километр, включая ГРП. 4. Переоборудование существующих тепловых сетей – около 5–10% от стоимости котельной. Для котельной мощностью 4 Гкал/час, при длительности отопительного сезона 5000 часов срок простого возврата вложенных средств составит 5-8 лет. Очевидно, что увеличение числа часов использования котельной сокращает этот срок. При учете стоимости кредита и дисконтирования вложенных средств, срок возврата инвестиций составит более 10 лет. В сегодняшней экономической ситуации такой срок окупаемости в большинстве случаев оказывается неприемлемым. Проведем анализ указанных основных затрат на создание собственной котельной. Затраты, связанные со строительством газопровода зависят только от длины трассы и условий ее прокладки. Переоборудование существующих сетей отнимает относительно немного средств и не может быть проанализировано в общем виде, без привязки к конкретным условиям конкретной котельной. Рассмотрим состав затрат на проектирование и строительство котельной более детально, с целью поиска возможных путей их снижения. 1. Проектные работы. Стоимость проектных работ существенно зависит от конкретных условий будущего строительства и требований, предъявляемых к котельной. Наибольшее влияние оказывает степень автоматизации котельной. Требование о создании котельной, работающей без постоянного присутствия обслуживающего персонала, не только удорожает саму котельную, но и может резко увеличить затраты на проектирование. Таким образом, при принятии решения о степени автоматизации необходимо учитывать возможности организации – наличие свободных финансовых ресурсов, соответствующего технического персонала, предполагаемую стоимость ремонтного обслуживания АСУ ТП и возможности его организации и т.д. Заметное влияние на объем проектных работ и условия последующей эксплуатации может оказать не продуманно выбранная мощность котельной. Это может привести к необходимости комплектации котельной котлами разной мощности. В этом случае, наряду с удорожанием проекта, непременно возрастут и эксплуатационные затраты. Обычно причиной установки в котельной дополнительного котла, как правило меньшего типоразмера, является необходимость обеспечения горячего водоснабжения вне отопительного сезона. Решением вопроса может оказаться применение баков – аккумуляторов. 2. Затраты на оборудование, СМР и пуско-наладочные работы. 2.1. Оборудование Стоимость оборудования котельной, в основном определяющая затраты на ее создание, может различаться в несколько раз. Ниже представлено описание основного оборудования котельной и сделана попытка дать его характеристику для возможности предварительного выбора состава будущей котельной. 2.1.1. Котельное оборудование. Котельное оборудование малой мощности, до недавнего времени почти не представленное на Российских котельных заводах, в настоящее время не только выпускается всеми котельными заводами РФ (ОАО «Дорогобужкотломаш», ЗАО «ЗиОСАБ», ОАО ТКЗ «Красный котельщик», ОАО «Белэнергомаш», ОАО «Бийский котельный завод»), но и изготавливается огромным количеством других предприятий. Это привело к заметному вытеснению с отечественного рынка котлов импортного производства (речь идет о собственно котлах, без горелочных устройств). Российские заводы ранее выпускавшие, как правило, водотрубные котлы (см. рис. 1), освоили широкую гамму жаротрубных котлов (см. рис. 2), более конструктивно удобных для малых тепловых мощностей от 100 кВт. Рисунок 1. 1- рама; 2-котел; 3-трубопровод; 4-вентиляторная установка; 5-горелка; 6-блок газовый; 7-шкаф управления; 8-газоход; 9-экономайзер; Рисунок 2. 1-передний люк; 2-подъемная проушина; 3-входящая в котел вода; 4-лист направления воды; 5-изоляция; 6-жаровая труба; 7-дымогарная труба толщина стенки 4 мм; 8-выходящая из котла вода; 9-направляющая камера; 10-сажевая камера; 11-контрольный люк; 12-дымоход; 13-люк для очистки; 14-взрывной/входной люк; 15-осушительная труба; 16-фундамент. Российские котельные заводы, стремясь повысить привлекательность своей продукции, предлагают комплектацию котлов самым широким спектром горелочных устройств Российского и зарубежного производства. Высокая надежность Российских котлов большинством заводов подтверждена аттестацией производства в соответствии с требованиями международного стандарта ISO 9001. 2.1.2. Горелочные устройства. В условиях ужесточения экологических требований необычайно возросла роль организации и регулирования горения в котельных установках. К сожалению горелки Российских производителей и поставщиков из стран СНГ находятся не в первых рядах среди оборудования отвечающего высоким сегодняшним требованиям по снижению вредных выбросов из котлов. В регионах с неблагополучной экологической обстановкой, в первую очередь в крупных городах и промышленных центрах, приходится применять импортные горелочные устройства. Широко распространены горелки таких известных фирм как Oilon, Weishaupt, Bentone. Достигнутые лучшими западными производителями показатели по выбросам NOx на уровне 20 ppm позволяют получить разрешение на строительство котельных практически в любом месте. Горелочные устройства производства России и стран СНГ, начали приближаться к мировым аналогам. Например, автоматизированные блочные горелки типа ГБК-М, выпускаемые ООО «Теплосервис» (г. Каменск-Шахтинский). Горелки Московской фирмы «Экотеплогаз» (типа ГГВ) также характеризуются достаточно хорошими экологическими показателями и выполнены с учетом возможности полной автоматизации котлов. Завод «Брестсельмаш» предлагает целую гамму горелок на жидком и газообразном топливе, прекрасно согласованную с Дорогобужскими котлами. Применение импортных горелок диктует применение соответствующей импортной автоматики. Общая стоимость импортного оборудования в этом случае приближается к 50% от всей стоимости котельной. Вместе с тем, в последнее время, появилось большое количество российских фирм, которые, используя импортную элементную базу, создают оригинальные схемы АСУ ТП котельных, позволяя заметно снизить затраты на создание котельных, особенно полностью автоматизированных. Необходимо отметить комплексную разработку котла ГУТ-100 с оригинальными горелками, выполненную Центральным институтом авиационного моторостроения (ЦИАМ), на котором одновременно с получением к.п.д. на уровне 96%, достигнуто снижение уровня вредных выбросов до значений меньших, предусмотренных международным стандартом «Голубой ангел». Данные по котлу ГУТ-100 представлены в таблице 1. Таблица 1 ГУТ – 100 (газовый универсальный теплогенератор). Предназначен для децентрализованного теплоснабжения. Уровень концентрации окиси углерода и оксида азота в продуктах сгорания соответствует международным нормам Гамбургской конвенции – знак «Голубой ангел». Котел оснащается блоком автоматики, обеспечивающим безопасную работу котла в автономном режиме или в составе блочных котельных. Технические характеристики Номинальная теплопроизводительность 100 кВт Коэффициент полезного действия не менее 95% Номинальный расход природного газа 10,8 н.куб.м/час Давление теплоносителя на входе не более 0,4 МПа Габаритные размеры, мм высота 1850 ширина 552 глубина 671 Отапливаемая площадь 1000 кв.м. Масса не более 210 кг 2.1.3. Насосное оборудование. На рынке представлен широкий спектр отечественного и импортного насосного оборудования. Основным отличием импортных насосов является более высокая надежность и низкая шумность. Последнее обстоятельство может иметь решающее значение при проектировании «крышных» котельных. При рассмотрении вопроса о комплектации котельной насосным оборудованием необходимо обратить внимание на диапазон регулирования тепловой нагрузки котельной. Дело в том, что широко применяемое в нашей стране до последнего времени качественное регулирование теплопроизводительности, подразумевает изменение только температуры теплоносителя при неизменном расходе. Более прогрессивной и экономичной является схема количественно-качественного регулирования, предусматривающая изменение и температуры и расхода теплоносителя. Применение этой схемы позволяет снижать затраты на циркуляцию сетевой воды за счет выключения части циркуляционных насосов (ступенчатое регулирование), либо за счет применения насосов с частотно-регулируемым электродвигателем. Применение качественно-количественного регулирования должно быть предусмотрено еще при разработке проекта котельной. 2.1.4. Система водоподготовки. Для обеспечения работы котельного оборудования ранее применялись два основных технических решения. Либо, для малых отопительных котельных, котлы изготавливались из чугуна и для них была достаточна степень очистки обычной водопроводной воды, либо применялось натрий катионирование. На сегодняшний день, для отопительных котельных подогревающих воду до температуры 95 – 115 0С, применяется целый спектр способов подготовки воды. Это магнитная обработки воды, добавка специальных комплексов химических веществ (так называемых «комплексонов»), обеспечивающих работу котлов без образования накипи и предотвращающих коррозию металла поверхностей нагрева. Кроме того, появление специальных материалов позволило создать эффективные устройства осмотической очистки воды от любых загрязнений. Применение конкретного метода водоподготовки и оборудования зависит от качества исходной воды на месте предполагаемого создания котельной. Следует отметить, что применение чугунных котлов резко снижает требование к квалификации обслуживающего персонала. 2.2. Строительно-монтажные работы. Говоря о затратах на строительно-монтажные работы, необходимо отметить возможность поставки котельных в блочно-модульном и контейнерном исполнении. Наряду с предприятиями начавшими выпуск котлов и горелок к ним в ассортименте, появились фирмы предлагающие комплексную поставку котельного оборудования «под ключ». Такие фирмы как НПФ «Экология-энергетика» (г. Москва), СОТЭК (г. Санкт-Петербург), РАДОН и К0 (г. Энгельс), ТОО «РЭМЭКС» (пос. Черноголовка, Московской области) и др., предлагают как комплектную поставку оборудования, так и поставку котельных в контейнерах полной заводской готовности. В этом случае потребителю остается только решить вопросы подачи топлива и получения тепла. Стоимость котельных контейнерного исполнения выше стоимости оборудования с монтажом, но в конкретном случае может оказаться дешевле, чем суммарная стоимость здания, оборудования и монтажа вместе взятых. Вообще на затраты по созданию собственной котельной очень существенно влияет наличие или отсутствие готового помещения для размещения котельной и его состояние; объем сопутствующих работ по существующим теплотрассам, требования по высоте дымовой трубы и другие местные условия, которые могут повлиять на общие затраты в объеме до 30 % вкладываемых средств. Многообразие оборудования и, соответственно, широкий диапазон затрат и определяет, в основном, указанный в начале раздела разброс сроков возврата вложенных в создание котельной средств (5 – 8 лет). Далее вступает в действие учет конкретных особенностей институтов. Если институту приходится вкладывать серьезные средства в ремонт и реконструкцию внешних (по отношению к институту) тепловых сетей, то в этом случае затраты на ремонт сетей можно вычесть из общей суммы капиталовложений, заметно сократив объем средств необходимых для строительства собственной котельной. Аналогичная ситуация складывается если институт уже потребляет газ и не требуется прокладка газопровода и строительство ГРП. На общую инвестиционную ситуацию могут повлиять и такие специфические условия работы институтов, как: - по каким-либо причинам необходимо проведение коренной реконструкции системы теплоснабжения института; - в связи с изменившимися условиями институт резко сократил объем теплопотребления и вынужден оплачивать большой процент потерь по трассе, спроектированной для других условий работы; - по условиям выполняемых работ институт имеет потребность в отоплении вне рамок отопительного сезона. II. Собственные источники производства электроэнергии Как уже было сказано выше, одним из важнейших направлений энергосбережения является комбинированное производство электроэнергии и тепла. В связи с тем, что на сегодняшний день, на рынке появилось большое количество электрогенерирующего оборудования самой различной мощности, естественно встал вопрос о его применении в условиях отдельных предприятий и организаций. Производство электроэнергии в больших количествах с одной стороны ограничено неурегулированностью вопроса его сбыта сторонним потребителям, а с другой стороны необходимостью привлечения больших объемов капиталовложений. Однако имеется уровень мощностей, которые могут быть потреблены непосредственно самим предприятием. В первую очередь это обеспечение собственных нужд котельной, либо иного столь же стабильно потребляющего электроэнергию объекта, входящего в состав института. Как правило, даже для крупных научно-исследовательских институтов, общая мощность таких потребителей не превышает 0,5–1,5 МВт. При наличии у предприятия собственной котельной, укомплектованной паровыми котлами на давление пара 1,4 МПа вопрос решается относительно просто. После паровых котлов установлены редукционные устройства (РОУ), предназначенные для снижения давления пара до 70 – 250 кПа, используемого для нужд отопления. Для утилизации потенциальной энергии пара предлагается понижать его параметры в процессе совершения им работы. Для этого параллельно РОУ устанавливается электрогенерирующий блок с паровой противодавленческой турбиной (см. рис. 3). Произведенная электроэнергия может быть использована для собственных нужд котельной и института. В настоящее время такими предприятиями как «Калужский турбинный завод», «Электротехническая корпорация РОЭЛ», ЗАО «Независимая энергетика» выпускаются ряд паровых турбин и блочных автоматизированных комплексов, единичной мощностью от 25 кВт до 6 МВт, обеспечивающих прием пара от 3-5 т/час, с давлением на выходе из турбины от 0,1 МПа. Параметры предлагаемого оборудования см. в таблице 2. Все указанные типы паровых машин уже нашли свое применение: а) ГУП «Калужский путевой ремонтно-механический завод». Установлен электрогенерирующий комплекс АЭК – 500, мощностью 500 кВт, производства КТЗ. б) РТС-4 в г. Зеленограде. Установлено три винтовых турбины мощностью по 250 кВт, производства ЗАО «Независимая энергетика». в) Котельная микрорайона Красная горка, г. Люберцы. Установлено три объемных паровых машины по 600 кВт, производства компании «Электротехническая корпорация РОЭЛ». Определение конкретного варианта применения паровых машин для производства электроэнергии на собственные нужды требует в каждом конкретном случае внимательного анализа всех аспектов проблемы, но в любом случае, электроэнергия произведенная таким путем несоизмеримо дешевле, поставляемой АО-энерго. Возможно создание индивидуального источника энергии для данного потребителя на базе другой техники. Для этой цели могут быть применены дизельные установки мощностью от 100 кВт-э или газотурбинные электростанции мощностью от 0,8 МВт-э, также выпускаемые отечественной промышленностью. Создание дизельных и газотурбинных электростанций должно быть подкреплено серьезными экономическими расчетами, так как стоимость таких станций составляет величину порядка 400 и более (для малых мощностей) долл. США за установленный кВт электрической мощности. Рентабельность таких станций (сроки возврата вложенных средств порядка 6 лет) в первую очередь зависит от гарантированного сбыта 100% производимой электроэнергии и наличия потребителя, использующего тепло, в объемах не меньших чем 60-80% от его количества, получаемого при производстве электроэнергии. Дизельные и газотурбинные электростанции выпускаются так же и в контейнерном исполнении. Будучи укомплектованы системами утилизации тепла, они имеют коэффициент полезного использования энергии топлива не менее 75%. Такие электростанции являются прекрасными энергоисточниками для временных полигонов. III. Энергоснабжение научных центров Особняком стоят работы по теплоснабжению научных центров РАН, включающих в свой состав несколько институтов, с примыкающим жилым комплексом. При создании нового центра безусловно должна быть применена схема децентрализованного теплоснабжения, что убедительно показано на примере жилого микрорайона «Куркино» в г. Москве (см. статью В.Я. Шарипова «Варианты теплоснабжения жилого района Куркино» в журнале «Энергосбережение» №2, 2000 г.). При наличии существующего централизованного источника теплоснабжения (котельной), как показывает опыт работы в Пущинском научном центре (см. статью И.С. Шевченко, Е.А. Бузоверова «Анализ эффективности строительства и эксплуатации автономных источников теплоснабжения» в «Проблемах энергосбережения» №2(7), 2001 г.), наиболее рационально вкладывать средства в реконструкцию уже существующей котельной и теплотрасс. Что касается снабжения электроэнергией, то для научных центров полностью справедливы слова, сказанные в разделе 2.
В крупных городах США концентрация экономики так велика, что результаты их деятельности по энергосбережению и охране окружающей среды сопоставимы с усилиями многих развивающихся стран. Собственно, освоение больших сумм (в данном случае более $100млн.) для самых различных чиновников является привлекательным -- поэтому все больше и больше их обращается к возобновляемой энергетике, для которой и эти суммы кажутся небольшими. 28 января 2002 в качестве классического примера жизни по правилу «думай глобально, действуй локально» мэр Сан-Франциско Уилли Браун (Willie Brown) представил резолюцию, предлагающую в ближайшие 10 лет резко сократить выброс парниковых газов в городе. Если Наблюдательный Совет примет её, Сан-Франциско присоединится к списку, включающему уже 116 городов США, обещающих изменить методы производства и потребления электричества, строительства зданий, выбора городского транспорта и переработки мусора. Первым в этом списке в 1993 оказался Портлэнд (Portland). Сходные меры уже предприняли Бёркли (Berkeley), Оуклэнд (Oakland) и даже маленький Севастополь (Sebastopol). По Киотскому протоколу о рамочной конвенции Объединённых наций по изменению климата около 40 промышленных стран должны сократить выброс парниковых газов к 2012 году в среднем на 5.2% ниже уровня 1990 года. Хотя США подписали протокол, президент Буш отказался от участия США в этой программе, утверждая, что страна понесёт экономические потери, непропорциональные потерям развивающихся стран. Резолюция Сан-Франциско превосходит Киотский протокол: она призывает к 2012 году сократить местный выброс парниковых газов на 20% по сравнению с уровнем 1990 года. На прошлой неделе на конференции мэров США Браун похвастал двумя обязательными мерами, принятыми в ноябре на городском референдуме и способствующими замене обычных электростанций возобновляемой энергией. Предложение B одобрило выпуск доходных обязательств на $100 млн. для развития солнечной и ветровой энергетики. Предложение H дало Наблюдательному Совету полномочия одобрить выпуск доходных обязательств для деловых и жилищных солнечных проектов. Среди других программ, которые помогут городу достичь своей цели -- энергетически эффективные проекты новой больницы в лагуне Хонда (Laguna Honda) и офисного здания на Голден-Гэйт (Golden Gate -- золотые ворота), 525, а также предложение 4000 малым бизнесам энергетического аудита по программе «Экономящие энергию» (Power Savers). Городские службы должны покупать только транспортные средства с низким уровнем выбросов. Norcal Waste Systems переводит свой парк из 38 длинных грузовиков на сжиженный природный газ. В 2001 году пик городского потребления снизился по сравнению с 2000 на 95МВт -- до 850. Причины неясны, но вероятнее всего, это результат энергосбережения в течение прошлогоднего энергокризиса и экономического спада. В феврале городские власти обещали выпустить энергетический план, разработанный на основе определения размеров нынешнего использования электричества и проектирования будущего использования, основанный на различных стратегиях по возобновляемым источникам энергии, энергосбережению и эффективности
Мировой опыт повышения эффективности работы пароконденсатных систем. Мировой опыт углеродного рынка иустойчивое развитие российских регионов. Энергоэффективность. Проект. Мировой опыт повышения эффективности работы пароконденсатных систем. Главная -> Экология 
|