Викиди

Приєднавшись до Європейського Енергетичного співтовариства, наша молода, недосвідчена держава взяла на себе дуже важкі зобов'язання - виконати вимоги Директиви Європейського парламенту і Ради Європейського Союзу 2001/80/ЄС "Про обмеження викидів деяких забруднюючих речовин в атмосферу від великих установок спалювання". Отже, до 31 грудня 2017 р. Україна зобов'язалася досягнути на енергогенеруючих установках гранично допустимих норм емісії золи, оксидів сірки та азоту (обчислюються в міліграмах у нормальному метрі кубічному, або мг/нм³). Причому без жодних умов і перехідного періоду. На думку багатьох фахівців енергогалузі, вимоги названого документа є для України майже непосильними як за термінами, так і за необхідними інвестиціями.

Відповідно до вимог Директиви 2001/80/ЄС за неповних вісім років Україні необхідно у 20 разів скоротити викиди шкідливих речовин в атмосферу. Якщо валові викиди у 2009 р. становили 1127 тис. т, то відповідно до вимог директиви до початку 2018 р. вони мають бути скорочені до 56 тис. т.

Перед Україною постають завдання щодо неухильного зменшення викидів шкідливих речовин від теплоенергетичних установок з розробкою відповідних програм, визначенням цілей і завдань, заходів і термінів їх виконання, а також механізмів моніторингу. Також необхідно досягти в стислі терміни європейських рівнів гранично допустимих викидів від енергогенеруючих установок, що потребуватиме їх переоснащення та модернізації з використанням високоефективних систем очищення димових газів, вартість яких становить 20–25% від вартості основного теплоенергетичного обладнання. Усі ці проблеми Україні доведеться вирішувати.

Необхідно зауважити, що переважну більшість теплових електростанцій України введено в експлуатацію в 1960–1980 рр. минулого століття. На той час концентрація шкідливих речовин у скидних димових газах не підлягала нормуванню. Димові гази передбачалось очищувати лише від золи в електрофільтрах або апаратах мокрого типу. Сірко- та азотоочисні установки ще не були достатньо відпрацьованими навіть у технологічно розвинених країнах. Вважалося, що необхідні санітарно-гігієнічні умови можна забезпечити за рахунок розсіювання шкідливих речовин через висотні димові труби.

Тому й досі на вітчизняних теплових електростанціях димові гази очищають тільки від золи з допомогою електрофільтрів і золоуловлювачів мокрого типу, ефективність яких далека від європейських норм у 30–50 мг/нм³. Димові гази і досі не очищаються від оксидів сірки, концентрація їх викидів становить до 8000 мг/нм3 за європейської норми у 200–400 мг/нм³. Відсутні також установки з очищення димових газів від оксидів азоту, регулювання яких здійснюється лише технологічними методами, при цьому концентрації викидів оксидів азоту сягають 600–2000 мг/нм³ проти норми ЄС у 200–600 мг/нм³.

Виконання норм зазначеної вище директиви Євросоюзу ускладнюється тим, що функціонування українських теплових електростанцій пов'язане з низкою негативних аспектів. Більшість ТЕС перебувають в експлуатації 40–50 років, відпрацювали по два нормативні паркові ресурси (понад 200 тис. годин), є гранично зношеними.

До того ж теплові електростанції України укомплектовано енергоблоками з дуже тісною забудовою, на яких земельні площі для будівництва сірко- та азотоочисних установок на той час не передбачалися. Крім того, до 50–60% електроенергії в Україні виробляють атомні електростанції, які працюють у базових режимах, тому добові, вихідні, сезонні графіки навантажень в енергосистемі України регулюються з допомогою ТЕС (практикуються часті зупинки котлів на ніч, на вихідні з повторними пусками); через це багато котлів використовується менш як 3000 год./рік. Ці непроектні, низькоекономічні маневрово-пікові режими зі значною кількістю пусків і зупинок спричиняють додаткове зношування обладнання теплоелектростанцій.

Через застарілість, зношеність, непроектні піково-маневрені режими роботи на теплових електростанціях України мають місце великі перевитрати палива: на 17,4% порівняно з 1980 р., на 28,6% порівняно із середнім світовим рівнем і на 38,7% порівняно із сучасними новими технологіями спалювання, що пропорційно збільшенню шкідливих викидів.

Для прикладу, зменшення витрат палива з 400 до 360 г у.п./кВт∙год знизить шкідливі викиди на 10%.

Виникає запитання: чи потрібно такі застарілі котли комплектувати сучасними газоочисними установками? Слід зауважити, що коштують такі установки чимало. Так, вартість сучасної сіркоочистки становить 60–180 дол./кВт встановленої потужності, азотоочистки - 50–90 дол./кВт, електрофільтра - 40 дол./кВт. Це ціни у разі нового будівництва названих установок. Для умов діючих ТЕС ціни підвищуються на 30–100%. Для всієї теплової енергетики України загальною потужністю 22 тис. МВт необхідні витрати можуть становити близько 12 млрд дол. Якщо взяти до уваги, що вартість 1 кВт встановленої сучасної високоекономічної та екологічно безпечної потужності не перевищує 2000 дол., то за ці кошти можна ввести в експлуатацію нові 6 тис. МВт, які даватимуть прибуток та економитимуть паливо.

Висновок напрошується красномовний: вкладання таких коштів безпосередньо у впровадження газоочисного обладнання ТЕС омертвить капітал, спричинить подальше зниження ефективності теплової генерації за рахунок збільшення експлуатаційних витрат. Тобто прямолінійне, фронтальне розв'язання проблеми буде неефективним.

Необхідно врахувати ще один важливий момент: в Україні повністю відсутня науково-технічна і технологічна база для оснащення ТЕС сірко- та азотоочисними установками. Вітчизняні підприємства їх не виробляють і все ще не планують цього робити. Крім того, за 22 роки незалежності в Україні не спромоглися побудувати вітчизняний котлобудівний завод, який зміг би випускати котельні агрегати на основі сучасних високоекономічних, надійних та екологічно чистих технологій, які вже багато років використовуються у світі.

Слід також зауважити, що теплова енергетика України має 104 котельні агрегати, більшість з яких потребує негайної заміни через своє моральне і фізичне зношення.

Зарубіжний досвід говорить про те, що існують такі основні шляхи неухильного зменшення викидів шкідливих речовин від теплоенергетичних установок: впровадження екологічно безпечних установок, які базуються на сучасних технологіях для більш ефективного спалювання палива (котли циркулюючого киплячого шару, внутрішньоциклова газифікація вугілля тощо); впровадження високоефективних газоочисних установок при факельному спалюванні в котлах; підвищення ефективності енергетичного виробництва шляхом використання новітніх теплосилових установок для мінімізації паливовикористання і, відповідно, зменшення утворення шкідливих викидів; поступове згортання генерації на застарілих потужностях і модернізація тих теплосилових установок, термін використання яких ще не завершився.

Ще у листопаді 2010 р. українські урядовці згадали про взяті зобов'язання і ухвалили рішення приступити до розробки Державної програми з виконання вимог Директиви 2001/80/ЄС. Але згідно із законодавством України, спочатку потрібно розробити концепцію цієї програми. Концепція вже розроблена, але, на жаль, ще не узгоджена з різними державними установами і до цього часу не затверджена.

Можна з розумінням поставитися до того, що розробка концепції є масштабною роботою, яка потребує часу. Але якщо на розробку концепції витрачено стільки часу, то скільки його знадобиться для розробки й узгодження самої програми? Слід зауважити, що до 31 грудня 2017 р. залишається мало часу не лише на розробку, а також на її реалізацію. Ми не маємо досвіду проектування і будівництва сірко- і азотоочисних установок, у нас досі відсутні виробничі потужності для їх виробництва. Немає також проектних рішень щодо утилізації продуктів цих газоочисних установок. Практично комплекс робіт із впровадження сірко- і азотоочистних установок необхідно починати з нуля.

Виникає і таке логічне запитання: хто фінансуватиме виконання цього комплексу робіт? Держава взяла курс на приватизацію теплової генерації. Зараз більша її частина вже належить лише одному акціонеру, є плани подальшої приватизації теплоенергетики. Держава практично розписалася у своїй неспроможності забезпечити нормальне функціонування теплової енергетики та її екологічну безпеку. А чи зможуть це зробити приватні власники? Чи мають вони бажання це робити? І, головне, чи мають вони відповідні кошти?

Варто зауважити, що така робота в європейських країнах проводилася протягом 40 років при колосальних капіталовкладеннях. Прикладом для нас може бути енергетика сусідньої Польщі, яка свого часу розв'язувала подібні проблеми. Коли польські фахівці побачили, що не вкладаються у зазначені терміни, вони узгодили з відповідними структурами Європейського Союзу необхідність відтермінувати повне виконання робіт щодо впровадження газоочисного обладнання на своїх ТЕС.

Сьогодні енергетика Польщі є взірцем виконання європейських нормативів щодо викидів шкідливих речовин. Там було введено в дію низку котельних агрегатів з циркулюючим киплячим шаром (у тому числі вперше у світі з надкритичними параметрами пари), впроваджено високоефективні сірко- і азотоочисті установки, створено потужну індустрію з виробництва необхідного для цього обладнання.

Енергетика України повинна вибрати цей апробований шлях. Інакше нас виключать із членів Європейського Енергетичного співтовариства, чого не можна допустити. Впровадження європейських стандартів в Україні, у тому числі в енергетиці, є запорукою нашого подальшого розвитку.