Энергосберегающие технологии Системы теплоснабжения Региональный опыт энергосбережения Повышение энергоэффективности теплосетей Развитие нетрадиционной энергетики

Мировой опыт свидетельствует, что в этом случае удельная стоимость надстройки ГТУ существующих ТЭС составит ориентировочно 400-600 долл./кВт. Наши первые надстройки ГТУ отопительных котельных в городе Ишимбай и районном центре Мечетлинского района обошлись нам менее чем в 400 долл./кВт. Это говорит о том, что последующие установки после начала их серийного производства и превращения этих проектов в типовые должны стать еще дешевле.

Самое замечательное в этой схеме заключается в том, что такая надстройка позволяет снизить параметры пара (температуру и давление) для оставшейся части ТЭС практически без ущерба для КПД обновленной электростанции. А снижение давления и, особенно, температуры пара позволяет намного (в 3-5 раз) увеличить оставшийся ресурс работы старого оборудования, что избавляет от необходимости его замены.

Следует отметить, что ввод надстроек ГТУ на существующих ТЭС или котельных занимает по времени менее года. При этом абсолютные затраты на такую надстройку по силам отдельным предприятиям и даже частным лицам, так как вводимая мощность может колебаться от 1 до 100 МВт.

Если в отдаленной перспективе проблема стареющих ТЭС, сжигающих газ, может быть решена именно таким образом, то как же быть с многочисленными коммунальными котельными?

В процессе обновления действующих котельных жилищно-коммунального хозяйства нельзя менять старые котлы на котлы нового образца, имеющие высокий КПД (до 100 %). В XXI веке при использовании газа в качестве топлива для производства электрической и тепловой энергии вода и пар как рабочее тело должны уступить место газу и продуктам его сгорания. В настоящий момент при существующих технологиях применение воды становится нецелесообразным, а горение газа в топках котлов необходимо допускать лишь как временное явление, пока нет достаточного количества ГТУ или ГПА, замещающих старые котлы.

Расходование средств на закупку и установку новых газовых котлов должно рассматриваться как экономическое преступление. Необходимо рядом с котельной устанавливать ГТУ либо ГПА в качестве надстройки. Что именно устанавливать – ГТУ или ГПА – зависит от удельной стоимости оборудования и количества отпускаемого котельной тепла. Следует отметить, что имеющиеся данные позволяют сделать один важный вывод: пока мощная ПГУ строится, малые установки на базе ГТУ или ГПА успевают не только полностью окупить себя, но и создать предпосылки для постройки новых аналогичных либо еше более современных агрегатов.

Вышеперечисленные аргументы должны поставить под сомнение появляющиеся утверждения о том, что теплофикация и централизованное теплоснабжение являлись ошибками советского периода. Несмотря на это, у противников централизованного теплоснабжения на вооружении имеется довольно веский довод: при транспортировке тепла от источника до потребителя теряется до 20-30 % тепловой энергии. И, кроме того, наличие протяженных тепловых сетей предполагает регулярное проведение работ по их ремонту и замене, сопряженное с неизбежным отключением потребителей от горячего водоснабжения.

Что в ответ на это можно возразить? Когенерация, в первую очередь, базируется на объективных законах природы, а они, как известно, не зависят от воли и желаний человека. Поэтому ее преимущества и выгоды не следует игнорировать. Что же касается потерь тепла при его транспортировке и частоты ремонтов теплотрасс, то это уже чисто субъективный фактор. Качественное выполнение теплоизоляционных и монтажных работ; поддержание теплосетевого хозяйства на должном уровне – все это не выходит за пределы имеющихся человеческих возможностей. Поэтому в процессе разработки планов, связанных с выбором путей развития такой стратегически важной отрасли народного хозяйства, как электро- и теплоэнергетика, вряд ли стоит руководствоваться субъективными моментами, игнорируя при этом естественные законы.

Это был первый контраргумент, а второй заключается в следующем. Даже при самом высоком уровне потерь в тепловых сетях (25-30%), они все же в 2 раза ниже, чем потери в конденсаторах тепловых электростанций, о природе которых было уже достаточно сказано.

И еще один аргумент в пользу централизованного теплоснабжения. Как известно, в настоящее время все промышленно развитые страны идут по пути развития централизованного теплоснабжения и когенерации. Применяемые за рубежом материалы и теплоизоляция сводят к минимуму как тепловые потери (до 2-3%), так и последующие ремонтные работы. Что же касается России, то мы уже давно имеем самый высокий в мире уровень охваченности городов и поселков сетью централизованного теплоснабжения, на что в течение предыдущих десятилетий были израсходованы огромные средства. Другой вопрос – современное состояние этих тепловых сетей и соответствие их действующим требованиям. Но это уже совершенно иной уровень расходов, не сопоставимый с тем, если бы нам пришлось все начинать с нуля. Поэтому ни в коем случае не следует игнорировать достижения отечественной энергетики советского периода; напротив, необходимо, приводя в порядок и поддерживая многое из того, что имеется, на новом современном уровне, извлекать выгоды из преимуществ теплофикации.

И, наконец, важно подчеркнуть, что когенерация и централизованное теплоснабжение – это не одно и то же. Имеющиеся сети помогают развитию когенерации, однако было бы совершенно неразумно тянуть магистральные трубопроводы, чтобы доставить тепло, к примеру, в несколько домов, расположенных за городской чертой. В этих домах электрическая и тепловая энергия могут производиться комбинированным способом при отсутствии централизованного теплоснабжения, и на сегодня такие микроТЭЦ уже существуют. Когенерация может развиваться и без схемы централизованного теплоснабжения; важно, чтобы газ не горел в топках котлов исключительно для выработки тепла. Таким образом, даже противники централизованного теплоснабжения должны взять на вооружение когенерацию.

Если выше были приведены аргументы в пользу когенерации при сжигании газа, то теперь стоит оценить потенциал и масштабы, которые нам предстоит освоить. Это не менее важный момент. При объективной оценке и правильном понимании сути проблемы максимальный народнохозяйственный эффект можно получить при умеренных затратах. Действительно, что все-таки целесообразнее строить: в одном месте – блоки ПГУ-450 МВт или же в 100 различных котельных установить пермские ГТУ мощностью по 4,5 МВт каждая?

Тот, кто более или менее внимательно проанализировал сказанное выше, должен довольно уверенно ответить, что 100 ГТУ-4,5 МВт потребуют в 3-4 раза меньше капитальных вложений и примерно в 2 раза меньше эксплуатационных расходов при выработке электроэнергии. Кроме того, 100 разбросанных по региону ГТУ – это еще и отсутствие необходимости в строительстве новых линий и электроподстанций, доставляющих энергию потребителям от нового блока ПГУ-450 МВт. Это, кроме всего прочего, и высочайшая надежность и устойчивость энергосистемы и сетей. И даже с точки зрения гражданской обороны (угрозы национальной безопасности, террористические акты, природные катаклизмы), рассредоточенность энергоисточников на значительной территории также повышает устойчивость и надежность энергоснабжения потребителей. То же самое можно сказать и об экологии.

Возникает еще один вопрос: стоит ли заниматься строительством новых парогазовых блоков фактически на пустом месте, если потенциал надстройки существующих газовых ТЭС и коммунальных котельных способен покрыть в перспективе все потребности нашей страны в электрической энергии? Чтобы ответить на этот вопрос, необходимо оценить указанный потенциал на федеральном и региональном уровне (а при необходимости – на уровне отдельного населенного пункта, промышленного предприятия и т.д.).

При оценке этого потенциала можно считать, что если теплопотребление находится на уровне 10 Гкал, мощность ГПА может составить 10 МВт, ГТУ – 7 МВт. Что касается Республики Башкортостан, то потенциал надстройки котельных и ТЭС с круглогодичным тепло-потреблением находится на уровне 2 000 МВт. При этом сегодняшняя летняя максимальная электрическая нагрузка находится на уровне 2 400 МВт.

Говоря другими словами, после надстройки коммунальных котельных и котельных промышленных предприятий ГТУ и ГПА обшей суммарной мощностью 2 000 МВт, отпадет необходимость в выработке эквивалентного количества электроэнергии по конденсационному циклу с термическим КПД 30 %. В результате такая известная своими высокими технико-экономическими показателями электростанция, как Кармановская ГРЭС, будет бездействовать. А если использовать ГТУ и ГПА для покрытия сезонных отопительных нагрузок и паропотребления крупных промышленных предприятий, то величина этого потенциала превысит 7 000 МВт (в настоящий момент вся установленная мощность электростанций ОАО «Башкирэнерго» составляет около 5 100 МВт).

Таким образом, в качестве ответа на поставленный  вопрос можно предложить следующий вариант развития событий. На стыке проблем двух крупнейших отраслей народного хозяйства – «большой» и коммунальной энергетики – принимается решение, которое способно при относительно невысоких затратах (по сравнению с раздельными затратами для каждой отрасли) принести максимальную пользу. На основе внедрения электрогенерируюших установок в коммунальных котельных на местах начнут получать электроэнергию, себестоимость которой будет в 2 раза ниже, чем в «большой» энергетике. На величину установленной мощности ГТУ (ГПА) в «большой» энергетике будут выведены из эксплуатации конденсационные и самые старые мощности с параметрами 30-90 ата и наихудшими экологическими показателями.

Если мы пока еще не созрели до принятия решения о прекращении сжигания газа в топках котлов, то для начала необходимо осознанно прекратить в «большой» и коммунальной энергетике строительство новых котельных на газообразном топливе. При техническом перевооружении и обновлении существующих котельных тепловые мощности должны замешаться или расширяться только за счет утилизации выхлопных газов после ГТУ и ГПА.

На сформулированный выше вопрос о том. что целесообразнее внедрять при прочих равных условиях – ГТУ или ГПА, – можно ответить следующее. Наш опыт, а также стоимость основного оборудования и эксплуатационные расходы свидетельствуют о том, что на современном этапе надстройки коммунальных котельных с нагрузкой по горячей воде (круглогодичная нагрузка) до 7 Гкал целесообразно использовать ГПА. При нагрузке от 7 до 20 Гкал ГПА и ГТУ могут соперничать. При нагрузке более 20 Гкал более привлекательными являются ГТУ.

Чтобы не быть голословным, можно привести данные по ОАО «Башкирэнерго». Здесь кроме традиционных ТЭЦ, ГРЭС и ГЭС в последние годы заработали несколько мини-ТЭЦ на базе ГТУ и ГПА. Общая мощность малых электростанций с применением новых технологий к концу 2002 года составит более 28 МВт, а в 2003 году будет введено еще несколько электростанций с суммарной мощностью 43 МВт. И это только начало.

Если не так давно пуск ГПА мощностью 1 МВт или ГТУ мощностью 4 МВт у многих вызывал только саркастическую усмешку, то сегодня по мере роста их количества (а следовательно, и суммарной мощности) и резкого усиления интереса потребителей, отношение к данной проблеме стало меняться. Не исключено, что уже в недалеком будущем, когда для всех станут очевидными преимущества выработки электрической и тепловой энергии на базе новых технологий и наступит настоящий бум по их внедрению, нынешние монополисты «большой» энергетики с установленной мощностью более 1 млн кВт будут вытеснены с рынка многочисленными ГТУ и ГПА с единичной мощностью, не превышающей нескольких МВт.

Что это за установки, можно судить по следующим данным. В сентябре 2002 года удельный расход условного топлива на флагмане башкирской энергетики – Кармановской ГРЭС составил 325,7 г/кВтч, на самой лучшей по этому показателю паротурбинной Уфимской ТЭЦ-2 – 315,1 г/кВтч, а на ГПА в Красноусольске – 181,7 г/кВтч. Нелишне будет подчеркнуть, что и другие технико-экономические показатели ГТУ и ГПА существенно (в несколько раз) лучше по сравнению с аналогичными показателями паротурбинных установок.

А теперь взглянем на удельную стоимость 1 кВт установленной мощности. При вводе ГТУ, включая стоимость всего объема работ вплоть до наведения порядка на территории и озеленения, она в ОАО «Башкирэнерго» не превышает 400 долл./кВт. При вводе ГПА данный показатель составляет не более 800 долл./кВт.


Ветроэнергетика в России