Топливо для замещения потребления природного газа (стр. 3 )

Из теплообменников (3) и (6) газ поступает в охлади, химический  фильтр (10) и осушиЭти процессы, подобны очистке синтез-газа, получаемого из нефтяных газов. Минимальные затраты электроэнергии при индукционном нагреве (“изнутри”) потока суспензии, без учёта менее низких потерь тепла в атмосферу оценивается как порядка 0,2 кВт на литр суспензии при выходе взвеси из индукционного нагревас температурой в 300оС. Затраты электроэнергии на эти цели обеспечиваются в стационарном режиме за счёт утилизации части очищенных отходящих газов в автономно получаемую электроэнергию.

Указанный температурный интервал до 800оС на выходе подогревателя пара, может использоваться, как условие для успешного завершения реакций на разных видах твёрдого топлива. Этим обеспечивается возможность газификации как исходных каменных углей, так бурых углей и торфа за счёт разных вариантов технологических карт для одного и того же оборудования. Индукционный нагрев регулируется по сигналам с датчиков. Вся описанная выше переработка потока суспензии проходит в закрытой системе, не имеющей доступа воздуха или других окислителей и при этом и без применения больших печей и высоких температур. Этим обеспечивается отсутствие спеканий из получаемой золы, что необходимо для дальнейшего и полного её использования. Эффективность получения высокоэнергетического газа определяется и эффектами от других факторов.

4. Другие возможности.

Производство ВУС описано в заявке изобретение № 000, которая получила решение о выдаче патента. В предложенном способе использованы самые эффективные методы разрушения угля и полностью исключена механическая дезинтеграция исходного угля. Поэтому прямая дезинтеграция обеспечивается за счёт загрузки угля в бункера с водой, и осуществления в воде возможности использования электроимпульсного эффекта Юткина. С ростом поверхностной площади (при глубокой дезинтеграции угля), выгоднее окончательную и мало затратную доработку, получения ВУС завершать в дезинтеграторах мокрого помола. 

Потребность в способе выработки высокоэнергетического газа останется всегда. Это связано с постоянно  актуальными работами по утилизации:  твёрдых бытовых отходов (ТБО); ежегодной уборкой листьев деревьев в городах; устранение загрязнителей лесов, приводящие к их засорениям и пожарам; утилизацией убираемого в зимы грязного снега; а даже более современная и эффективная утилизации фекалий. 

Получение синтетических видов топлив ещё долгое время не потеряет актуальности, так как обеспечивает получение высоко экологического синтетического горючего на основе высокоэнергетического газа получаемого из ВУС для современного автотранспорта.

Синтетические топлива может производиться на малых предприятиях, что снижает влияние сегодняшних монополистов и создаёт конкуренцию на рынке топлив.

Расчётная максимальная стоимость синтетического бензина для автомобилей, с учётом выплат существующих налогов при 35% процентах прибыли, оценивается в 8-9 руб./литр.

5. Сравнительные  экономические оценки.

Льготная внутренняя стоимость природного газа сегодня различная для регионов и  составляет для Москвы порядка 3 рублей за один кубометр природного газа. Рыночная стоимость выше сегодняшней средней льготной стоимости  до пяти раз. В качестве исходного сырья, при замещении природного газа в оценках примем: каменный уголь, бурый уголь и торф.

В среднем процент содержание углерода оценим:

- для каменного энергетического угля                - 80%,

- для бурого угля                                                - 70% ,

- для торфа                                                        - 60%.

При этом реальное содержание углерода в углях может быть на несколько процентов выше, что делает реальные сравнения ещё  более эффективными, но это не учитываем в оценках. 

В тонне каменного угля будет содержаться 800 кг углерода, в тонне бурого угля 700 кг углерода, а в тонне торфа 600 кг углерода.

Как было приведено выше, из такого количества углерода получается:

- из тонны каменного угля 800*3,72 = 2976 м3 высокоэнергетического газа,

- из тонны бурого угля 700*3,72        = 2604 м3 газа,

- из тонны торфа 600*3,72                = 2232 м3 газа.

Стоимость сырья  на 2011 год:

- энергетического каменного  угля, например, типа

штыб, с доставкой до Москвы составляет                        - 2500 руб./т,

- бурого угля с подмосковного бассейна составляет        -  600 руб./т,

- местного  торфа составляет                                        -  200 руб./т.

Поскольку для приготовления ВУС потребуется вода и в два раза большей массе, чем масса углерода то, оценим стоимость технической воды в 10 рублей за кубометр.

Эта вода может быть взята из загрязнённых источников, как полученная за счёт фильтрации. Например, вода из систем водоотведения, снеготаяния, ливневой канализации, а также из других мест хранящих для очистки воду.

Следует учесть и затраты на электроэнергию  на приготовление ВУС, например, с использованием автономной электроэнергии, которые по стоимости оцениваются примерно в 200 рублей на тонну угля.

Окончательно стоимость м3 газа из ВУС составит:

- из тонны каменного угля содержащего 80% углерода получается объём СГ равный 2973 м3.

По  стоимости каменного энергетического угля и затрат на приготовление ВУС:

2500уголь+10*0,8вода+200приготовление=2708  руб

или удельной стоимости м3 равной

2708/2973 =  0,91 руб. за  м3 газа или, как принято, в 910 рублей за 1000 м3.

- из тонны  бурого угля содержащего 70% углерода получается объём СГ равный

2604 м3 газа, 

По стоимости бурого угля и  затрат на приготовление ВУС:

600уголь+10*0,7вода+200приготовление =807 руб

или по удельной стоимости за м3 газа:

807/2604 = 0,309 руб. за 1 м3 газа или, как принято, в 309 рублей за 1000 м3

- из тонны торфа содержащего 60% углерода получается объём газа

2232 м3 

По стоимости торфа и затрат на приготовление суспензии:

200торф+10*0,6воду+200приготовление=406

или удельной стоимости м3 равной

406/2232 = 0,181 руб. за 1 м3 газа или, как принято, в 181 рубль за 1000 м3.

Сравнительные оценки экономии, приведенной стоимости 1 м3 синтез-газа со стоимостью природного газа составляют:

- для каменного угля, получаемый синтез-газ дешевле природного –

3/0,339         ≈ в 8,849 раз,

- для бурого угля, получаемый синтез-газ дешевле природного газа –

3/0,309         ≈ в 9,7 раз,

- для торфа, получаемый синтез-газ дешевле природного газа –

3/0,181         ≈ в 16,57 раз. 

Для применения в энергетике теплота сгорания высокоэнергетического газа может быть максимальной. Например, очень близкой к теплотворности водорода, т. е. оцениваемой практически до уровня 33860 Ккал/м3. Единственный недостаток состоит в том, что можно сколь угодно близко к 100% замещению угарного газа на водород подобать состав суспензии, но достижение этого слишком дорого. Это превышает  теплотворность природного газа примерно - в 33800/7800 = 4,33 раза.

При ежегодном потреблении в Москве 30 млрд. м3 льготного природного газа его стоимость можно оценить в 90 млрд. рублей. Декларированный правительством РФ неизбежный переход на рыночную стоимость природного газа должен увеличить стоимость потребляемого в Москве природного газа раз в пять, т. е. затраты на природный газ должны составить 450 млрд. рублей. 

При замещении природного газа на высокоэнергетический газ потребуется такие объёмы, которые должны обеспечит эквивалентное потребление по теплоте сгорания, которая меньше в 4,33 раза, т. е. вместо 30 млрд. м3 природного газа потребуется потребление 30/4,33≈ 6,93 млрд. м3 по высокоэнергетическому газу.

Ежегодная экономия при замещении сегодняшнего льготного природного газа на высокоэнергетический  газ будет составлять:

- из каменных углей  90–6,93*0,91 ≈ 83,69 млрд. рублей, 

- из бурых  углей  90-6,93*0,309         ≈ 87,86 млрд. руб.,

- из торфа  90-6,93*0,181                 ≈ 88,74 млрд. рублей. 

При достижении внутреннего потребления природного газа в перспективе до уровня, рыночной стоимости ежегодная  экономия на замещении природного газа будет  составлять:

- на газе из каменного угля 450-6,93*0,91         =450-6,306        ≈443,69 млрд. рублей;

- на газе из бурого угля  450- 6,93*0,309=450-2,141        ≈447,86 млрд. рублей; 

- на газе из торфа  450-6,93*0,181 =450-1,254        ≈448,75  млрд. рублей.

Технологически наиболее отработан вариант с использованием каменных углей, но для применения бурого угля или торфа требуются только дополнительные исследования теплотехнических характеристик и создание режимных карт.

Минимальная ежегодная экономия на замещении для сегодняшнего льготного природного газа составляет более 83 млрд. рублей.

6. Роль и место топлива в энергетике.

Сегодня, очевидно, что одновременно должны существовать два вида энергетики – большая и малая.

Большая энергетика построена на концепции централизованных поставок тепловой и электрической энергии. Для сегодняшнего ЖКХ – большая энергетика уже не соответствует эффективному и энергобезопасному потреблению. Это подтверждают постоянно происходящие аварийные ситуации на объектах ЖКХ в зимние периоды и постоянный рост тарифов на тепловую и электрическую энергии.