Українські рецепти від власних хвороб
«І чужого научайтесь, й свого не цурайтесь».
З надзвичайним професійним інтересом ознайомився з інтерв’ю директора Інституту екології та енергозбереження Сергія Єрмілова, яке було опубліковане у газеті «День» від 31 березня №54 під назвою «Японські рецепти від наших хвороб». Справді, головне досягнення Японії — це виховання свідомості кожного громадянина країни про необхідність заощадження паливно-енергетичних ресурсів, впровадження найсучасніших технологій їх використання та нетрадиційних джерел енергії. Досягнення Японії тут безперечні й можуть бути прикладом для всіх країн.
Водночас викликає сумнів можливість і доцільність впровадження деяких японських рецептів від наших українських хвороб, які подані в інтерв’ю. Справді, японці можливо й мають найсучасніші енергетичні технології, зокрема, й котельні агрегати надкритичних параметрів (хоча до цього часу широко про них не було відомо). Вони можуть постачати своє обладнання в Україну (а хто не хоче постачати свою продукцію в інші країни?). Японія може надати кредити для спорудження в Україні потужного енергоблоку, вартість якого становитиме близько одного мільярда доларів (а яка благополучна країна не бажає надавати кредити бідній країні, щоб та була від неї залежною?).
Ну побудують нам цей енергоблок, а далі що? Будемо знову просити кредит на наступний енергоблок? Але ж відомо, що від підписання угоди про будівництво енергоблоку до його передачі замовнику мине термін не менше 36 місяців. Таким чином, один енергоблок Україну не врятує. Це не ліки від наших хвороб — це наркотик: сядемо на японську голку — і все життя будемо просити японське обладнання і виплачувати японські кредити.
Нам потрібні інші ліки, але для того щоб знати, які ліки потрібні, необхідно визначити хворобу. Якщо йдеться про теплову енергетику нашої країни, діагноз наступний — теплова енергетика дуже хвора, у неї передінфарктний стан:
1. ПИЛОВУГІЛЬНІ ТЕХНОЛОГІЇ СПАЛЮВАННЯ ПАЛИВА, ЯКІ ВИКОРИСТОВУЮТЬСЯ НА НАШИХ КОТЕЛЬНИХ АГРЕГАТАХ, ВІДСТАЛИ ВІД СУЧАСНИХ ТЕХНОЛОГІЙ НА 30 — 40 РОКІВ.
Передові країни вже давно використовують котельні агрегати з циркулюючим киплячим шаром (ЦКШ). Енергоблоки з такими котлами на цей час досягли потужності 200—470 МВт, у тому числі — з котлами надкритичних параметрів, забезпечуючи високу економічність, надійність, екологічну чистоту та маневреність. У світі широко розвиваються і використовуються інші технології: внутрішньоциклова газифікація вугілля у поєднанні з парогазовими установками, які дозволяють значно підвищити ККД використання палива, широко впроваджуються технології спалювання водовугільного палива, відбувається процес впровадження паливних елементів та теплових насосів тощо.
Спроби впровадження нових технологій спалювання вугілля на Старобешевській ТЕС (котел з ЦКШ) і Зміївській ТЕС (котел з плечовою топкою) були, на жаль, невдалими — вони тільки дискредитували нові технології. Інші технології спалювання вугілля у нас не впроваджуються уже впродовж багатьох років.
2. СТАРІННЯ ТЕХНОЛОГІЧНОГО ОБЛАДНАННЯ ТЕПЛОВИХ ЕЛЕКТРОСТАНЦІЙ КРАЇНИ ДОСЯГЛО КРИТИЧНОГО РІВНЯ.
Майже 80% енергоблоків, які є в Україні, уже відпрацювали свій парковий ресурс, інші наближаються до цього. Є технологічне обладнання, яке відпрацювало понад 300 тисяч годин при нормативі — 100 тисяч. За останні 30 років в Україні не введено жодного нового енергоблоку на теплових електростанціях.
Без теплових електростанцій не може існувати жодна країна, особливо та, у якій більше половини електроенергії виробляється на атомних електростанціях. Звичайно, необхідно розвивати атомну і гідроенергетику, що у нас і робиться. Але теплову теж потрібно розвивати для того, щоб регулювати частоту і потужність в енергосистемі.
3. В УКРАЇНІ ЗА 18 РОКІВ НЕЗАЛЕЖНОСТІ НЕ СПРОМОГЛИСЯ ПОБУДУВАТИ СВІЙ КОТЛОБУДІВЕЛЬНІЙ ЗАВОД.
На наших електростанціях в експлуатації перебуває 102 енергоблоки, і майже всі вимагають заміни. А на що міняти? І це при наявності в Україні розвинутої металургійної промисловості, яка може надати метал для виробництва енергетичного технологічного обладнання. Відомо, що для створення одного енергоблоку необхідно кілька тисяч тонн металу. Якщо не розвинемо свого котлобудування, будемо змушені закуповувати імпортне обладнання. Наприклад, такі відомі компанії, як Foster Whееler (Польща), SES Tlmace (Словаччина), Babkok Wilkoks (США) та інші, готові постачати свої котельні агрегати з циркулюючим киплячим шаром. До речі, компанія Foster Whееler свого часу пропонувала створити спільне з Україною виробництво котельних агрегатів. Такий завод компанія побудувала у Польщі (м. Сосновець). Він може бути взірцем розвитку взаємовигідної співпраці країн.
4. ВІДСУТНІЙ ДЕРЖАВНИЙ ПІДХІД ДО ВИКОРИСТАННЯ ВИДОБУТОГО ВУГІЛЛЯ.
Через недосконалість існуючих пиловугільних технологій спалювання палива на наших ТЕС видобуте вугілля вимагає збагачення, при якому втрачається до 50% його маси. У кожному кілограмі відходів збагачення залишається 1500 —1800 Ккал пальної маси, яка назавжди втрачається. Таким чином, наприклад, на Червоноградській збагачувальній фабриці у Львівській області накопичено понад 70 мільйонів тонн відходів, що створює значну екологічну загрозу для населення. Сотні мільйонів тонн відходів збагачення накопичено на шахтах і збагачувальних фабриках Донецького вугільного басейну.
Зважаючи на це, чи потрібно запозичувати нові японські методи збагачення вугілля, як радить Єрмілов? Якщо по-державному підходити до використання видобутого вугілля, то необхідно впроваджувати новітні технології для його спалювання без збагачення, повністю використовуючи всю його пальну масу. Необхідно впроваджувати нові технології, які дозволять спалювати рядове вугілля й накопичені до цього часу відходи вуглезбагачення.
Окрім того, вражає політика ціноутворення на вітчизняну вугільну продукцію. Правильно чинить наш уряд, надаючи щорічну значну матеріальну допомогу вугільній галузі. Але перманентне підняття тарифів на вугілля для можливості формування цієї допомоги може призвести до фінансової кризи теплової енергетики, адже у собівартості виробництва електричної енергії 80% становить паливна складова. Порівняльний аналіз тарифів на вітчизняне і закордонне вугілля з урахуванням його калорійності свідчить про те, що наше вугілля вже давно набагато дорожче від закордонного. Мабуть, неможливо благополуччя однієї галузі будувати на біді інших, особливо за рахунок теплової енергетики.
5. НЕ ВРАХОВУЮТЬСЯ НОВІ ТЕНДЕНЦІЇ У РОЗВИТКУ ТЕПЛОВОЇ ЕНЕРГЕТИКИ.
Тривалий час основною тенденцією розвитку теплової енергетики було будівництво все більш потужних енергоблоків, що дозволяло підвищувати їх економічність і надійність в експлуатації. Інша тенденція — це будівництво потужних електростанцій, кількість енергоблоків на яких доходила до 10 — 12, що значно ускладнювало експлуатацію і проведення ремонтів технологічного обладнання.
Сучасна тенденція — проектування й будівництво теплоелектроцентралей (ТЕЦ) малої потужності, які прив’язуються до окремого населеного пункту або виробничого комплексу. Їхньою особливістю є те, що вони будуються, як правило, поруч із джерелом місцевого дешевого палива (буре вугілля, сланці, торф, відходи вуглезбагачення тощо). Іноді джерело палива і ТЕЦ утворюють єдине підприємство, що дозволяє працювати на кінцевий продукт — електричну і теплову енергію — а, отже, значно зменшити собівартість їх виробництва.
Для України в умовах ринкової економіки будівництво малих електростанцій є надзвичайно важливою справою. Малі ТЕЦ можуть забезпечити електричною і тепловою енергією невелике місто або виробничий комплекс. Використання дешевого місцевого палива сприяє значному зниженню собівартості отриманої на ТЕЦ енергії, що значно зменшить собівартість продукції для цього виробничого комплексу і, відповідно, збільшить його прибуток. Слід зазначити, що потужні ТЕЦ не витримують конкуренції з малими, особливо з тими, які спалюють дешеве місцеве низькосортне паливо.
Визначивши хвороби теплової енергетики, можна приступати до рецептів її лікування, для чого потрібний комплексний системний підхід:
1. ОРГАНІЗАЦІЯ МАКСИМАЛЬНОГО ЕНЕРГОЗБЕРЕЖЕННЯ ЯК ПРИ ВИРОБНИЦТВІ, ТАК І ПРИ ВИКОРИСТАННІ ЕЛЕКТРИЧНОЇ Й ТЕПЛОВОЇ ЕНЕРГІЇ.
Це аксіома, яка не вимагає особливого підтвердження. Та більше: розрахунки вчених стверджують, що впровадженням ефективного енергозбереження можна запобігти будівництву нових атомних і теплових генеруючих потужностей, які передбачені Стратегією розвитку паливно-енергетичного комплексу України до 2030 року. Потрібно буде лише їх оновлювати з метою підвищення економічної ефективності, надійності роботи та екологічної безпеки. Головне в організації роботи з енергозбереження — це наявність коштів для її проведення та всебічна просвітницька діяльність і виховна робота з населенням країни для підвищення його свідомості з енергозбереження до рівня розвинутих країн, зокрема Японії.
2. ІНТЕНСИВНИЙ РОЗВИТОК ЕНЕРГЕТИЧНОЇ НАУКИ.
Необхідно залучити до інтенсивної наукової роботи тих науковців, які ще працюють, і повернути тих, хто може й бажає працювати саме в науці. Для цього необхідно запровадити пільги для розвитку науки, у тому числі — й пільги на оподаткування. Надзвичайно важливо залучити до цього процесу молодь, бо ж саме на її плечі незабаром ляже завдання розвитку енергетичної науки. Налагодити інтенсивну роботу ланцюга: гроші — наука — виробництво.
3. КОРЕГУВАННЯ ПОЛІТИКИ ЦІНОУТВОРЕННЯ НА ПАЛИВНІ РЕСУРСИ.
Ціни на них повинні бути значно меншими завдяки:
— усуненню проміжних організацій, які перепродають паливні ресурси і «накручують» ціни (постачальні компанії вугілля, облгази тощо);
— відмові в перспективі від збагачення вугілля за рахунок впровадження технологій спалювання рядового вугілля та відходів його збагачення;
— впровадженню системи ціноутворення палива з урахуванням його теплотворної здатності;
— впровадженню ринку енергетичного вугілля.
4. ПОБУДОВА В УКРАЇНІ КОТЛОБУДІВЕЛЬНОГО ЗАВОДУ.
Підстави для цього є: наявність великої кількості фізично і морально застарілого котельного обладнання, наявність потужної металургійної промисловості, необхідність створення потужного внутрішнього та зовнішнього ринків продукції.
Але тут важливо не помилитися з вибором технологій котельних установок — необхідно врахувати особливості вугільної бази України, яка характеризується низькою якістю вугілля (особливо західний регіон): висока зольність і вміст сірки, а також необхідністю дотримуватися міжнародних норм викидів шкідливих речовин в атмосферу. Найбільше для цього підходять котельні агрегати з циркулюючим киплячим шаром. І не потрібний нам гігантський завод на багато тисяч робочих місць і зі значними капіталовкладеннями, як пропонує Єрмілов. Достатньо невеликого виробництва на кшталт заводу компанії Фостер Віллер у м. Сосновець у Польщі.
5. ПРИДІЛЕННЯ УВАГИ РОЗВИТКУ МАЛОЇ (ДЕЦЕНТРАЛІЗОВАНОЇ) ЕНЕРГЕТИКИ З УРАХУВАННЯМ СУЧАСНИХ ТЕНДЕНЦІЙ.
Досвід розвинутих країн свідчить про те, що оптимальне співвідношення між величинами централізованої й децентралізованої генеруючої потужності має перебувати на рівні 51:49 з невеликою перевагою потужностей централізованої енергетики. В Україні це співвідношення становить 93:7, де 7% — децентралізовані потужності. Значні можливості щодо децентралізації електроенергетики може відкрити розвиток комунальної енергетики за рахунок впровадження технологій комбінованого виробництва тепла й електричної енергії.
У цьому напрямку є прогресивні розробки українських спеціалістів, які засновані на спалюванні палива у фонтануючому шарі в комбінації з попередньою термічною обробкою палива — аерофонтанна технологія, яка дозволяє отримати ККД перетворення енергії в межах 42—50%.
Другий напрямок — впровадження бінарного термодинамічного циклу перетворення енергії у паросилових установках з використанням у високотемпературній частині циклу води, а в низькотемпературній — речовини з низькою температурою кипіння і низьким значенням теплоти пароутворення. У разі оптимізації параметрів взаємодіючих теплових і матеріальних потоків такого бінарного циклу можливим є додаткове використання до 40 % теплоти пароутворення води, що співмірне з величиною корисного використання теплоти пароутворення води у найсучасніших паросилових енергетичних установках надкритичних параметрів.
На базі цих двох технологій можливе створення мережі ТЕЦ малої потужності. Їх особливість: можливість використання дешевого місцевого палива, що дозволить отримати дешеву електричну і теплову енергію.
Звичайно, перераховані рецепти можна було б обговорити і конкретизувати, можливо, надати інші. Але найголовніше полягає ось у чому: вони мають бути спрямовані на модернізацію енергетичного виробництва, зменшення енергетичної залежності країни та енергоємності національного продукту на основі цілісної системи ефективного управління паливно-енергетичним комплексом як усієї України, так і її регіонів.
І ще раз: «І чужого научайтесь, і свого не цурайтесь».
