|
| |
|
Главная -> Экология
Виз. Переработка и вывоз строительного мусораА.Каменец, президент Центра корпоративных отношений Электроэнергетический комплекс Украины занимал ведущее положение в электроэнергетике бывшего СССР по надежности и организации работы энергосистемы, освоению нового оборудования и внедрению новых технологий, квалификации персонала. В трудные годы становления независимой Украины именно благодаря запасу его прочности, когда энергоснабжение страны не прекращалось даже при неплатежах на уровне 40%, удалось удержать отечественную экономику на плаву, а затем и вывести на стабильный уровень. Эти годы не могли не отразиться на надежности работы оборудования электростанций, электрических и тепловых сетей, которые не ремонтировались в необходимых объемах. Не говоря уже о замене оборудования, отработавшего свой ресурс, а также реконструкции и модернизации, проводившихся разве что в единичных случаях. В настоящее время более 50% оборудования тепловых электростанций и сетей отработали свой ресурс. Электроэнергетика остро нуждается в инвестициях. С этой целью в начале 90-х годов энергетики Украины, первыми среди республик распавшегося СССР, разработали программу реформирования отрасли, которая предполагала проведение реструктуризации предприятий, внедрение рыночных механизмов и правил посредством создания оптового рынка электрической энергии, создание независимого регуляторного органа и механизмов государственного регулирования субъектов электроэнергетики. Конечная цель реформирования сводилась к созданию прозрачных правил работы на рынке электрической энергии и условий для привлечения на объекты инвестиций, в том числе и негосударственных. При этом приватизация предприятий рассматривалась как основной элемент создания благоприятного инвестиционного климата, необходимого для привлечения значительных капиталов в возрождение электроэнергетического комплекса. В результате организационные и структурные преобразования в электроэнергетике достигли беспрецедентного для Украины уровня, особенно заметного на фоне слабоконтролируемых монополий в нефтегазовом комплексе, на транспорте и в связи. Однако, начиная с 2001 года, после ухода Виктора Ющенко с поста премьер-министра преобразования затормозились. Доминирующим фактором этого торможения было нежелание чиновников различного ранга упустить возможность «ручного» влияния на субъекты отрасли и контроля финансовых потоков. Следствием этого стало появление целого ряда новых проблем и обострение старых: — НКРЭ не смогла создать единые прозрачные правила и методики формирования тарифов, что привело к совершенно необъяснимым перекосам в условиях работы генерирующих компаний и облэнерго; — в результате непродуманного ввода в строй двух новых атомных блоков в западных регионах страны при отсутствии там адекватного потребления увеличились дисбалансы в загрузке мощностей генерации; — большинство государственных предприятий отрасли, включая НАЭК «Энергоатом», перешли в состояние перманентного финансового банкротства; — ввиду физического и морального износа оборудования продолжала снижаться надежность работы энергосистемы. После избрания Виктора Ющенко президентом Украины поначалу появилась надежда, что рыночные преобразования в энергетике продолжатся. Однако действительность оказалась несколько иной. По неизвестным причинам (вероятнее всего, из-за недостаточной информированности президента страны) обновление руководящих кадров электроэнергетики произошло таким образом, что все функции управления де-факто оказались сконцентрированы в руках одной корпоративной группы. «Электроэнергетическое крыло» действующего правительства представлено исключительно выходцами из АК «Киевэнерго» (государственный пакет — 50% плюс 1 акция) — компании, обладающей беспрецедентными преференциями как со стороны государства, так и со стороны киевских властей. Иван Плачков повторно стал министром топлива и энергетики, Юрий Продан — его первым заместителем и по совместительству президентом «Энергетической компании Украины» (НАК «ЭКУ»), Валерий Кальченко занял пост председателя НКРЭ. Хотя каждый из трех упомянутых чиновников при старой власти достаточно длительное время занимал ключевые должности в энергетике (что видно из таблицы) и в полной мере несет ответственность за проблемы отрасли. После этого оказалось делом техники установить полный контроль над советом Оптового рынка электроэнергии. Этот орган самоуправления призван согласовывать интересы всех участников ОРЭ. Как он выполняет эту задачу в настоящее время, догадаться нетрудно, учитывая, что из десяти голосующих директоров совета восемь административно подчинены президенту НАК «ЭКУ». Следует добавить, что господа Плачков и Продан являются приверженцами жесткого административного стиля управления, основанного на недоверии к «чужим» и убежденности в том, что именно они знают, как должна быть организована работа отрасли и что именно необходимо для светлого будущего. Чем же отмечены первые полгода работы «новой» команды в правительстве? 1. Фактически ликвидированы рыночные принципы формирования цены на электроэнергию в ОРЭ, стимулирующие снижение затрат производителей. Искусственно созданные ограничения привели к тому, что ряд «чужих» генерирующих компаний с лучшими технико-экономическими показателями оказались загруженными меньше, чем затратные, но зато «свои» ТЭС. 2. Прекращены поставки в Россию электроэнергии, произведенной на атомных электростанциях. Соответствующее снижение доходов НАЭК «Энергоатом» тут же было компенсировано путем повышения цены на электроэнергию, отпускаемую АЭС в Оптовый рынок. 3. Через Кабинет министров в буквальном смысле «продавлена» идея внедрения административно устанавливаемых «единых» тарифов на электроэнергию, против которой высказывалось подавляющее большинство экспертов. Результатом внедрения таких тарифов будут еще один ценовой удар по основным бюджетообразующим отраслям промышленности и непрогнозируемый дисбаланс в расчетах на Оптовом рынке. «Единые» тарифы фактически ставят крест на десятилетнем пути, пройденном энергетикой от утверждаемого Госпланом прейскуранта до рыночных тарифов. 4. Последовательно реализуется идея вынудить нынешних собственников энергетических предприятий к продаже своего бизнеса с целью создания неких «публичных» акционерных компаний, которые будут контролироваться не акционерами, а чиновниками. При этом как досадное недоразумение замалчивается тот факт, что по всем показателям приватизированные компании работают несравнимо эффективнее, нежели государственные энергетические предприятия. 5. Активно пропагандируется концепция развития энергетики, упор в которой сделан на дальнейший рост энергоемкости производства. Такое весьма спорное видение приоритетов национальной экономики позволяет осваивать многомиллиардные бюджетные инвестиции, источником которых является инвестиционная составляющая в оптовой рыночной цене на электроэнергию (удельный вес этой надбавки в цене уже сейчас превышает 10%). 6. Усугубилась практика кулуарного принятия решений. Такой подход грубо противоречит задекларированной правительством открытости в деятельности органов государственной власти и лишает общество информации, объективно необходимой для стабильного функционирования экономики, создания здорового социального климата, особенно если речь идет о кардинальных изменениях «правил игры». Результаты указанных выше «новаций» не заставили себя долго ждать. Особо показателен значительный рост оптовой рыночной цены на электроэнергию (более 15% за последние шесть месяцев) и соответствующее увеличение розничных тарифов для потребителей. Резко снизились технико-экономические показатели генерирующих компаний. Достаточно сказать, что расход условного топлива на производство электроэнергии (один из основных показателей эффективности работы ТЭС) повысился до наихудшего за всю историю энергетики Украины уровня. Возросли показатели аварийности. Энергоблоки ТЭС за семь месяцев 2005 года выходили из строя 1258 раз — против 1078 раз за аналогичный период прошлого года. Указанные проблемы во многом являются следствием непродуманной кадровой политики, при которой квалифицированные кадры среднего звена вытесняются, а на их место назначаются удобные для манипулирования люди. Красноречивой иллюстрацией этого стало недавнее смещение Владимира Редина, главного диспетчера объединенной энергосистемы Украины и бесспорного авторитета в этой сфере, и назначение на его место политически лояльного работника. Поскольку новый главный диспетчер всего три года (с 2002-го по 2005-й) руководил диспетчерской службой «Киевэнерго», вероятнее всего, причиной такой замены стал не выдающийся профессионализм, а принадлежность к категории «своих» по отношению к министру людей. В этой связи уместно вспомнить массовые отключения электроэнергии в США и Италии, а также недавние инциденты в Москве и Крыму, когда последствия перерывов в электроснабжении испытали на себе миллионы людей. В значительной степени вина в системных авариях лежит на диспетчерских службах. Поэтому нам стоило бы помнить, что назначение на ключевые технические должности исходя из политических соображений создает реальную угрозу устойчивому электроснабжению потребителей, а значит, и безопасности государства. Для лучшего понимания того, к чему приводит подобная политика, уместно обратиться к опыту АК «Киевэнерго» — альма-матер нынешнего руководства энергетики. Даже беглый анализ показателей работы этой компании вызывает серьезные вопросы к ее руководству и, прежде всего, к Ивану Плачкову — бессменному председателю правления на протяжении последнего десятилетия (с недолгим перерывом в 1999 году). Несмотря на огромный валовой доход почти в 2 млрд. грн. в год, прибыль «Киевэнерго» всегда составляла несколько миллионов гривен. При этом не обеспеченная текущими активами кредиторская задолженность перед поставщиками и банками уже превысила 600 млн. грн. У «Киевэнерго» беспрецедентно высокие для энергопередающих компаний такого уровня сложности сетей потери электроэнергии, доходящие до 1 млрд. кВт.ч в год. Безнадежная задолженность потребителей компании, по словам председателя наблюдательного совета «Киевэнерго» Ивана Фоменко, перевалила за астрономический рубеж в 1 млрд. грн., что сопоставимо со стоимостью государственного и коммунального имущества, бесплатно переданного в управление компании. Информация о срыве выполнения инвестиционной программы, кредитуемой Всемирным банком под гарантии государства, угрозы зимнего отключения электрической и тепловой энергии в Киеве (вследствие системных неплатежей компании за газ) создают отнюдь не радужные перспективы для «флагмана украинской энергетики». Очевидно, все финансовые проблемы «Киевэнерго», где очень сильны позиции бизнесменов и столичных чиновников, будут решаться путем существенного роста тарифов на электрическую и тепловую энергию для киевских потребителей. Приведенный выше анализ свидетельствует, что реализуемая в электроэнергетике политика базируется на административно-командном подходе руководства ТЭК, полном непринятии инакомыслия и на послушании среднего управленческого звена, совершенно не готового отвечать за возможные последствия. Созданы условия, при которых кресла, которые занимают нынешние чиновники от энергетики, могут превратиться в электрический стул для всей страны, о чем мы все узнаем в тот момент, когда уже будет поздно что-либо исправлять. Очевидно, руководству страны стоит об этом задуматься.
В.В. Заддэ, кандидат технических наук Ситуация с энергоснабжением в России в последнее время становится все более тревожной. Неоднородность расположения электростанций привела к тому, что лишь 30% территории охвачено едиными электрическими сетями, а обеспечение электроэнергией остальной части страны осуществляется за счет локальных сетей либо отдельных генерирующих установок, как правило, дизель-генераторов, поэтому цена 1 кВт • ч электроэнергии в некоторых удаленных районах достигает 4 долл. В 2005 г. выбытие основных генерирующих мощностей в результате старения оборудования станций составит не менее 34% от существующего уровня, а к 2010 г. — 53% (то есть более половины!). Для замены устаревающего оборудования нужно ежегодно вводить 10 млн. кВт генерирующих мощностей, а с учетом прогнозируемого роста энергопотребления — не менее 15 млн. кВт в год. Для ввода 1 млн. кВт требуется не менее 1 млрд. долл. Таким образом, для поддержания и развития своей электроэнергетики Россия должна тратить около 15 млрд. долл.в год! Вызывает споры существующая структура используемых в энергетике энергоносителей: 44-46% — природный газ, 19-20% — уголь, 4-6% — мазут, 18-20% — гидроресурсы, 12-14% — ядерная энергия. При выработке только электроэнергии доля газа в топливном балансе сегодня еще больше — 65%. Многие специалисты считают, что одна из главных причин кризисных явлений в топливно-энергетическом комплексе связана с невозможностью поддержания добычи природного газа на достигнутом уровне в течение длительного времени. Газпром стабилизировал добычу газа практически на одном уровне — 520 млрд. м3 в год. При этом потребителям в 2001 г. поставлено 376.8 млрд. м3, в 2002 г. 371.6 млрд. м3. Экспорт газа в 2001 г. составил 141 млрд. м3, а в 2002 г. 150 млрд. м3. Отсюда возникает насущная необходимость повышать эффективность использования газа при производстве электрической и тепловой энергии. Положение усугубляется еще и тем, что сокращение промышленного производства на 50-60% по сравнению с 1991 г. не привело к соответствующему снижению потребления электрической и тепловой энергии. Несмотря на наличие большого резерва электрической мощности в региональных энергосистемах его невозможно использовать из-за падения потребления технологического пара промышленностью. В результате противодавленческие турбоэлектрические агрегаты теплоэлектроцентралей (ТЭЦ) фактически простаивают, а турбины остаются незагруженными. Если, как предсказывают авторитетные эксперты, в ближайшие годы потребление газа в энергетике снизится на 30 млрд. м3 в год, то это будет соответствовать падению выработки электроэнергии на 22%. Для компенсации дефицита топлива ряд специалистов предлагают увеличить добычу угля на 50-60 млн. т в год. Однако последнее означает не только необходимость перепрофилирования существующих газо-мазутных станций на уголь, строительство новых угольных станций, организацию дополнительных транспортных потоков, но и резкое увеличение воздействия на окружающую среду, что идет вразрез с подписанным Россией в 2004 г. Киотским протоколом по ограничению выбросов в атмосферу углекислого газа. Часть специалистов считают, что тенденция к увеличению роли газа правильная и ситуацию могут спасти современные парогазовые установки, поскольку их КПД в два раза выше, чем КПД традиционных энергоустановок. Другие уповают на ядерную энергетику, но при этом необходимо будет построить 16 атомных энергоблоков мощностью по 1000 МВт. Каждое из этих решений влечет за собой экологические и социальные проблемы, отдаленные негативные последствия которых окажутся во много раз серьезнее, нежели текущие выгоды. Плохо обстоят дела с генерацией и потреблением тепла. Сейчас в России работают около 700 ТЭЦ, 19 тыс. центральных тепловых пунктов и более 40 тыс. котельных, дающих тепло в жилые дома. Более 50% теплосетей требуют капитального ремонта. При общей протяженности теплосетей 183.3 тыс. км магистральной горячей водой пользуются всего около 50 млн. чел., то есть 35% населения. Традиционные централизованные теплофикационные системы не обеспечивают расчетной экономии топлива и общей эффективности. Тепловые потери при транспорте горячей воды на большие расстояния достигают 25% и более. Низкая надежность магистральных тепловых сетей приводит к частым нарушениям теплоснабжения, материальному и социальному ущербу. Неоправданно низкая цена топлива в СССР и строительство гигантских ТЭЦ, удаленных на десятки километров от потребителей, привели к появлению неэффективных систем передачи энергии, конструкций жилых домов и социальных объектов, промышленных предприятий, агрегатов, машин и механизмов во всех сферах хозяйства — от бытовых приборов до авиации. Используемые на сегодня способы транспортирования, преобразования и потребления энергии добываемого газового топлива имеют слишком низкий КПД. Рассмотрим их составляющие. Транспортировка газа до ТЭЦ. По экспертным оценкам, энергозатраты на обеспечение перекачки газа на тысячекилометровые расстояния эквивалентны потерям 20% энергии перекачиваемого газа (КПД = 0.8). Сжигание газа на ТЭЦ и выработка электрической и тепловой энергии. В лучшем случае КПД ТЭЦ составляет 0.7. В целом по России средний КПД ТЭЦ с учетом расходов энергии на собственные нужды составляет не более 0.5. Доставка энергии жилищно-коммунальному хозяйству (ЖКХ) и предприятиям. На протяженных теплотрассах с плохой изоляцией, протечками, авариями и плохим регулированием теряется от 20 до 40% энергии. В целом при доставке энергии потребителю КПД = 0.75. Передача электроэнергии на большие расстояния с многочисленными преобразованиями по напряжению приводит к потерям не менее 10% электроэнергии (КПД = 0.9). Потери тепла в ЖКХ и низкий КПД = 0.3 обусловлены недостаточной теплоизоляцией ограждающих конструкций зданий, щелями в стыках бетонных плит, в дверных и оконных проемах, высокой теплопроводностью остекления, отсутствием современного регулирующего оборудования в системах отопления и горячего водоснабжения, сбросом горячей воды в канализацию и выбросом теплового воздуха через вентиляцию, низкой эффективностью бытовых электроприборов и т.д. Рис. 1. Потери энергии на этапах от добычи топлива до доставки тепла потребителю (в относительных единицах). На рис. 1 показаны потери энергии на указанных этапах и расход энергии газа от этапа к этапу в относительных единицах. Если принять энергию газового топлива на этапе добычи за 100%, то в итоге полезно используется только 9% этой энергии. Отсюда истоки всех бед нашей энергетики, промышленности и ЖКХ. В условиях перехода к социально ориентированным рыночным отношениям целесообразность ориентации на централизованное энергоснабжение от крупных источников становится сомнительной. В СССР заботились только о централизованном энергоснабжении, поэтому структура энергопотребления весьма отличалась от других промышленно развитых стран, где всегда должное внимание уделялось автономному энергоснабжению. По этой причине в капиталистических странах хорошо развитым оказалось производство малых генерирующих мощностей (от сотен ватт до десятков киловатт) и уже теперь существенное значение приобрела малая энергетика. Согласно официальным данным, в 2001 г. в России на долю возобновляемых источников энергии (ВИЭ) приходилось всего чуть более 0.16% общего энергопроизводства. На 2001 г. в России действовали: одна геотермальная станция мощностью 11 МВт, 1500 ветрогенераторов мощностью от 0.1 до 16 кВт, 50 микро- и 300 малых ГЭС общей мощностью около 0.2 МВт, одна приливная станция мощностью 400 кВт, солнечные батареи общей мощностью около 100 кВт, солнечные коллекторы площадью около 100000 м2, 3000 тепловых насосов общей мощностью около 8 МВт. Более половины указанных генерирующих мощностей были введены в строй еще в 70- 80-е гг. XX века. Обращает на себя внимание мизерная доля солнечной энергии, получаемой с помощью фотопреобразователей. К 2005 г. планировалось увеличить долю ВИЭ до 0.5% от общероссийского производства энергии, но эти планы вряд ли будут выполнены. Хотя даже если эти цифры и были бы достигнуты, в относительных показателях это в 30 раз, а в абсолютных — в 150 с лишним раз меньше, чем в США. Развитие микроэнергетики Человечеству для удовлетворения своих энергетических потребностей достаточно утилизировать всего 5% солнечной энергии, падающей на 0.13% поверхности земного шара, и, тем не менее, производимой энергии не хватает. Ряд обстоятельств указывают на то, что в производстве электроэнергии должны произойти революционные изменения. Одним из них является формирование новой отрасли — микроэнергетики, связанной с производством энергии при помощи рассредоточенных компактных маломощных (от ватт до десятков киловатт) источников различной природы: газопоршневые двигатели, солнечные батареи, ветрогенераторы, водородные топливные элементы и т.д. Микроэнергетика затрагивает проблемы выработки не только электричества, но и тепла (когенерация), и холода (тригенерация). В силу неоспоримых достоинств используемых при этом новых технологий микроэнергетика становится популярной в самых разных странах. Эффективность микроэнергетики подтверждается значительным интересом, проявляемым к ней гигантами современной индустрии, начинающими переключать свои ресурсы на использование ВИЭ и создание мини-электростанций, которые можно размещать рядом с потребителем. Увеличение доли децентрализованного производства электроэнергии и тепла экологически чистыми мини-электростанциями приведет в недалеком будущем к подключению к энергосистеме десятков миллионов малых независимых производителей энергии, а число крупных экологически опасных электростанций будет сокращаться. Такая тенденция обусловлена, с одной стороны, угрозой изменения климата на планете, с другой стороны, децентрализация выработки энергии увеличивает энергетическую безопасность регионов и страны в целом. Распределенное и бестопливное производство энергии с использованием местных ресурсов снижает затраты и риски стран-импортеров нефти. Все, что сейчас происходит с микроэнергетикой, очень напоминает историю становления и развития мобильной телефонной связи. В свое время телефония, как и энергетика, традиционно использовала разветвленную, дорогостоящую и протяженную структуру, что автоматически превращало производителей в естественных монополистов. Но подобное обстоятельство только вредит развитию техники. Нынешнее становление микроэнергетики фактически означает конец естественной монополии большой энергетики, представляющей собой систему электростанций, линий электропередач, теплотрасс и распределительных подстанций. Микроэнергетические когенерационные установки, дающие электричество и тепло, зачастую обладают большим КПД, чем наиболее совершенные традиционные ТЭЦ, поэтому уже сейчас произведенная на них энергия может оказаться дешевле. Коэффициент использования энергии топлива достигает 94%. Подобные установки с большим успехом могут быть установлены в частных сельских домах и коттеджах. Современная надежность традиционных источников и энергетических сетей дает гарантию работоспособности в течение 99.9% времени при продолжительности отказа ежегодно не более 8 ч. Однако многим современным производствам нужна еще более высокая надежность. Достичь ее можно лишь при переходе на микроэнергетические установки и новые принципы работы энергосетей. Солнечные батареи и коллекторы уже сейчас являются эталоном экологически чистых источников энергии. Использование микроэнергетикой газового топлива сравнительно спокойно воспринимается экологами. Микроэнергетика позволяет потребителю стать независимым от состояния централизованных электрических и тепловых сетей, надежность которых стремительно падает. Тенденции последних лет свидетельствуют, что управляемая компьютерами огромная энергетическая сеть может оказаться уязвимой и беспомощной для ударов стихии и террористов. Особенно велики перспективы микроэнергетики в развивающихся странах и странах с переходной экономикой, многие из которых испытывают серьезные трудности из-за состояния своих энергосистем. Использование микроэнергетики позволило бы этим странам перешагнуть в развитии энергетики через этап создания гигантских электростанций подобно тому, как многие страны сейчас перешагивают через традиционную телефонную связь, переходя сразу к беспроводной, мобильной связи. Кардинальное изменение системы выработки энергии, связанное с развитием микроэнергетики, неизбежно приведет к смене структуры сети доставки и распределения энергии. До сих пор электричество и тепло поступали в одном направлении — от крупных электростанций к розеткам и батареям домов потребителей. На односторонний поток энергии ориентированы пока все энергетические сети. Появление микроэнергетики создает возможность обратного потока излишков энергии от небольших производителей в сеть и ведет к необходимости объединения малых генерирующих мощностей в локальные сети. Таким образом, владелец микроэнергетической установки сможет выступать в роли как потребителя, так и поставщика энергии, продавая излишки через общую сеть. Новые схемы релейной защиты и управления позволят включать «микрогенераторы» в основную электросеть, что сделает их похожими на телекоммуникационные сети. Уже разработаны гибкие системы передачи переменного тока, являющиеся маршрутизаторами потока электроэнергии и способные оперативно направлять требуемое ее количество в нужное место. Несмотря на определенные трудности, микроэнергетика стремительно развивается, особенно та часть, которая связана с ВИЭ. Согласно прогнозам Мирового Энергетического Конгресса, к 2020 г. в США, Германии, Японии, Великобритании и других развитых странах доля экологически чистых ВИЭ в производстве энергии составит более 20% (20% потребления энергии в США — это все энергоснабжение России). К 2020 г. Европа планирует осуществлять .теплоснабжение 70% жилых домов за счет экологически чистой энергии, в том числе солнечной. Проблема утилизации экологически чистой солнечной энергии волнует человечество с незапамятных времен, но только недавно успехи в этом направлении позволили начать формирование экспоненциально развивающегося рынка солнечной энергетики. К настоящему времени основными способами прямой утилизации солнечной энергии является преобразование в электрическую и тепловую энергию. Солнечные генераторы электричества и тепла не только несут энергию в дома, но и спасут от экологических катастроф миллионы жизней. В 2003 г. мировой выпуск фотоэлектрических преобразователей уже превысил 500 МВт в год. Солнечная энергия все более активно используется также для генерации тепла. В мире работают уже более 2 млн. тепловых гелиосистем. В США общая площадь солнечных коллекторов превысила 10 млн. м2, в Японии — 8 млн. м2. В США и Японии работают также более 5 млн. тепловых насосов, более 100000 ветрогенераторов. Активно ведутся исследования в области создания генерирующих мощностей на базе водородного топлива. Во всех развитых странах принято специальное законодательство, стимулирующее развитие ВИЭ путем создания системы льгот как для производителей, так и для потребителей. В большой энергетике заметное место уже заняла ветроэнергетика. Сейчас это один из наиболее быстро растущих секторов энергетики в мире (прирост 24% в год). В Европе ветрогенераторы стали привычным элементом пейзажа. В Дании 13% электроэнергии вырабатывается с помощью ветроагрегатов, половина турбин изготавливается именно в этой стране. Помимо ветрогенераторов, гелиосистем и водородных топливных систем достаточно перспективными для мини- и микроэнергетики представляются тепловые насосы, энергетические системы на базе мини- и микрогидрогенераторов. В современной микроэнергетике уделяется внимание генераторам энергии, работающим и на традиционном топливе. Особенно вырос интерес к газопоршневым двигателям, поскольку на их базе научились создавать когенерационные и тригенерационные установки, вырабатывающие одновременно не только электричество и тепло, но и холод. Такая многофункциональность повышает КПД установок на 40% и в два раза снижает выбросы оксида углерода в атмосферу. В последнее время все большее распространение получают комбинированные системы, сочетающие использование преобразователей солнечной энергии (солнечных батарей и солнечных коллекторов) и газопоршневых двигателей с когенерацией тепловой и электрической энергии. Отличительной особенностью таких систем является возможность длительного бесперебойного функционирования в автономном режиме без подключения к централизованным энергосистемам при минимальном расходе газового топлива. В настоящее время в России полностью реализовать свой потенциал микроэнергетике не дают некоторые организационные проблемы, суть которых состоит в отсутствии системы стандартов и правовой базы для внедрения ВИЭ. Продолжающаяся поддержка государством традиционных производителей энергии препятствует выходу на рынок продаж энергии частных владельцев источников энергии, при этом ссылаются на несоблюдение ими правил безопасности и требуют проведения длительных и дорогостоящих проверок. Государственная поддержка развития ВИЭ в России должна заключаться не в увеличении бюджетных расходов, а в создании благоприятных условий производителям и потребителям оборудования. Это, в первую очередь, свободный доступ на рынок электроэнергии, льготное присоединение к электрической сети и регулирование энергетических тарифов и налогов на выбросы и загрязнение окружающей среды. Эффективность тепло- и электроснабжения от мини-ТЭЦ В России одним из перспективных направлений совершенствования топливно-энергетического комплекса и обеспечения максимальной экономии топлива может стать создание систем теплоснабжения на базе мини-ТЭЦ с использованием газопоршневых или микротурбинных установок, работающих на природном газе и способных дать существенный экономический эффект от комбинированной выработки электрической и тепловой энергии (когенерации). С учетом затрат на обслуживание, при средней стоимости 1 кВт установленной электрической мощности, равной 600 долл., срок окупаемости мини-ТЭЦ составляет всего 3-4 года. При решении вопроса о строительстве мини-ТЭЦ необходимо принимать во внимание их преимущества по сравнению с традиционными большими паро- или газотурбинными электростанциями: меньшую себестоимость выработки тепла и электроэнергии, высокий КПД (до 94%), относительно небольшой объем капиталовложений, короткий срок проектирования и строительства, восприимчивость к переменным нагрузкам, меньшую стоимость передачи и распределения тепла и электроэнергии, низкий уровень вредных выбросов, простоту эксплуатации, меньшие эксплуатационные затраты. Автономная работа когенератора позволяет обеспечить потребителей электроэнергией со стабильными параметрами по частоте и напряжению, а также тепловой энергией со стабильными параметрами по температуре и качеству горячей воды. Потенциальными объектами для применения когенерации в России могут быть промышленные производства, больницы, объекты ЖКХ, газоперекачивающие и компрессорные станции, котельные и т.д. В результате внедрения комбинированных источников возможно решение проблемы обеспечения потребителей теплом и электроэнергией без дополнительного строительства мощных линий электропередачи и теплотрасс. Приближенность источников к потребителям позволит значительно снизить потери на передачу энергии и улучшить ее качество, а значит, и повысить в целом коэффициент использования энергии природного газа. Газ не только самый дешевый, но и достаточно экологически чистый вид топлива. При широкомасштабной газификации России должна снизиться нагрузка на электросети из-за ненужности многочисленных электронагревательных устройств и в перспективе старые электрические сети могут использоваться для развития малой энергетики в сельской местности со всеми преимуществами комбинированного способа выработки электрической и тепловой энергии. Старые тепловые сети можно использовать для подачи по ним газового топлива, при этом срок их службы многократно увеличится, к тому же достаточно задействовать из двух труб всего одну. Со временем собственная домашняя электростанция на селе может стать столь же привычной в повседневной жизни, как сегодня автомобиль. Когенераторы хорошо вписываются в параллельную работу с энергосетью города, покрывая недостаток генерирующих мощностей и позволяя разгрузить электрические сети. В крупных городах уже начали создавать мини-ТЭЦ на крышах зданий, к которым достаточно подвести только холодную воду и газ. Капитальные затраты на когенератор быстро окупаются за счет низкой себестоимости энергии в целом. Обычно полное возмещение капитальных и эксплуатационных затрат достигается после 3-4 лет эксплуатации. Если когенератор работает при 100%-ной нагрузке круглогодично, когда он питает нагрузку в непрерывном режиме или работает параллельно с сетью, это позволяет снизить ежегодные расходы на электро- и теплоснабжение по сравнению с энергоснабжением от энергосистем примерно на 100 долл. за 1 кВт номинальной электрической мощности. Энергосистема приобретает дополнительную генерирующую мощность без каких-либо затрат на строительство электростанции и может продавать полученную дополнительную энергию по более выгодному тарифу. Население России предпочитает хранить сбережения дома, тогда как вложение денег в покупку собственной экологически чистой микроэлектростанции и продажа собственной электроэнергии сетевой электрической компании по заранее определенной цене в течение 20 лет работы установки может оказаться более привлекательной операцией, чем вложение средств в сомнительные фонды и частные банки. С учетом инфляции в России прибыль 15-20% годовых устроила бы многих граждан и содействовала бы привлечению иностранного капитала. Роль государства при этом сводится к гарантированию правил игры на финансовом рынке энергоресурсов и страховании рисков. Что при этом выиграет государство? Оно оживит неработающий частный капитал, создаст тысячи новых рабочих мест, улучшит состояние окружающей среды за счет снижения выбросов CO2, сохранит ископаемое топливо для следующих поколений и повысит энергетическую безопасность страны за счет рассредоточенного бестопливного производства энергии. Наконец, государство улучшило бы материальное благополучие и физическое здоровье населения. Выиграла бы и сетевая компания. У нее уменьшатся потери на передачу энергии и снизится пиковая нагрузка на электростанции. Техническая реализация Когенерационная установка состоит из четырех основных частей: первичного двигателя, электрогенератора, системы утилизации тепла и системы контроля и управления. Таблица 1 Классификация мини-ТЭЦ по виду применяемого теплового двигателя Двигатель Используемое топливо Диапазон мощно- стей, МВт Соотношение тепло: элект- роэнергия КПД электр., % КПД общий, % Паровая турбина Любое 1-1000 3:1-8:1 10-20 до 80 Газовая турбина Газ, биогаз, дизель- ное топливо, керосин 0.25-300 1.5:1-5:1 25-42 65-87 Парогазовая установка Газ, биогаз, дизель- ное топливо, керосин 1-300 1:1-3:1 35-55 73-90 Поршневой двигатель с воспламенением от сжатия (дизель) Газ, биогаз, дизель- ное топливо, керосин 0.2-20 0.5:1-3:1 35-45 65-90 Поршневой двигатель с воспламенением от искры Газ, биогаз, керосин 0.003-6 1:1-3 :1 35-43 70-90 Когенерационные системы, как правило, классифицируются по типу первичного двигателя, генератора, а также по типу потребляемого топлива (см.табл.1). В зависимости от существующих требований, роль первичного двигателя может выполнять поршневой двигатель, паровая или газовая турбина. Львиная доля новых мощностей когенерации в мире — это парогазовые системы когенерации, основанные на комбинации газовой и паровой турбины, эффективные только при достаточно больших мощностях (свыше 30 МВт). Рис. 2. Удельная стоимость газовых поршневых и турбинных установок. Рис. 3. Удельный расход топлива газовой поршневой (ГПД) и турбинной(ГТД) установками. На сегодняшний момент возможными приводами генераторов для децентрализованных малых ТЭЦ являются газовые поршневые (ГПД) и газотурбинные двигатели (ГТД). При единичных мощностях менее 3.5 МВт наименьшую удельную стоимость оборудования имеют поршневые машины (рис. 2). Расход топлива и эксплуатационные затраты напрямую связаны со сроком окупаемости оборудования станции. Удельный расход топлива на выработанный киловатт-час меньше у газопоршневой установки, причем при любом нагрузочном режиме (рис. 3). Это объясняется тем, что КПД поршневых двигателей составляет 36-45%, а газовых турбин — 25-34%. Рис. 4. Эксплуатационные затраты на электростанцию мощностью 5 МВт с ГТД и ГПД. Эксплуатационные затраты на тепловую электростанцию с поршневыми двигателями ниже, чем на электростанцию с газовыми турбинами (рис. 4). Резкие скачки на графике для ГТД связаны с ремонтом двигателя. У ГПД таких скачков нет, так как их ремонт стоит значительно меньше. Сравнение газопоршнёвых и газотурбинных двигателей по другим показателям приведено в табл.2. Сравнение турбинных и поршневых двигателей для применения на мини-ТЭЦ показывает, что установка газовых турбин наиболее выгодна на крупных промышленных предприятиях, которые имеют значительные электрические нагрузки (больше 8 МВт), высококвалифицированный персонал для эксплуатации установки и ввод газа высокого давления. Таблица 2 Сравнение газопоршневых и газотурбинных двигателей Показатель Газопоршневой привод (ГПД) Газотурбинный привод (ГТД) Ремонтопригодность Ремонт производится на месте и требует меньше времени Ремонт производится на специальных заводах: необходимы затраты времени и средств на транспортировку, центровку и т.д. Экономичность КПД мало меняется при нагрузке от 100 до 50% мощности КПД резко снижается на частичных нагрузках Удельный расход топлива при 100 и 50% нагрузках 0.264-0.329 м3/кВт • ч 0.375-0.503 м3/кВт • ч Падение напряжения и время восстановления после 50% роста нагрузки 22% 8 с 40% 38 с Влияние переменной нагрузки Работа при нагрузках менее 50% сильно влияет на частоту обслуживания Работа при частичных нагрузках (< 50%) не влияет на состояние турбины Требования к газу Не требует компрессора для дожима газа, рабочее давление газа на входе - 0.1-0.35 бар Рабочее давление газа на входе от 5 бар, требуется газ высокого давления или дожимной компрессор Обслуживание Останов после каждых 1000 ч работы, замена масла; кап.ремонт через 72000 ч на месте Остановка после каждых 2000 ч; кап. ремонт через 60000 ч, выполняется на специальном заводе Малые тепловые электростанции на базе газопоршневых двигателей перспективны в качестве основного источника электроэнергии и теплоты на предприятиях самого широкого диапазона деятельности: в сфере обслуживания (гостиницы, санатории, пансионаты); в промышленности (деревообрабатывающие и химические предприятия); в сельском хозяйстве (тепличные хозяйства, птицефермы и животноводческие комплексы).
Возобновляемые источники энергии вбелоруси. Энциклопедия света. Экологические затраты производителей энергоресурсов. Новая страница 1. К вопросу о новой роли аэско. Главная -> Экология 
|