ZN.UA постоянно публикует материалы о состоянии энергетического хозяйства Украины, которое, являясь основой экономики страны, уже частично перешло и продолжает переходить в частные руки. Дай Бог, умелые. Потому что состояние энергорынка и энергосистемы, в частности, уже вызывает тревогу в связи с проблемами нынешнего и дальнейшего существования. Авторы публикаций ZN.UA не однажды предлагали различные варианты разрешения энергопроблемы. Несмотря на временную дешевизну российского импортного газа, украинское энергоемкое хозяйство в ближайшем будущем все равно столкнется с той же ржавой энергопроблемой. Но решать ее будет уже намного сложнее и затратнее. В предлагаемой статье авторы анализируют и аргументируют варианты возможного решения проблем энергоотрасли относительно доступно и быстро.
Большая часть существующих проблем энергетического хозяйства Украины связана с государственной политикой его становления и развития в предыдущие годы. В основу этой политики были заложены гигантомания и излишняя централизация энергетических мощностей.
Проблемы как следствие гигантомании
В 1960–1970 гг. на тэплоэнергостанциях (ТЭС) страны вводились в эксплуатацию энергоблоки мощностью по 150, 200, 300 и
800 МВт, а на ТЭЦ - теплофикационные установки от 50–100 до 250 МВт. Это привело к излишней централизации энергомощностей, которая в Украине стала одной из самых высоких в Европе.
В то же время из энергобаланса было исключено большое количество энергоисточников малой и средней мощности: закрыты сотни малых и мини-ГЭС и теплоэлектростанций на местном, а не привозном топливе, как это в основном имеет место на сегодняшний день.
Гигантомания приобрела такие масштабы, что в Украине были демонтированы энергоагрегаты среднего и низкого давления (90 атмосфер и меньше) с поперечными связями, которые даже в США до сих пор работают в полупиковом и пиковом режимах. Было уничтожено свыше ста агрегатов по 25–50 МВт, малые ТЭЦ областных и промышленных центров были переведены в режим котельных, что противоречит самому принципу комбинированной выработки тепла и электроэнергии как наиболее эффективному средству повышения технико-экономических показателей энергетики. Только на шести электростанциях "Донбассэнерго" и "Днепрэнерго" в 1960–1970-х гг. прошлого столетия были выведены из числа действующих 30 стомегаватных энергоагрегатов, которые имели достаточный запас прочности и ресурса работоспособности. И это несмотря на серьезные проблемы, создаваемые подобными экспериментами, в т.ч. социального плана.
Все это прикрывалось словами о техническом прогрессе и о замене устаревших агрегатов современными. Замещение этих выбывших мощностей и экономические потери, вызванные дефицитом электроэнергии, обошлись стране не менее чем в 5 млрд долл. в переводе на сегодняшние инвестиции. Из-за этого возникли проблемы с энергообеспечением регионов, не имевших своих энергоисточников. Ряд регионов Запада и Юга страны, а также Крыма стали испытывать острый дефицит электроэнергии из-за нарушений в работе линий электропередачи при неблагоприятных погодных условиях. Значительно ухудшились технико-экономические показатели теплоэнергетики из-за высокой концентрации мощности генерирующих источников при работе в сложных условиях суточного и недельного графика электрических нагрузок, значительных потерь энергии в электро- и теплосетях, морального и физического износа. Возникли проблемы с обеспечением надежного и бесперебойного электротеплоснабжения потребителей из-за острого дефицита маневренных мощностей. А также экологические проблемы из-за загрязнения окружающей среды в местах расположения крупных ТЭС и в промышленных регионах.
Топливные проблемы
как результат отказа от местных источников
Большие проблемы также вызваны политикой замены угля газомазутным топливом при сжигании в котельных установках. Вышеперечисленные проблемы решали наиболее простым и доступным в рамках командно-административной системы методом - переходом на преимущественное сжигание газомазутного топлива. Забыли слова великого химика Д.Менделеева о том, что сжигание углеводородов равносильно сжиганию ассигнаций…
Этот этап в нашей научно-технической литературе по энергетике последних десятилетий ХХ века получил свое название - "газовая пауза". Считалось, что одним махом можно решить все насущные задачи энергетики - и технические, и экономические, и экологические. Эта "газовая пауза" привела к тому, что уже в условиях рыночной экономики независимой Украины все шесть мощнейших энергоблоков по 800 МВт, установленных на Запорожской и Углегорской ТЭС (по три блока на природном газе), стоимость которых составила не менее 6,5 млрд долл., не эксплуатируются уже более 20 лет и приходят в техническую негодность.
Переход к рыночным отношениям, когда стоимость энергоносителей, ранее далекая от реальных мировых цен, возросла в десятки раз, показал, что в новых условиях топливная доктрина прошлого сдерживает экономическое развитие страны.
Вернуться к старой концепции на новой технической основе
Специалисты-энергетики и ученые для исправления тяжелых ошибок и просчетов прошлого предлагают вернуться к старой концепции сочетания централизованного и децентрализованного энергоснабжения на новой технической основе.
Предлагается внедрить передовые технологии сжигания твердого топлива. В первую очередь это касается технологии циркулирующего кипящего слоя (ЦКС) для восстановления 100-мегаваттных агрегатов на ТЭС, на которых они были ликвидированы, особенно при сжигании отходов углеобогащения. Для этого есть технические предложения от котлостроительных фирм Babcock Wilcox, Rafako, Foster Wheeler, Alstom, SES TLMACE, ABB CE, Stein Indastrie, Харьковского ЦКБи многих других. Однако ни одно из них не было реализовано. Не был даже проведен тендер по отбору лучших бизнес-предложений...
Существование апробированных технических решений, станционных зданий и сооружений, определенной инфраструктуры, близость источников топливоснабжения, наличие потребителей энергии и целый ряд других преимуществ развитых промышленных регионов свидетельствуют о выгодности внедрения проектов реанимации ранее демонтированных первых очередей ТЭС, которые сегодня используются в качестве складских, подсобных помещений и ремонтных участков. В этих сохранившихся производственных помещениях - котельных и машинных залах - можно разместить современные энергоагрегаты, что будет значительно дешевле, чем сооружать все с нуля.
Предлагается также разработать и реализовать технические проекты для внедрения источников энергии малой и средней мощности. При этом необходимо увеличить использование твердого топлива взамен природного газа.
Важное преимущество малой энергетики, базирующейся на современных принципах систем децентрализации энергоснабжения, состоит в том, что она значительно меньше влияет на окружающую среду и более гибко связана с непосредственными потребителями, что делает ее более эффективной. Примером может служить энергетика Китая, где в 50–60-е годы прошлого столетия во многих регионах строились ТЭС, на которых устанавливали до 20 агрегатов по 25 и 50 МВт. Но свою малую энергетику китайцы на слом не пускают, а разумно используют до сих пор.
Опыт промышленно развитых стран показывает огромные преимущества перехода от традиционного факельного сжигания твердого топлива и его отходов к сжиганию в разновидностях ЦКС-котлоагрегатов. Энергоблоки с их применением уже достигли мощности 200–300 МВт. На польской ТЭС "Лагиша" впервые в мире введен в эксплуатацию энергоблок мощностью 460 МВт на сверкритических параметрах пара.
Значительную роль в производстве электро- и теплоэнергии могут сыграть облэнерго, которые, будучи корпоратизированными или акционированными с определенной долей иностранного или просто частного капитала, располагают финансовыми средствами для внедрения региональных проектов развития энергетики. Они напрямую связаны с потребителями и взаимодействуют с ними, имея возможность предлагать наиболее эффективные проекты по энергосбережению. Кроме того, некоторые облэнерго имеют свои собственные энергоисточники малой и средней тепловой или комбинированной мощности. Их обновление в широком диапазоне, включая когенерационные установки, получает сегодня все больший размах.
К числу важных для экономики страны можно отнести крупные ТЭЦ: Белоцерковскую, Дарницкую, Днепродзержинскую, Калушскую, Кременчугскую, Криворожскую, Лисичанскую, две Мариупольских, Одесскую, Севастопольскую, Северодонецкую, Симферопольскую, Черкасскую, Черниговскую, Харьковскую. Их суммарная электрическая мощность превышает 3000 МВт, а потребление газа - 5–6 млрд кубометров в год. Согласно первоначальным проектам они использовали в основном уголь, но постепенно отказались от него, перейдя на газ. Тем не менее наличие угольного хозяйства, которое, естественно, потребует реконструкции, позволяет продуктивно решать вопрос возврата к сжиганию на ТЭЦ угля с соблюдением экологических стандартов европейского уровня. Каждая из ТЭЦ на основе маркетингового анализа требует индивидуального подхода к оценке показателей хозяйственной деятельности, уровня инвестиций, применимости тех или иных технических решений, разработки бизнес-проектов и их окупаемости.
Для абонентских ТЭЦ и котельных установок на промплощадках металлургических и коксохимических производств, а также в шахтерских районах можно предлагать установки различной мощности и конструктивного исполнения для сжигания накопленных в отвалах и терриконах отходов. Учитывая наличие доменного и другого промышленного газа, а также ожидаемые приросты добычи шахтного метана, можно предлагать комплектные когенерационные установки (КГУ).
Необходимо отдельно рассмотреть вопрос использования весьма значительных запасов бурого угля в качестве энергетического топлива. Стоит отметить относительную дешевизну открытой добычи этих видов топлива, а также отсутствие собственных энергоисточников для самообеспечения регионов,
достаточно низкую плотность населения, которая не требует применения особых мер экологической безопасности и позволяет без значительных инвестиций решать проблему не только замещения природного газа, но и угля шахтной добычи. В непосредственной близости от мест добычи этих видов топлив предлагается строить ТЭС мощностью 100–200 МВт с хорошо освоенными и безотказно работающими блочными агрегатами единичной мощностью 50 и 100 МВт. Применение бурого угля для котельных разного типа и назначения можно предлагать регионам, о которых шла речь выше. Примером использования бурого угля является современная Германия, где внедрены сверхмощные энергоблоки. Бурый уголь используют на ТЭЦ, промышленных и отопительных котельных. Работают также достаточно совершенные брикетные фабрики, обеспечивающие население бытовым топливом. Наряду с этим следует
серьезно задуматься над сжиганием биотоплива - соломы, древесных отходов и торфа.
Нельзя обойти вниманием тепловое хозяйство шахт и шахтных поселков, работающее практически на дармовом топливе, в чем и состоит его коммерческая привлекательность. Хотя следует признать, что шахтное энергохозяйство зачастую запущено, и необходимо искать варианты его реанимации для шахт, имеющих перспективу выживания. Благодаря инновационым технологиям, их можно реанимировать с минимальными затратами и превратить в источник не только тепла, но и электроэнергии, смонтировав небольшие турбогенераторы.
Преимущества
обновленной концепции
Восстановление местных и децентрализованных энергоисточников на основе новых достижений энергетической науки, замещение природного газа твердым топливом в большой, средней и малой энергетике, обеспечение энергетической самодостаточности регионов - вот ключевые проблемы не только энергетического хозяйства Украины, но и всей отечественной экономики.
Возврат к децентрализации энергетического хозяйства страны позволит широко использовать местные топливные ресурсы, получить дополнительное количество дешевой электрической и тепловой энергии, повысить надежность энергообеспечения регионов, снизить потери электрической энергии в электрических сетях.
Внедрение новых технологий сжигания по схеме "чистый уголь" позволит использовать в широких масштабах не только низкокачественный уголь, но и значительное количество отходов угледобычи и углеобогащения, складирование которых наносит огромный вред природе. Существенно увеличится также использование бурого угля, торфа и биомассы.
Предлагаемые мероприятия необходимо отразить в обновляемой Энергетической стратегии Украины на период до 2030 г.