|
| |
|
Главная -> Экология
Парниковый эффект и энергетика. Переработка и вывоз строительного мусораКогенерация - это комбинированный процесс одновременного производства тепла и электроэнергии внутри одного устройства - когенератора (миниТЭЦ). Когенератор представляет собой электрогенераторную установку с поршневым двигателем, работающем на природном газе (дизельном топливе, биогазе), оснащенную системой утилизации выделяемого тепла. Где применяются? Сфера применения когенераторов очень широка. Они могут вырабатывать энергию для нужд всех отраслей хозяйственной деятельности, в том числе: · на промышленных предприятиях, в сельском хозяйстве · в сфере обслуживания (пекарни, химчистки, и т.д.), в гостиницах, торговых и административных центрах · в жилых массивах, частных домах, больницах, курортных и лечебных заведениях, бассейнах, спортивных центрах и т.д. Когенераторы используются не только в качестве резервных, вспомогательных источников тепло- и электроэнергии, но и как независимые альтернативные мини ТЭЦ. Почему выбираем когенерационные технологии? В настоящее время в мировой энергетике прослеживается стойкая тенденция к увеличению производства и потребления энергии. Даже с учетом значительных структурных изменений в промышленности и перехода на энергосберегающие технологии, потребности в тепло- и электроэнергии в ближайшие десятилетия будут увеличиваться. Поэтому особо широкое применение когенераторов в странах Европы говорит о новой тенденции к развитию малой энергетики, как наиболее экономически эффективной и экологичной отрасли топливно-энергетического комплекса. В России необходимость в применении мини ТЭЦ для тепло- и энергоснабжения очевидна, поскольку качество центрального снабжения оставляет желать лучшего, да и монопольный характер российских энергоносителей (АО ***ЭНЕРГО ) вынуждает покупать электричество и тепло по недешевым тарифам. Таким образом, внедрение подобных установок позволяет существенно снизить затраты на потребляемую энергию, что дает существенный экономический эффект для конечного потребителя, а также решить проблему пиковых нагрузок, недостатков централизованных систем и тем самым обеспечить качественным, бесперебойным энергоснабжением.
Леонтий Чижищин Серьезность возможных тяжелыхпоследствий, вызванных увеличениемколичества парниковых газов (ПГ) ватмосфере и ожидаемым потеплением климата,привлекла внимание к данной проблемеклиматологов, биологов, экологов ипредставителей других смежныхспециальностей, а также различныхобщественных объединений. Не моглаоставаться в стороне от решения этойглобальной проблемы ООН, к котороймногократно обращались разныеприродозащитные организации и видныеученые. В соответствие с резолюцией ееГенеральной Ассамблеи, Международныйкомитет ООН по окружающей среде в 1992 г.подготовил текст рамочной Конвенции обизменении климата, и в том же годугосударства — члены ООН (в т.ч. Украина)рассмотрели и подписали ее на конференции вРио-де-Жанейро. Подписавшие взялиобязательства снизить до 2000 г. эмиссию СО2до уровня, который был у них в 1990 г., а такжепродолжать дальнейшее его снижение в XXIстолетии. Для координации действий повыполнению конвенции был создан высшийисполнительный орган — конференция сторон(КС), а для помощи ей в финансовых вопросахбыл привлечен Всемирный банк. Официальноконвенция вступила в действие только 1994 г.,а первое заседание КС состоялось только в1996 г. Хотя на дворе уже 2000 г.,практически никаких работ по выполнениюконвенции не сделано. Причина этого, на нашвзгляд, не в бюрократической неразберихе, ав недостаточном изучении всех связанных сэтим технических и финансовых вопросов.Создалось впечатление, что упомянутыйКомитет по окружающей среде подошел кпроблеме СО2 с такими же мерками, как ранее кзащите озонового слоя и снижению выбросов ватмосферу оксидов серы и азота, и поэтому необратил внимания на то, что дело здесь идетне об удалении из дымовых газовнезначительных по массе вредныхзагрязнений или замены хладоагентов, а обудалении основного продукта горения,который по массе больше, чем самое топливо (присжигании 12 кг углерода образуется 44 кг СО2). Надо отметить, что принятиюнедостаточно подготовленной конвенцииспособствовала позиция западноевропейскихстран, которые еще до конференции в Рио-де-Жанейроделали заявления об их готовности снизитьдо 2000 г. эмиссию СО2 до уровня 1990 г., а до 2010 г.сократить ее еще на 25%. В опубликованных тамматериалах рассматривались различныеспособы уменьшения антропогенной эмиссииСО2 — от повышения экономичностиэнергоустановок и использования топлив, неимеющих в своем составе углерода илисодержащего его в меньших количествах, доулавливания СО2 из дымовых газов иудерживания его в надежно изолированных отатмосферы хранилищах. Для финансированиявсех этих мероприятий были предложеныразличные прогрессирующие налоги на каждуюиспользуемую единицу топлива, но нигде неприводились расчеты затрат дляосуществления задуманных планов. А этизатраты в глобальном масштабе колоссальны.Например, для уменьшения эмиссии до 2010 г. на6,8 млрд. т по разным вариантам потребовалисьбы капитальные затраты в пределах 4 — 6 трлн.долл., а эксплуатационные расходы на уровне2010 г. составили бы около 200 — 400 млрд. долл.Все это выяснилось только после того, когдарешения конвенции стали рассматриватьспециалисты-практики, и поэтомунеудивительно, что на конгрессе КС в Киото вдекабре 1997 г. чаще всего задавался вопрос: «Ктобудет финансировать необходимые работы?». Под влиянием критическихзамечаний КС учредила Международнуюэкспертную комиссию и приняла ряддополнительных решений, которыесущественно изменили сам подход кантропогенной эмиссии СО2. Одним из такихподходов следует считать дополнениетребований по уменьшению эмиссиипредложением по созданию условий длядополнительного поглощения СО2 лесами,высаженными на пустующих землях. Хотя натаких землях, обычно мало пригодных длясельского хозяйства, навряд ли можноожидать поглощения его более 10 т за год с 1га спелого леса, но в этом уже проявляетсяэкологически взвешенное отношение к СО2,который является не только главным агентомпотепления климата, но также одним избазовых источников существования жизни наЗемле. Естьповод для сомнений Не известно, как реагировалиспециалисты других инженерных профессий напринятую в Рио- де-Жанейро конвенцию, нобольшинство энергетиков, связанных сиспользованием органического топлива,встретили ее с определенным скептицизмом. Впервую очередь их поразило требование поснижению выбросов в атмосферу СО2 до уровня1990 г., невзирая на ожидаемый значительныйприрост населения мира, что несомненнопотребует в будущем резкого увеличениярасходов энергии. Принятие конвенции состоялосьв начале постчернобыльского периода, когдане только в Украине, но и во всем мире,рушились до основания все надежды наядерную энергетику. Прежде всегоэнергетикам стало понятно, что эраископаемого топлива сохранится еще надолго,а с ней все вытекающие последствия дляокружающей среды. Вторым поводом для сомненийбыло придание антропогенной эмиссии СО2, нанаш взгляд, слишком большого влияния напотепление климата. Зная масштабызагрязнений окружающей среды, особенноморей и океанов, и темпы вырубки лесов,нетрудно было оценить, что намечаемыесокращения антропогенной эмиссии до 2010 г.несоизмеримо меньше, чем потеря источниковпоглощения СО2, синтезирующих биомассу.Поэтому сразу напрашивается ответ: речьдолжна идти не о сокращении эмиссии СО2, а обувеличении поглотительной способностифотосинтезирующей флоры. Для этой цели,видимо, следует рассматривать болееперспективный вариант, какимпредставляется нам использование всейгидросферы или ее отдельных бассейнов дляувеличения поглощения СО2 путем повышенияпродуктивности некоторых видовфотосинтезирующей флоры. В этом случаеодновременно могла бы решаться проблемаувеличения продуктов питания длявозрастающего населения мира, а возможно, иполучения энергоресурсов. Последнее отнюдьне из мира фантастики, т.к. текущийежегодный прирост биомассы наземных иводных растений, по энергосодержанию, напорядок больше от энергии всех видоврасходуемого в мире топлива. Разумеется,эти проблемы не столь просты. Речь должнаидти о контролируемом повышениибиологической активности водных бассейнов,которой можно управлять и тем самымисключить возможность возникновенияэкологических катастроф при ошибочномвыборе средств. Полагаем, что последнееслово в этом вопросе должны сказатьгидробиологи и биохимики и в стороне отрешения этих задач не должны оставатьсяученые Украины, которые в бывшем СССРзанимали в этих областях знаний ведущиепозиции. Самое большое затруднение прирешении проблемы ПГ, вероятно, возникнет ввопросах финансирования. Принятая в Рио-де-Жанейроконвенция и все последующие поправки идополнения не дали прямого ответа на вопрос— кто и сколько должен вложить средств длявыполнения необходимых работ. Принятые длявсех стран квоты эмиссии СО2 подостигнутому ими уровню в 1990 г. не совсемсправедливы и наносят удар поразвивающимся странам, т.к. им, практически,совсем нельзя эмитировать СО2 в атмосферу.Кажется, что наиболее совершенным решениембыло бы установление штрафов на всегосударства пропорционально количествувыбросов СО2 в атмосферу. Однако это тоженельзя рассматривать как безапелляционнуюсправедливость, ибо те государства, которыевошли в число индустриально развитых ивыпускали продукцию для всего мира (хотя непропорционально всем его жителям),оценивали ее без учета расходов на изъятиеСО2. А это значит, что «выгода» делиласьмежду жителями всего мира (хотя не всегдасправедливо). К тому же достигнутыйпрогресс в производственной деятельностиразвитых стран стал приобретением всегочеловечества, и сегодня малоразвитымстранам не нужно преодолевать тоттернистый путь поисков, которыйпреодолевали пионеры индустриализации.Поэтому для разрешения всех разногласий ипринятия хорошо выверенногокомпромиссного решения с четкимраспределением затрат и санкцийпотребуется еще много времени и не однаконференция. Взаимосвязи с энергетикой Хотя в конвенции нет упоминанийо роли тепловых станций в деле снижениявыбросов СО2, ее составители, видимо, все женадеялись на это. Такие предложения более 20-летнейдавности были опубликованы метеорологами ипредполагали улавливание СО2 из дымовыхгазов, его очистку, сжижение и захоронение вглубинах океанов. Однако, проведенные позаказу правительства США исследования вМассачусетском технологическом институтепоказали, что это наиболее затратныйвариант, требующий к тому жедополнительного сжигания топлива вколичестве до 30%. Поэтому навряд лиэлектростанции когда-либо будутиспользоваться в подобных целях. В то жевремя можно ожидать, что проблема ПГ можетсущественно изменить цены на первичныеэнергоносители, особенно на природный газ,который при сжигании на каждую единицуэнергии выделяет почти наполовину меньшеСО2. Если раньше считалось, что в начале XXIстолетия цены на природный газ будутежегодно повышаться на 1,2% (уголь — 0,7%, аядерное топливо — 0,4%), то можнопредполагать, что его стоимость будетповышаться значительно больше и это можетпотребовать пересмотра планов развитияэнергетической базы. В созданной ПГ ситуациивозрастает окупаемость затрат на повышениеКПД энергоустановок. В первую очередь этокасается мобильных и стационарных силовыхустановок, как основных источников эмиссииСО2. Хотя в меньших масштабах, нозначительно больший эффект в процентномотношении можно получить присовершенствовании теплогенерирующих итеплоиспользующих установок, какиндивидуальных, так и централизованных.Особенно большую экономию может датьрасширение комбинированной выработкиэлектроэнергии и тепла в системахцентрализованного теплоснабжения,построенного на новых, более совершенныхпринципах устройства тепловых сетей. Здесьуместно отметить, что в Западной Европе запоследние три десятилетияцентрализованное теплоснабжение икомбинированная выработка выросли в трираза. Альтернатива На основании отрывочныхинформационных данных, которые еще иногдапопадают в ведущие библиотеки Украины,можно предположить, что через 10—15 лет вовсем мире возобновится бум в строительствеАЭС, и не из-за того, что они не имитируют СО2,а потому, что во многих странахразрабатываются проекты новых, устойчивыхк авариям реакторов, которые даже в самыхэкстремальных аварийных случаях недопустят выброса радионуклидов вокружающую среду. Кроме этого, проводятсяпоиски методов усовершенствованиятопливного цикла, а также исследуются способырасщепления содержащихся в отходах АЭСдолгоживущих радионуклидов с цельюпревращения их в короткоживущиерадиоактивные продукты распада. Нельзя также исключитьпоявления новых радужных надежд на широкоеиспользование таких возобновляемыхисточников энергии, как солнечная радиация,ветер, морские волны и др., которые частобудоражат умы специалистов различныхпрофессий, непосредственно не связанных спроизводством и распределениемэлектроэнергии. К сожалению, многие из них всвоих рассуждениях забывают, что выработкаи потребление электроэнергии этоодномоментный и взаимосвязанный процесс,который, как правило, не совпадает повремени с возможностями указанныхальтернативных источников энергии. Кромеэтого, они не учитывают того, что каждыйустановленный киловатт мощности на такихэлектростанциях в течение годавырабатывает в 2—3 раза меньшеэлектроэнергии, чем на ТЭС, и не подозревают,что для таких альтернативныхэлектростанций нужно дополнительноустанавливать резервные мощности на ТЭСили ГЭС потому, что потребители, в том числесамые «зеленые», требуют беспрерывногоэлектроснабжения. Нужно также отметить, что внашем во многом еще «планово-убыточном»хозяйстве имеются значительные резервыэкономии энергии, но они только смогутпокрыть дополнительные ее потребности дляувеличения производительности труда исущественного повышения качествапродукции. Кроме этого потребуется немалоэнергии для улучшения санитарногосостояния предприятий и связанных с нимигородов и поселков, где выбросы вредныхгазов, пыли и загрязненных стоков в десяткираз превышают допустимые нормы. Поэтому прирассмотрении вопросов эмиссии ПГ порапрекратить разговоры о многократно высшейэнергозатратности промышленногопроизводства в Украине по сравнению сдругими индустриально развитыми странамимира. Такие «научные сентенции»генерируются некоторыми экономистами (и нетолько нашими!) на основании соотношениязатрат энергии и внутреннего валовогопродукта (EC/GDP), которое в развитых странахобычно меньше, чем в Украине. При этом они нехотят понять и проверить, что этоуменьшение энергозатрат происходит нетолько за счет широкого применениявысоконаучных технологий, а больше всегоблагодаря высоким доходам общества всферах, требующих лишь незначительныхзатрат энергии (финансы, коммерция, научныеисследования, проектные и конструкторскиеработы, изобретения, программноеобеспечение ЭВМ, средства массовойинформации, туризм, индустрия развлечения,учебные и лечебные заведения и др.). Нужнотакже помнить, что работающие с неполнойзагрузкой предприятия имеют повышенныеудельные расходы энергии на единицупродукции за счет постоянных энергозатрат,не зависящих от ее объемов (освещение,вентиляция, отопление и др.). На некоторыхпредприятиях эти постоянные энергозатратызначительно больше переменных, связанных свыпуском заданного количества продукции.Например, на глубоких обводненных изагазованных шахтах водоотлив и вентиляцияпотребляют до 85% электроэнергии, и поэтомуее удельный расход на 1 т добычи в несколькораз больше, чем на неглубокихмалообводненных и незагазованных шахтах. Для правильной оценкиэнергозатратности конкретных производствтребуется тщательное рассмотрение всех еесоставляющих, как прямых (местных заводских),так и тех, которые имеют место в смежныхобластях и во всех звеньях инфраструктуры.Только при таком рассмотренииэнергозатратности в пределах региона илигосударства можно получить достоверныеданные для дальнейшего анализа и сравнений. Источники:
Глобальное потепление обходится. Тепловые насосы. На коксохимзаводе ахметова постр. Новая страница 1. Путь к энергоэффективному будуще. Главная -> Экология 
|