Выбросы

Присоединившись к Европейскому Энергетическому сообществу, наше молодое, неопытное государство взяло на себя очень тяжелые обязательства - выполнить требования Директивы Европейского парламента и Совета Европейского Союза 2001/80/ЕС "Об ограничении выбросов некоторых загрязняющих веществ в атмосферу от крупных установок сжигания". Следовательно, к 31 декабря 2017 г. Украина обязалась достичь на энергогенерирующих установках предельно допустимых норм эмиссии золы, оксидов серы и азота (рассчитываются в миллиграммах в нормальном метре кубическом, или мг/нм³). Причем без каких-либо условий и переходного периода. По мнению многих специалистов энергоотрасли, требования указанного документа для Украины почти непосильны как по срокам, так и по необходимым инвестициям.

Согласно требованиям Директивы 2001/80/ЕС за неполные восемь лет Украине необходимо в 20 раз сократить выбросы вредных веществ в атмосферу. Если валовые выбросы в 2009 г. составили 1127 тыс. т, то в соответствии с требованиями директивы к началу2018 г. они должны быть сокращены до 56 тыс. т.

Перед Украиной встают задачи по неуклонному снижению выбросов вредных веществ от теплоэнергетических установок с разработкой соответствующих программ, определением целей и задач, мероприятий и сроков их выполнения, а также механизмов мониторинга. Также необходимо достичь в сжатые сроки европейского уровня предельно допустимых выбросов от энергогенерирующих установок, требующих переоснащения и модернизация с использованием высокоэффективных систем очистки дымовых газов, стоимость которых составляет 20–25% от стоимости основного теплоэнергетического оборудования. Все эти проблемы Украине придется решать.

Необходимо отметить, что подавляющее большинство тепловых электростанций Украины введено в эксплуатацию в 1960–1980 гг. прошлого века. В то время концентрация вредных веществ в сбросовых дымовых газах не подлежала нормированию. Дымовые газы предполагалось очищать только от золы в электрофильтрах или аппаратах мокрого типа. Серо- и азотоочистные установки еще не были достаточно отработаны даже в технологически развитых странах. Считалось, что необходимые санитарно-гигиенические условия можно обеспечить за счет рассеивания вредных веществ через высотные дымовые трубы.

Поэтому до сих пор на отечественных тепловых электростанциях дымовые газы очищают только от золы с помощью электрофильтров и золоуловителей мокрого типа, эффективность которых далека от европейских норм в 30–50 мг/нм³. Дымовые газы до сих пор не очищаются от оксидов серы, концентрация их выбросов составляет до 8000 мг/нм³ при европейской норме в 200–400 мг/нм³. Отсутствуют также установки по очистке дымовых газов от оксидов азота, регулирование которых осуществляется только технологическими методами, при этом концентрации выбросов оксидов азота достигают 600–2000 мг/нм³ по сравнению с нормой ЕС в 200–600 мг/нм³.

Выполнение норм указанной выше директивы Евросоюза усложняется тем, что функционирование украинских тепловых электростанций связано с рядом негативных аспектов. Большинство ТЭС находятся в эксплуатации 40–50 лет, отработали по два нормативных парковых ресурса (свыше 200 тыс. часов), предельно изношены.

К тому же тепловые электростанции Украины укомплектованы энергоблоками с очень тесной застройкой, на которых земельные площади для строительства серо- и азотоочистных установок в то время не предусматривались. Кроме того, до 50–60% электроэнергии в Украине производят атомные электростанции, работающие в базовых режимах, поэтому суточные, выходные, сезонные графики нагрузок в энергосистеме Украины регулируются с помощью ТЭС (практикуются частые остановки котлов на ночь, в выходные с повторными пусками); из-за этого много котлов используется менее 3000 ч/год. Эти непроектные, низкоэкономичные маневрово-пиковые режимы со значительным количеством пусков и остановок служат причиной дополнительного износа оборудования теплоэлектростанций.

Из-за устарелости, изношенности, непроектных пиково-маневренных режимов работы на тепловых электростанциях Украины возникают большие перерасходы топлива: на 17,4% по сравнению с 1980 г., на 28,6% по сравнению со средним мировым уровнем и на 38,7% по сравнению с современными новыми технологиями сжигания, что пропорционально увеличению вредных выбросов.

Для примера, уменьшение расхода топлива с 400 до 360 г у.т./кВт∙ч снизит вредные выбросы на 10%.

Возникает вопрос: надо ли такие устаревшие котлы комплектовать современными газоочистительными установками? Следует отметить, что стоят такие установки немало. Так, стоимость современной сероочистки составляет 60–
180 долл./кВт установленной мощности, азотоочистки - 50–90 долл./кВт, электрофильтра - 40 долл./кВт. Это цены в случае нового строительства названных установок. Для условий действующих ТЭС цены повышаются на 30–100%. Для всей тепловой энергетики Украины общей мощностью 22 тыс. МВт необходимые затраты могут составить около 12 млрд долл. Если учесть, что стоимость 1 кВт установленной современной высокоэкономичной и экологически безопасной мощности не превышает 2000 долл., то за эти средства можно ввести в эксплуатацию новые
6 тыс. МВт, которые будут давать прибыль и экономить топливо.

Вывод напрашивается красноречивый: вкладывание таких средств непосредственно во внедрение газоочистительного оборудования ТЭС омертвит капитал, вызовет дальнейшее снижение эффективности тепловой генерации за счет увеличения эксплуатационных расходов. То есть прямолинейное, фронтальное решение проблемы будет неэффективным.

Необходимо учесть еще один важный момент: в Украине полностью отсутствует научно-техническая и технологическая база для оснащения ТЭС серо- и азотоочистными установками. Отечественные предприятия их не производят и все еще не планируют это делать. Кроме того, за 22 года независимости в Украине не был построен отечественный котлостроительный завод, который смог бы выпускать котельные агрегаты на основе современных высокоэкономичных, надежных и экологически чистых технологий, уже много лет использующихся в мире.

Стоит также отметить, что тепловая энергетика Украины имеет
104 котельных агрегата, большинство из которых нуждается в немедленной замене из-за своего морального и физического износа.

Зарубежный опыт говорит о том, что существуют следующие основные пути неуклонного снижения выбросов вредных веществ от теплоэнергетических установок: внедрение экологически безопасных установок, базирующихся на современных технологиях для более эффективного сжигания топлива (котлы циркулирующего кипящего слоя, внутрицикловая газификация угля и т.п.); внедрение высокоэффективных газоочистительных установок при факельном сжигании в котлах; повышение эффективности энергетического производства путем использования новейших теплосиловых установок для минимизации топливоиспользования и, соответственно, уменьшения образования вредных выбросов; постепенное сворачивание генерации на устаревших мощностях и модернизация тех теплосиловых установок, срок использования которых еще не истек.

Еще в ноябре 2010 г. в украинском правительстве вспомнили о взятых обязательствах и приняли решение приступить к разработке Государственной программы по выполнению требований Директивы 2001/80/ЕС. Но в соответствии с законодательством Украины, сначала нужно разработать концепцию этой программы. Концепция уже разработана, но, к сожалению, еще не согласована с разными госучреждениями и до сих пор не утверждена.

Можно с пониманием отнестись к тому, что разработка концепции - это масштабная работа, для которой необходимо время. Но если на разработку концепции потрачено столько времени, то сколько его понадобится для разработки и согласования самой программы? Следует отметить, что до 31 декабря 2017 г. остается мало времени не только на разработку, но и на ее реализацию. У нас нет опыта проектирования и строительства серо- и азотоочистных установок, у нас до сих пор отсутствуют производственные мощности для их производства. Нет также проектных решений по утилизации продуктов этих газоочистных установок. Практически комплекс работ по внедрению серо- и азотоочистных установок необходимо начинать с нуля.

Возникает и такой логичный вопрос: кто будет финансировать выполнение этого комплекса работ? Государство взяло курс на приватизацию тепловой генерации. Сейчас большая ее часть уже принадлежит только одному акционеру, есть планы дальнейшей приватизации теплоэнергетики. Государство практически расписалось в своей несостоятельности обеспечить нормальное функционирование тепловой энергетики и ее экологическую безопасность. А смогут ли это сделать частные собственники? Есть ли у них желание это делать? И, главное, есть ли у них соответствующие средства?

Стоит подчеркнуть, что такая работа в европейских странах проводилась на протяжении 40 лет при колоссальных капиталовложениях. Примером для нас может быть энергетика соседней Польши, решавшей в свое время подобные проблемы. Когда польские специалисты увидели, что не укладываются в указанные сроки, они согласовали с соответствующими структурами Европейского Союза необходимость отстрочить полное выполнение работ по внедрению газоочистного оборудования на своих ТЭС.

Сегодня энергетика Польши является образцом выполнения европейских нормативов по выбросам вредных веществ. Там ввели в эксплуатацию ряд котельных агрегатов с циркулирующим кипящим слоем (в том числе впервые в мире со сверхкритическими параметрами пара), внедрены высокоэффективные серо- и азотоочистные установки, создана мощная индустрия по производству необходимого для этого оборудования.

Энергетика Украины должна выбрать этот апробированный путь. Иначе нас исключат из членов Европейского Энергетического сообщества, чего нельзя допустить. Внедрение европейских стандартов в Украине, в том числе в энергетике, является залогом нашего дальнейшего развития.