Оценка эффективности использования энергетических ре-сурсов в условиях экономического роста: методологический аспект (стр. 4 )

Надо сказать, что озабоченность этой проблемой все больше и больше находит отражение в проблематике исследовательских, консалтинговых и инновационных фирм. Причин здесь несколько. Прежде всего, это связано с реформой в энергетике. С образованием на базе РАО независимых генерирующих компаний, все больший интерес проявляется к децентрализованным источникам энергообеспечения со стороны многих достаточно крупных потребителей тепловой и электрической энергий. По свидетельству Генерального директора инженерный центр высокие технологии и инновации» , в рамках разработки «Целевого видения развития электроэнергетики России на период до 2030 года» разработан достаточно широкий спектр таких энергоустановок. Анализ показывает, что во многих случаях создание таких источников энергоснабжения является целесообразным.

Вместе с тем, не следует забывать, что эксплуатационные расходы у мелких производителей энергии достаточно высоки, что ухудшает их экономические показатели. При этом стоимость одного кВт установленной мощности, особенно у иностранных производителей, намного превышает средние по отрасли значения. Поэтому приобретает большое значение качественный анализ предлагаемых технических решений и научно техническое сопровождение проектов малой энергетики.

ОИВТ РАН (Объединенный Институт Высоких Температур) является ведущим институтом Российской Академии Наук в области физико-технических проблем энергетики и создания на базе фундаментальных исследований новых энергоресурсосберегающих технологий, в том числе в области малой и средней энергетики, а также эффективного использования углеводородного сырья. ОИВТ РАН, является научным руководителем программы по отработке технологий энергоресурсосбережения, в том числе при создании на базе ТЭЦ-28 парогазовой установки с инжекцией пара мощностью 60 МВт (теоретические и экспериментальные исследования по испытанию основных агрегатов).

Предлагаемые технологии ОИВТ РАН, получили высокую оценку Минобрнауки РФ и РАО ЕЭС, и рассматриваются как одна из базовых технологий в рамках «Энергетической стратегии до 2020 г.». ВТИ» совместно с ОИВТ РАН осуществляет программу внедрения технологий модернизации объектов малой энергетики.

В зависимости от интересов и возможностей заказчика при создании независимых источников энергии могут быть разработаны следующие технические предложения:

-  Надстройка крупных котлов, предпочтительно вновь сооружаемых, газотурбинными установками.

-  Модернизация существующих ГТУ на основе технологии STIG (ПГУ с инжекция пара).

-  Создание энергохимических комплексов с одновременным производством электроэнергии, теплоты и синтетического жидкого топлива (метанола).

Преимуществами технологии производства электроэнергии при надстройке котлов ГТУ по сравнению с традиционными паротурбинными ГРЭС являются:

-  Высокий КПД выработки электроэнергии в режиме когенерации (70-80%).

-  Возможность гибкого регулирования теплофикационного режима в пределах от 20% (в летний период).

-  Низкие удельные капитальные затраты, т. к. при традиционно низких затратах в ГТУ в данном варианте используется еще и готовая инфраструктура, что дает дополнительное снижение капитальных затрат.

-  Техническая подготовленность для реализации таких технологий.

-  Существенное снижение выбросов токсичных оксидов азота в окружающую среду от действующих котельных за счет снижения максимальной температуры в топке котла.

В случае модернизации существующих ГТУ с использованием схемы парогазовой установки (ПГУ-STIG) комплексно решаются задачи увеличения установленной мощности ГТУ и повышения тепловой экономичности, что по сравнению с исходной схемой дает возможность:

-  Повысить полезную мощность установки на 30-50% (например с 15,8 МВт до 23,7 МВт/max). Такой прирост мощности позволит увеличить выработку электроэнергии без установки дополнительных ГТУ.

-  Существенно увеличить тепловую экономичность установки. Удельный расход топлива снизится на 15-20%.

-  Снизить (в 3 - 7 раз) выбросы оксидов азота в атмосферу, как из-за улучшения кинетических характеристик горения, так и из-за снижения адиабатической температуры горения.

Технико-экономические показатели объектов малой энергетики могут быть существенно улучшены при производстве электроэнергии и теплоты на базе энергохимического комплекса (ЭХК) с комплексным использованием газа в совместном производстве электрической, тепловой энергий и жидкого моторного топлива (или ценных химических продуктов – метанола, диметилового эфира и т. п.).Такая технология разработана и испытана ОИВТ РАН и внедряется совместно с ВТИ». Монтаж оборудования и строительство ЭХК является следующим этапом модернизации котельных, после надстройки ГТУ. Таким образом, высокая эффективность реконструируемого объекта постоянно и непрерывно увеличивается, при этом капитальные вложения осуществляются не единовременно, а в течении продолжительного периода времени с оптимальной кредитной нагрузкой на проект в целом.

При транспортировании и хранении энергетических ресурсов уровень использования оценивается отношением количества энергии, доставленной потребителям, к количеству энергии, направленной производителями.

Следует отметить, что понятие уровня использования энергетических ресурсов на стадиях добычи и транспортирования несколько условно, так как здесь происходит практически накапливание энергетического потенциала. Однако накапливать этот потенциал можно разными методами, которые характеризуются различными энергетическими потерями, поэтому принятое допущение не носит какой-либо существенной ошибки.

При транспортировании топлива в энергию (электрическую, тепловую и т. д.) или одного вида топлива в другой происходит его трансформация, то есть изменение энергетического потенциала, содержащегося в вводимом в процесс трансформации топливе. Собственно, цель трансформации в том, чтобы создать более эффективный для применения энергоноситель, который должен произвести большую работу, чем первичный. Например, электрическая энергия производит работу, большую по сравнению с работой, производимой адекватным количеством органического топлива, в механических (стационарных) процессах в 3 раза, в тепловых процессах - в 1,5 раза.

Уровень использования топлива и энергии на стадии конечного потребления (для непосредственного производства продукции и создания услуг) определяется отношением полезной энергии, необходимой для этих целей, к энергии, доставленной потребителю. В таблице 5 приводится оценка возможного экономически эффективного уровня полезного использования энергетических ресурсов на стадиях добычи, транспортирования и хранения, трансформации и конечного потребления. По этой оценке, допустимые потери ресурса на перечисленных стадиях составляют соответственно 2,6%; 2,5; 16; 22% (процент потерь оценивается разностью между 100% - полным расходом ресурсов — и уровнем его полезного использования). Однако в настоящее время технический уровень технологий таков, что потери энергетических ресурсов соответственно по стадиям практически равняются 4,3%; 7; 40; 37%. Фактически из-за недостатков в основном организационного характера (о чем было сказано выше) потери оцениваются в 7,5%; 11,7; 45; 49%.

Таким образом, согласно расчетам, фактический уровень использования энергетических ресурсов в настоящее время намного ниже не только экономически эффективного, но и практически достижимого. В среднем с учетом удельного веса каждой функциональной стадии его можно приблизительно оценить в 32—33% против 42% практически достижимого и 50—51% экономически эффективного.

Таблица 5

Уровень полезного использования энергетических ресурсов

на разных функциональных стадиях (экспертный расчет)

Функционирование стадии использования энергоресурсов	Уровень полезного использования ресурсов	Фактические потери* ресурсов (млн. т.у. т.) по сравнению
экономически эффективный	практически достижимый	фактический	С экономически эффективным уровнем исполнения	В том числе с практически достижимым
Добыча и технологическая подготовка топлива	97,4	95,7	92,5	93	50
Транспортировка и хранение топлива и энергии (магистральные и распределительные сети у потребителей)	97,5	93,0	88,3	145	74
Трансформация топлива в энергию	84,0	60,0	55,0	227	39
Использование топлива и энергии у потребителей (в энергопотребляющих аппаратах)	78,0	63,0	51,0	295 760	131 294
*Примечание: Потери рассчитаны как разность абсолютных значений при экономически обоснованных и фактически полезных расходах топлива и энергии; при практических достижимых и фактических расходах в 2006 г.

Для того чтобы понять размеры потерь в натуральном выражении отметим, что потери электроэнергии только в электросетях холдинга "РАО "ЕЭС России", по оценкам независимых специалистов, в 2005 году составили 108 млрд. кВт/ч (11 % от всего отпуска электроэнергии в сети), сообщает Минпромэнерго РФ. Учитывая потери в сетях промышленных предприятий и жилищно-коммунального комплекса, цифра возрастает до 130 млрд. кВт/ч. Это примерно столько же, сколько вырабатывают все атомные электростанции страны. В магистральных теплосетях потери энергопредприятий, входящих в состав холдинга "РАО "ЕЭС России", составили 12% от всей отпущенной теплоэнергии, а на ряде участков при дальней транспортировке тепла - до 20%.

Энергоснабжающие и сетевые компании представляют на утверждение в Минпромэнерго России материалы, обосновывающие потери, исходные данные и расчеты нормативов. В 2006 году подлежали утверждению нормативы для более чем 100 тыс. таких организаций.