DT.UA постійно публікує матеріали про стан енергетичного господарства України, яке, будучи основою економіки країни, уже частково перейшло та продовжує переходити в приватні руки. Дай Боже, умілі. Тому що стан енергоринку та енергосистеми, зокрема, уже викликає тривогу з огляду на проблеми нинішнього та подальшого існування. Автори публікацій DT.UA не раз пропонували різні варіанти розв'язання енергопроблеми. Попри тимчасову дешевизну російського імпортного газу, українське енергоємне господарство в найближчому майбутньому все одно зіштовхнеться з тією самою іржавою енергопроблемою. Однак вирішувати її буде вже набагато складніше та витратніше. У запропонованій статті автори аналізують та аргументують варіанти можливого вирішення проблем енергогалузі відносно доступно та швидко.
Більша частина існуючих проблем енергетичного господарства України пов'язана з державною політикою його становлення та розвитку в попередні роки. В основу цієї політики було закладено гигантоманію та зайву централізацію енергетичних потужностей.
Проблеми як наслідок гигантоманії
У 1960–1970 рр. на теплоенергостанціях (ТЕС) країни вводилися в експлуатацію енергоблоки потужністю по 150, 200, 300 та 800 МВт, а на ТЕЦ - теплофікаційні установки від 50–100 до 250 МВт. Це призвело до зайвої централізації енергопотужностей, яка в Україні стала однією з найвищих у Європі.
Водночас із енергобалансу було виключено велику кількість енергоджерел малої та середньої потужності: було закрито сотні малих і міні-ГЕС та теплоелектростанцій на місцевому, а не привізному паливі, як це в основному має місце на сьогодні.
Гигантоманія набула таких масштабів, що в Україні було демонтовано енергоагрегати середнього та низького тиску (90 атмосфер і менше) з поперечними зв'язками, які навіть у США дотепер працюють у напівпіковому та піковому режимах. Було знищено понад сто агрегатів по 25–50 МВт, малі ТЕЦ обласних і промислових центрів переведено в режим котелень, що суперечить самому принципу комбінованого виробництва тепла та електроенергії як найефективнішого засобу підвищення техніко-економічних показників енергетики. Тільки на шести електростанціях "Донбасенерго" та "Дніпроенерго" в 1960–1970-х роках минулого сторіччя були виведені з числа діючих 30 стомегаватних енергоагрегатів, які мали достатній запас міцності та ресурсу працездатності. І це попри серйозні проблеми, які було спричинено подібними експериментами, у т.ч. соціального плану.
Усе це прикривалося словами про технічний прогрес і про заміну застарілих агрегатів сучасними. Заміщення цих вибулих потужностей та економічні втрати, зумовлені дефіцитом електроенергії, обійшлися країні не менш як у 5 млрд дол., якщо перевести на сьогоднішні інвестиції. Через це виникли проблеми з енергозабезпеченням регіонів, які не мали своїх енергоджерел. Ряд регіонів Заходу та Півдня країни, а також Криму стали відчувати гострий дефіцит електроенергії через порушення в роботі ліній електропередачі при несприятливих погодних умовах. Значно погіршилися техніко-економічні показники теплоенергетики через високу концентрацію потужності генеруючих джерел при роботі в складних умовах добового та тижневого графіка електричних навантажень, значних втрат енергії в електро- і тепломережах, морального та фізичного зношення. Виникли проблеми із забезпеченням надійного та безперебійного електротеплопостачання споживачів через гострий дефіцит маневрених потужностей. А також екологічні проблеми через забруднення навколишнього середовища в місцях розташування великих ТЕС і в промислових регіонах.
Паливні проблеми
як результат відмови
від місцевих джерел
Великі проблеми також викликані політикою заміни вугілля газомазутним паливом при спалюванні в котельних установках. Перелічені вище проблеми вирішували найбільш простим і доступним у рамках
командно-адміністративної системи методом - переходом на переважне спалювання газомазутного палива. Забули слова великого хіміка Д.Менделєєва про те, що спалювання вуглеводнів рівносильне спалюванню асигнацій...
Цей етап у нашій науково-технічній літературі з енергетики останніх десятиліть ХХ століття одержав свою назву - "газова пауза". Вважалося, що одним махом можна вирішити всі нагальні завдання енергетики - і технічні, і економічні, й екологічні. Ця "газова пауза" призвела до того, що вже в умовах ринкової економіки незалежної України всі шість найпотужніших енергоблоків по 800 МВт, установлених на Запорізькій і Вуглегірській ТЕС (по три блоки на природному газі), вартість яких становила не менш як
6,5 млрд дол., не експлуатуються вже понад 20 років і стають непридатними.
Перехід до ринкових відносин, коли вартість енергоносіїв, раніше далека від реальних світових цін, зросла в десятки разів, показав, що за нових умов паливна доктрина минулого стримує економічний розвиток країни.
Повернутися до старої концепції на новій технічній основі
Фахівці-енергетики та учені для виправлення важких помилок і прорахунків минулого пропонують повернутися до старої концепції поєднання централізованого та децентралізованого енергопостачання на новій технічній основі.
Пропонується впровадити передові технології спалювання твердого палива. Насамперед це стосується технології циркулюючого киплячого шару (ЦКШ) для відновлення 100-мегаватних агрегатів на ТЕС, на яких вони були ліквідовані, особливо при спалюванні відходів вуглезбагачення. Для цього є технічні пропозиції від котлобудівельних фірм Babcock Wilcox, Rafako, Foster Wheeler, Alstom, SES TLMACE, ABB CE, Stein Indastrie, Харківського ЦКБ та багатьох інших. Однак жодне з них не було реалізоване. Не був навіть проведений тендер із відбору найкращих бізнес-пропозицій...
Існування апробованих технічних рішень, станційних будівель і споруд, певної інфраструктури, близькість джерел паливопостачання, наявність споживачів енергії та цілий ряд інших переваг розвинених промислових регіонів свідчать про вигідність впровадження проектів реанімації раніше демонтованих перших черг ТЕС, які сьогодні використовуються як складські, підсобні приміщення та ремонтні дільниці. У цих збережених виробничих приміщеннях - котельних і машинних залах - можна розмістити сучасні енергоагрегати, що буде значно дешевше, ніж споруджувати все з нуля.
Пропонується також розробити та реалізувати технічні проекти для впровадження джерел енергії малої та середньої потужності. При цьому необхідно збільшити використання твердого палива замість природного газу.
Важлива перевага малої енергетики, яка базується на сучасних принципах систем децентралізації енергопостачання, полягає в тому, що вона значно менше впливає на навколишнє середовище та більш гнучко пов'язана з безпосередніми споживачами, що робить її ефективнішою. Прикладом може служити енергетика Китаю, де в 50–60-х роках минулого століття в багатьох регіонах будували ТЕС, на яких установлювали до 20 агрегатів по 25 та 50 МВт. Але свою малу енергетику китайці не руйнують, а розумно використовують дотепер.
Досвід промислово розвинених країн показує величезні переваги переходу від традиційного факельного спалювання твердого палива та його відходів до спалювання в різновидах ЦКШ-котлоагрегатів. Енергоблоки з їхнім застосуванням уже досягли потужності 200–300 МВт. На польській ТЕС "Лагіша" уперше у світі введено в експлуатацію енергоблок потужністю 460 МВт на надкритичних параметрах пари.
Значну роль у виробництві електро- і теплоенергії можуть відіграти обленерго, які, будучи корпоратизованими або акціонованими з певною часткою іноземного чи просто приватного капіталу, мають у своєму розпорядженні фінансові кошти для впровадження регіональних проектів розвитку енергетики. Вони прямо пов'язані зі споживачами та взаємодіють із ними, маючи можливість пропонувати найбільш ефективні проекти з енергозбереження. Крім того, деякі обленерго мають свої власні енергоджерела малої та середньої теплової або комбінованої потужності. Їхнє відновлення в широкому діапазоні, включаючи когенераційні установки, набуває сьогодні дедалі більшого розмаху.
До важливих для економіки країни можна віднести великі ТЕЦ: Білоцерківську, Дарницьку, Дніпродзержинську, Калуську, Кременчуцьку, Криворізьку, Лисичанську, дві Маріупольські, Одеську, Севастопольську, Сєверодонецьку, Сімферопольську, Черкаську, Чернігівську, Харківську. Їх сумарна електрична потужність перевищує 3000 МВт, а споживання газу - 5–6 млрд кубометрів на рік. Відповідно до початкових проектів вони використовували в основному вугілля, але поступово відмовилися від нього, перейшовши на газ. Проте наявність вугільного господарства, яке, природно, потребує реконструкції, дає змогу продуктивно вирішувати питання повернення до спалювання на ТЕЦ вугілля з дотриманням екологічних стандартів європейського рівня. Кожна з ТЕЦ на основі маркетингового аналізу потребує індивідуального підходу до оцінки показників господарської діяльності, рівня інвестицій, застосовності тих чи інших технічних рішень, розробки бізнес-проектів та їхньої окупності.
Для абонентських ТЕЦ і котельних установок на проммайданчиках металургійних і коксохімічних виробництв, а також у шахтарських районах можна пропонувати установки різної потужності та конструктивного виконання для спалювання накопичених у відвалах і териконах відходів. З огляду на наявність доменного та іншого промислового газу, а також очікувані прирости видобутку шахтного метану можна пропонувати комплектні когенераційні установки (КГУ).
Необхідно окремо розглянути питання використання досить значних запасів бурого вугілля як енергетичного палива. Слід відзначити відносну дешевизну відкритого видобутку цих видів палива, а також відсутність власних енергоджерел для самозабезпечення регіонів, досить низьку щільність населення, що не потребує застосування особливих заходів екологічної безпеки та дає можливість без значних інвестицій вирішувати проблему не лише заміщення природного газу, а й вугілля шахтного видобутку. У безпосередній близькості від місць видобутку цих видів палив пропонується будувати ТЕС потужністю 100–200 МВт із блоковими агрегатами одиничною потужністю 50 та 100 МВт, які добре освоєні та безвідмовно працюють. Застосування бурого вугілля для котелень різного типу й призначення можна пропонувати регіонам, про які йшлося вище. Прикладом використання бурого вугілля є сучасна Німеччина, де впроваджено надпотужні енергоблоки. Буре вугілля використовують на ТЕЦ, промислових та опалювальних котельнях. Працюють також досить досконалі брикетні фабрики, які забезпечують населення побутовим паливом. Разом із цим слід серйозно замислитися над спалюванням біопалива - соломи, деревних відходів і торфу.
Не можна залишити без уваги теплове господарство шахт і шахтних селищ, які працюють практично на дармовому паливі, у чому й полягає його комерційна привабливість. Хоча слід визнати, що шахтне енергогосподарство найчастіше запущене, і необхідно шукати варіанти його реанімації для шахт, які мають перспективу виживання. Завдяки інноваційним технологіям, їх можна реанімувати з мінімальними витратами та перетворити на джерело не лише тепла, а й електроенергії, змонтувавши невеликі турбогенератори.
Переваги оновленої концепції
Відновлення місцевих і децентралізованих енергоджерел на основі нових досягнень енергетичної науки, заміщення природного газу твердим паливом у великій, середній і малій енергетиці, забезпечення енергетичної самодостатності регіонів - ось ключові проблеми не тільки енергетичного господарства України, а й усієї вітчизняної економіки.
Повернення до децентралізації енергетичного господарства країни дозволить широко використовувати місцеві паливні ресурси, одержати додаткову кількість дешевої електричної та теплової енергії, підвищити надійність енергозабезпечення регіонів, знизити втрати електричної енергії в електричних мережах.
Впровадження нових технологій спалювання за схемою "чисте вугілля" дасть змогу використовувати в широких масштабах не лише низькоякісне вугілля, а й значну кількість відходів вуглевидобутку та вуглезбагачення, складування яких завдає величезної шкоди природі. Істотно збільшиться також використання бурого вугілля, торфу та біомаси.
Запропоновані заходи необхідно відобразити в оновленій Енергетичній стратегії України на період до 2030 р.