Чорнобильська АЕС, Вуглегірська ТЕС… Хто на черзі?

Трагедія на Вуглегірській ТЕС є свідченням "уваги" до розвитку теплової енергетики, що має місце в Україні. Колись потужна, високотехнологічна, високоекономічна енергетика, яку збудувало героїчне покоління енергетиків 60–70 років минулого століття і яка була в основі розвитку економіки всієї країни, сьогодні… у черзі на виведення з експлуатації свого технологічного обладнання з причини його старіння. І дай Боже, щоб це не відбулося так, як на "Вуглегірці".

Пожежа на Вуглегірській ТЕС 29 березня розпочалася внаслідок загоряння вугільного пилу на другому енергоблоці. Як повідомила прес-служба Державної служби гірничого нагляду та промислової безпеки України у вівторок, 16 квітня, основною організаційною причиною нещасного випадку стало порушення технологічного процесу, що призвело до розгерметизації системи пилеприготування під час роботи вугільного млина. Міністр енергетики та вугільної промисловості України Едуард Ставицький, який очолює спеціально створену комісію,
15 квітня повідомив, що замість будівництва нової станції (як пообіцяли спочатку, бо в результаті пожежі згоріло чотири енергоблоки) "розроблений план з капітального ремонту… Енергоблоки будуть відновлені"…

Основою теплової енергетики України є блочні ТЕС, які працюють на органічному паливі. Кожний енергоблок складається з парового котла, парової турбіни, електричного генератора і блочного трансформатора. Всього на ТЕС України встановлено 104 енергоблоки потужністю від 150 до 800 МВт загальною потужністю 28,7 млн кВт. Стан теплової енергетики на сьогодні критичний.

За останні 40 років в Україні не введено в експлуатацію жодного нового енергоблоку на теплових електростанціях. Тому продовження експлуатації існуючого застарілого технологічного обладнання ТЕС призвело до того, що майже 90% енергоблоків уже відпрацювали свій парковий ресурс, визначений у 100 тис. годин. Решта енергоблоків наближаються до цієї межі. Більше того, на багатьох ТЕС є технологічне обладнання, яке вже відпрацювало понад 300 тис. годин. Це зумовило значне зниження показників його надійності й ефективності та потребу у негайній заміні технологічного обладнання ТЕС.

Зважаючи на те, що половину електричної енергії в Україні виробляють енергоблоки АЕС, які працюють при постійному навантаженні, для регулювання частоти і потужності в енергосистемі необхідна участь теплових енергоблоків - для роботи у маневровому режимі навантаження. Без цього у жодній країні світу не може існувати енергетична галузь.

Теплова енергетика працює з використанням технологій як мінімум півстолітньої давності. Крім того, використання майже на всіх електростанціях морально застарілої технології пиловугільного (факельного) спалювання вугілля з рідким шлаковидаленням висуває жорсткі вимоги до якості палива. Розвинені країни світу вже давно використовують котельні агрегати з циркулюючим киплячим шаром (ЦКШ). Енергоблоки з такими котлами на цей час досягли потужності 200–460 МВт, у тому числі з котлами надкритичних параметрів, забезпечуючи високу економічність, надійність, екологічну чистоту та маневреність. У світі широко розвиваються і використовуються інші технології, зокрема внутрішньоциклова газифікація вугілля у поєднанні з парогазовими установками, які дають змогу значно підвищити ККД використання палива. Впроваджуються технології спалювання водовугільного палива, а також паливні елементи тощо. Про необхідність впровадження нових технологій багато говорять, але майже нічого не робиться.

Майже всі енергоблоки наших ТЕС потребують заміни на нові із сучасними технологіями спалювання палива. Для цього Україна має власне виробництво парових турбін (ВАТ "Турбоатом", м. Харків), електричних генераторів (ДП завод "Електроважмаш", м. Харків) і трансформаторів (ВАТ "Запоріжжятрансформатор", м. Запоріжжя), засобів управління та іншого технологічного обладнання. Але за 22 роки незалежності ми не спромоглися побудувати вітчизняний котлобудівний завод. І це за наявності в Україні розвиненої металургійної промисловості, яка може забезпечити металом для виробництва енергетичних котельних агрегатів. Відомо, що для створення одного енергоблоку необхідно кілька тисяч тонн металу. Якщо не розвиватимемо вітчизняного котлобудування, будемо змушені закуповувати імпортне обладнання. Наприклад, такі відомі компанії, як Foster Wheeler (Польща), SES Tlmace (Словаччина), Babkok Wilkoks (США) та інші, готові поставляти свої котельні агрегати з циркулюючим киплячим шаром. Наша сусідка Польща такий завод уже побудувала. Зауважте: вартість котла для енергоблоку потужністю 200 МВт становить близько 250 млн дол.

Через застарілість технологічного обладнання ТЕС і використання морально застарілих технологій спалювання палива спостерігається низька ефективність використання паливних ресурсів.Це призводить до значного погіршення техніко-економічних показників ТЕС порівняно з проектними і надзвичайно низьких величин їх ККД (до 30%), який у сучасних ТЕС уже досяг рівня 42–45%. Водночас практично не працює майже половина найекономічніших енергоблоків ТЕС, наприклад, енергоблоки потужністю 800 МВт уже колишньої Вуглегірської ТЕС.

Внаслідок використання застарілих технологій спалювання палива маневрені можливості ТЕС дуже низькі, що зумовлює їх роботу в непроектному режимі глибокого регулювання потужності у піковому та напівпіковому режимах.

Пилозахисне обладнання енергоблоків ТЕС недостатньо ефективне. Крім того, в Україні не налагоджено виробництво обладнання для сірко- і азотоочистки димових газів після котельних агрегатів. До цього часу на жодному енергоблоці ТЕС вони не впроваджені. У Німеччини, наприклад, усі котли з пиловугільним спалюванням палива оснащені такими установками, вартість яких становить до 40–50 млн дол. залежно від потужності котла.

А технологічні засоби уловлювання окислів сірки й азоту не дають бажаного ефекту. Це призводить до критично високого рівня екологічного навантаження на повітряний і водний басейни в зоні діяльності ТЕС. Золошлакові відходи ТЕС, отримані при спалюванні вугілля, практично не використовуються, а накопичуються у відвалах біля кожної ТЕС. Так, на золовідвалах Бурштинської ТЕС накопичено близько 30 млн тонн золи.

Існуючі технології збагачення видобутого рядового вугілля, необхідність якого зумовлена недосконалістю існуючих пиловугільних (факельних) технологій спалювання палива на українських ТЕС, призводять до втрати майже 50% його кількості. У кожному кілограмі відходів збагачення залишається до
2000 ккал пальної маси, яка назавжди втрачається. Приміром, на Червоноградській збагачувальній фабриці у Львівській області накопичено понад 70 млн тонн відходів. Сотні мільйонів тонн відходів збагачення накопичено на шахтах і збагачувальних фабриках Донецького вугільного басейну, що створює значну екологічну загрозу для населення.

Така ситуація волає про необхідність впровадження нових технологій, які дозволять спалювати рядове вугілля й накопичені до цього часу відходи вуглезбагачення. Йдеться насамперед про технології із застосуванням котлів з циркулюючим киплячим шаром.

В Україні досі не враховують сучасної світової тенденції - будівництво електростанцій малої потужності, які прив'язуються до окремого населеного пункту або виробничого комплексу. Їхньою особливістю є те, що такі станції будують, як правило, поруч із джерелом місцевого дешевого палива (бурого вугілля, сланців, торфу, відходів вуглезбагачення тощо). Іноді джерело палива і ТЕЦ утворюють єдине підприємство, що дає можливість працювати на кінцевий продукт - електричну і теплову енергію, отже, значно зменшити собівартість їх виробництва. Використання дешевого місцевого палива сприяє значному зниженню собівартості отриманої енергії, що набагато зменшить собівартість продукції цього виробничого комплексу і, відповідно, збільшить його прибуток. Варто зазначити, що потужні ТЕС не витримують конкуренції з малими, особливо з тими, які спалюють дешеве місцеве низькосортне паливо. Собівартість виробництва електричної енергії малих ТЕС у 1,5–2 рази менша порівняно з потужними.

Не сприяє ефективній роботі ТЕС існуюча в Україні модель Оптового ринку електричної енергії з єдиним покупцем, яка віджила своє, є гальмом для розвитку економіки країни і згубна для електроенергетичної галузі. Тарифна політика, яку проводить Національна комісія, що здійснює державне регулювання у сфері електроенергетики (НКРЕ), абсурдна і потребує змін. Розроблено пропозиції з її зміни, але не зрозуміло, кому вони будуть на користь. Проблема залишається невирішеною.

Майже повністю втрачено потенціал енергетичного будівельно-монтажного комплексу країни. А як йому існувати, якщо нові ТЕС не будуються? Немає впевненості, що нинішній стан цього комплексу забезпечить можливість побудувати за необхідності нову потужну теплову електростанцію. Це також стосується галузевих проектних і налагоджувальних організацій, таких, як Теплоелектропроект і ОРГРЕС, що втратили значну кількість своїх провідних спеціалістів через відсутність нових енергетичних об'єктів для проектування і налагодження.

Значно знизився рівень науково-технічного забезпечення експлуатації, ремонту, технічного переозброєння (реконструкції) та впровадження новітніх енергетичних технологій, особливо технологій згорання палива. Втрачаються науково-технічні зв'язки з енергетиками інших країн, практично припинилися зустрічі з колегами з Росії, Польщі та інших країн.

Загальний висновок стосовно стану електроенергетики: енергетична галузь, яка завжди була в авангарді розвитку економіки країни, володіла власними галузевими науковими і проектно-технологічними інститутами, заводами з випуску енерго- і електротехнічного обладнання, висококваліфікованим експлуатаційним і ремонтним персоналом, спеціалістами, здатними вирішувати завдання будь-якого рівня складності з проектування, монтажу, будівництва, налагодження енергетичних об'єктів, експлуатації, на сьогоднішньому етапі перебуває у критичному стані і майже втратила свої потенційні можливості для подальшого розвитку.

Необхідно також зазначити таке: технічна відсталість теплової енергетики країни через використання застарілих технологій спалювання палива, низький рівень регулювання потужності й частоти в енергосистемі, а також майже повну відсутність газоочисного обладнання на котельних установках ТЕС можуть призвести до неможливості вступу України до Європейського Союзу та подальшого інтегрування у світову економіку. Необхідно зрозуміти, що європейська теплова енергетика має надзвичайно жорсткі нормативи щодо викидів шкідливих речовин в атмосферу, регулювання потужності та частоти в енергосистемі. Так, польським енергетикам для досягнення таких нормативів перед вступом до Європейського Союзу довелося виконати величезні обсяги робіт з реконструкції, вартість яких становила багато десятків мільярдів доларів. Наша теплова енергетика з її технологічною відсталістю Європі не потрібна. Це очевидно і це необхідно взяти до уваги на високому державному рівні.

Про автора

Анатолій Андрійович Акімов закінчив Львівський політехнічний інститут за спеціальністю інженер-теплоенергетик. Остання виробнича посада - начальник виробничо-технічного відділу ВАТ "Західенерго".

Член правління ветеранської організації енергетиків України.

Автор двох патентів України та близько 50 раціоналізаторських пропозицій, впроваджених на ТЕС.

Член Національної спілки журналістів України. Автор майже 45 наукових робіт (у тому числі як автор-упорядник книжки з теплової енергетики). Протягом семи років редактор газети "Генерація" - інформаційно-виробничого видання ВАТ "Західенерго".