Замещение природного газа местными источниками топлива и энергии в системах теплоэлектроснабжения крупных городов

Размещено на http://www.allbest.ru/

Замещение природного газа местными источниками топлива и энергии в системах теплоэлектроснабжения крупных городов

В.А. Степаненко, председатель правления, ЭСКО «Экологические Системы», г. Запорожье, Украина

Прогноз последствий подорожания природного газа и необходимость реконструкции существующих систем теплоснабжения.

Рост цен на природный газ в Украине с 45 до 200 долл. США за 1000 м3 за последние 3 года привел к резкому подорожанию тарифов на тепловую энергию, ориентировочно в 2,5-3 раза. Дальнейший рост тарифов на тепло пропорционально ожидаемому росту цен на газ в период 2008-2015 гг. приводит нас к новому качеству -тепловые хозяйства крупных городов на основе газовых котельных становятся глубоко убыточными хозяйствами.

Сохранение жизнеспособности систем теплоснабжения крупных городов будет возможно только на основе дотаций тепловых хозяйств из государственного или местных бюджетов.

Критической точкой для развития кризиса неплатежей от населения, по нашим расчетам, является стоимость природного газа на границе Украины 350-370 долл. США за 1000 м3.

Сегодня подорожал туркменский газ, что произойдет завтра? На рис.1 приведен прогноз роста цен на газ и электроэнергию, из которого следует, что ожидаемый кризис в системах теплоснабжения крупных городов Украины наиболее вероятен в период 2011 -2012 гг. В прогнозе учтены факторы выравнивания цен на газ с европейскими, а также факторы дефицита газа при растущих темпах его потребления. Этот прогноз был сделан в 2005 г. и уже выдержал испытание двумя прошедшими годами.

Для справки, среднеевропейская цена 1000 м3 природного газа для конечного потребителя на 1 октября 2007 г. составляет 498,5 евро и колеблется в интервале от 1100 до 360 евро. Объем дотаций в указанный период будет расти с ростом цен на газ и к 2015 г. может составить 45-75% от реально собираемых платежей населения за природный газ. Все возможные сценарии роста доходов населения Украины показывают на их значительное отставание от роста цен на газ и тепловую энергию. Уже в бюджете 2008 г. заложены значительные средства на компенсацию этой разницы.

Говорить о развитии или модернизации тепловых хозяйств в этот период будет бесполезно. Дотирование тепловых хозяйств на долговременной основе в таких объемах потребует серьезной перекройки государственного и городских бюджетов. За кризисом неплатежей видны дальнейшие проекции энергетического кризиса - стагнация экономики, социальные бунты и т.д., и т.п.

Очевидно, что городам Украины нужно либо искать новые источники дохода для компенсации роста цен на газ и тепловую энергию, либо реализовывать крупные капиталоемкие программы, прежде всего термомодернизации зданий со снижением потребности в тепле (и в газе) в 2-3 раза от существующих объемов его потребления. Сейчас термомодернизация зданий уже не является инженерной проблемой - сотни тысяч зданий после модернизации снизили свою потребность в тепле в 2-3 раза в странах Европы и Прибалтики. Сегодня в Украине это скорее организационная и финансовая проблема - как правильно начать проекты и где взять деньги на термомодернизацию примерно 100-200 тыс. зданий.

Кроме термомодернизации зданий, наиболее значительным направлением для антикризисных программ является замещение природного газа местными источниками топлива и энергии.

Дорожающий природный газ подвел нас к красной черте - нужно выбрать один из двух вариантов дальнейшего развития событий.

* Продолжать прятать голову в песок, продолжать ничегонеделание в сфере энергоэффективности в своей стране и пенять на Россию. Но здесь не вредно и оглянуться на себя, на три прошедших года - явно, не Россия виновата.

* Подготовить и реализовать самоокупаемую программу модернизации зданий и систем теплоснабжения городов Украины, подобную известной в истории программы ГОЭЛРО, и освободиться от газовой зависимости навсегда.

Примеры замещения природного газа местными источниками топлива и энергии в странах Европы

Одним из наиболее удачных примеров является реконструкция теплового баланса Швеции.

На рис. 2 показаны результаты кропотливой работы в течение 25 лет по полной реконструкции систем теплоснабжения северной страны. Хорошо видны плоды многолетних инвестиций бизнеса и государства в проекты замещения природного газа и нефтепродуктов местными источниками топлива и энергии.

Поэтапное вытеснение ископаемых углеводородов без ухудшения экологической нагрузки на окружающую среду - результат долговременной энергетической политики Швеции, политики перехода на возобновляемые источники топлива и энергии, политики энергетической независимости страны, муниципалитетов и граждан от постоянно дорожающего импорта нефти и газа. Архитекторы национального проекта модернизации теплового баланса Швеции начали и закончили эту работу всего за 10 лет - это отчетливо видно из рис. 2. Неплохой пример для Украины.

На рис. 3 показана береговая теплонасосная станция, обеспечивающая тепло- и холодоснабжение прилегающих жилых микрорайонов за счет современной технологии утилизации тепла прибрежных вод.

Еще одним примером гибкого использования топлива в системе централизованного теплоснабжения является система централизованного теплоснабжения Копенгагена.

В 2001 г. на ТЭЦ «Avedore» (рис. 4) вступил в эксплуатацию второй энергетический блок, он является одним из наиболее энерго- и экологически эффективных энергоблоков в мире - полезно используется до 94% энергии, выделяемой при сжигании различных видов топлива (древесные гранулы, жидкое топливо, солома и соломенные гранулы и т.д.). При электрической и тепловой мощности энергоблока 570 МВт он до 50% общего потребления топлива покрывает за счет использования соломенных и древесных гранул с массой 450 тыс. т в год.

Ясно, что для обеспечения топливных балансов этой и других датских ТЭЦ в стране создана гигантская система переработки отходов сельского хозяйства и пищевой промышленности в гранулированное топливо на базе сотен минизаводов, а также создан новый вид бизнеса - переработка отходов и приготовление биотоплива.

Я с тоской смотрю на наши необъятные просторы, где бесполезно гниет или сгорает на полях многомиллионнотонная масса биотоплива -экологически чистого и гораздо более дешевого, чем природный газ. Мы проходим мимо потенциала нового и гигантского бизнеса, позволяющего навсегда спасти от энергетического кризиса наши города и дать дополнительную работу и заработок в сельской местности.

Вместо оплаты импортного газа можно заплатить за сбор и переработку биомассы в гранулированное и экологически чистое местное топливо - гранулы из пищевых и сельскохозяйственных отходов, соломенные и древесные гранулы.

В 2006 г. в Копенгагене был запущен геотермальный проект - с глубины 2700 м выкачивается горячая вода с температурой 73 ^ОС в объеме, достаточном для теплоснабжения 5000 зданий. Этот демонстрационный проект может стать началом создания надежных и неистощимых источников тепла.

Сегодня в системе централизованного теплоснабжения Копенгагена около 30% годового спроса на тепло покрывается за счет энергии, получаемой от переработки мусора; основным источником топлива является биомасса (50%). До 12-18% производства тепла обеспечивается углем. Незначительный процент в тепловом балансе составляют природный газ и нефть.

Кстати, сегодня в Дании цена на природный газ наивысшая в Европе - 1123 евро за 1000 м3. Это хороший пример государственной тарифной политики, как основного инструмента стимулирования проектов замещения природного газа и своевременного изменения энергетической политики.

Цены на газ и тепло - это основные сигналы для муниципалитетов и промышленности о необходимости изменения своей энергетической политики. Очень плохо, что власть в Украине много лет подряд реализовывала политику «страуса».

Мировой опыт подсказывает нам надежные пути освобождения от газовой зависимости и опыт варягов сегодня бесценен для Украины:

* нам нужно построить современные многотопливные ТЭЦ на месте старых газовых котельных

- это решит проблемы топлива и рентабельности муниципальных энергетических компаний;

* вместо неликвидных предприятий тепловых сетей должны появиться акционерные муниципальные энергокомпании с привлечением внешних капиталов и технологий;

* вместо НАК «Нефтегаза Украины» должны появиться тысячи малых и крупных заводов по переработке в топливные гранулы отходов мусора, соломы, отходов пищевых заводов и другой биомассы, которой так богата Украина. Читая статью из датского журнала о централизованном теплоснабжении, я тоже не сразу понял

- кто каждый год собирает только для ТЭЦ Копенгагена более миллиона тонн биомассы. За красивой фотографией современных ТЭЦ, в их тени, прячется развитая индустрия сбора и переработки различной биомассы в гранулированное топливо;

* вместо существующего теплового баланса Украины, так напоминающего тепловой баланс Швеции 1970-х гг., в нашей стране должна быть реализована новая модель - за ее основу можно взять тепловой баланс Швеции начала XXI в.;

* нам нужно повернуть финансовые потоки, текущие из нашей страны вспять. Нам нужны новые архитекторы для реконструкции наших зданий и систем теплоснабжения наших городов. И нужна политическая воля для начала этих перемен. Опыт старых проектных институтов скорее вреден нам сегодня, чем полезен.

Утилизация промышленного сбросного тепла и энергии промышленных и отходящих газов на примере Днепропетровской области

Материал подготовлен департаментом энергоаудита нашей компании, на основе анализа потенциала промышленного сбросного тепла в регионе Днепропетровской обл., также использованы результаты энергетических аудитов Нижнеднепровского трубного завода и Никопольского ферросплавного завода. Мы решили взять Днепропетровскую область, как эталон для Украины.

Этот анализ показывает на возможность замещения природного газа промышленным сбросным теплом в системах ГВС на 70-80% и на 20-45% в системах отопления в гг. Днепропетровск, Днепродзержинск, Кривой Рог, Никополь.

Также возможно осуществить проекты замещения природного газа сбросным теплом на 20-50% в системах ГВС в гг. Желтые Воды, Верхнеднепровск, Синельниково, Новомосковск, Павлоград, Апостолово, Марганец, Орджоникидзе, Пятихатки. Точность оценок приближенная, но на промышленных предприятиях через чаши градирен и дымовые трубы сбрасываются в атмосферу гигантские количества высоко- и низкопотенциальной тепловой энергии.

Так, например, в Днепропетровске общий потенциал промышленного сбросного тепла оценивается в 450 МВт тепловой мощности, в Никополе - 240 МВт, в Днепродзержинске - 710 МВт и т.д.

В оборотных циклах охлаждения печей, машин и агрегатов на предприятиях региона в год циркулирует более 130 млн т воды, подогретой в среднем до 30-40 ОС.

Объемы отходящих газов, сбрасываемых в атмосферу через дымовые трубы, со средней температурой 350-500 ОС превышают 95 млрд м3 в год.

Оценочная стоимость капитальных вложений на реализацию таких проектов составляет около 1,6 млрд долл. США при средней стоимости 1 кВт утилизируемой тепловой мощности равной 1400 долл. США.

По приближенным расчетам технически осуществимая мобилизация указанного потенциала сбросного тепла позволит:

* получить дополнительно без использования топлива более 1300 МВт тепловой энергии в виде горячей воды, подогретой до 85 ОС;

* снизить тепловое загрязнение окружающей среды на эту же величину;

* снизить потребность региона в природном газе на 0,65 млрд м3 в год;

* снизить выбросы парниковых газов на 76 млн т за период 2008-2012 гг., что позволит привлечь безвозвратного финансирования на проекты замещения более 1140 млн евро при средней цене 1 т парниковых газов равной 15 евро; это почти столько же средств, сколько нужно на реализацию всей программы;

* снизить тарифы на тепловую энергию в регионе от 25 до 40%.

Региональная и муниципальные утилизационные программы замещения по суммарному финансовому потенциалу энергоэффективности и социальному значению для региона находятся на 1-м месте по сравнению с остальными возможными целевыми программами энергосбережения.

Однако новизна этой темы для наших городов, разница интересов промышленных, энергетических компаний и муниципалитетов при полном отсутствии государственной энергетической политики замещения природного газа делают тему трудновостребованной в тактической перспективе.

В Украине необходимо реализовать крупные программы снижения потребности в тепловой энергии в 2-3 раза, прежде всего, программы термореновации зданий.

Внушительным источником топлива для городов является биомасса, в том числе биогаз и мусор, потенциал замещения - 30-50%. Необходимо создать индустрию переработки отходов мусора и биомассы в гранулированное топливо и синтезгаз для ТЭЦ, которые появятся на смену газовым котельным. газ теплоснабжение энергия утилизация

Значительными источниками энергии для промышленных центров являются геотермальное тепло, тепло сточных вод и промышленное сбросное тепло, потенциал замещения природного газа для систем теплоснабжения - 30-80%. Тепловые насосы малой, большой и сверхбольшой мощности вместо котельных - эта модель постепенно все шире реализуется на Западе.

Для систем теплоснабжения на основе крупных котельных на природном газе нет будущего, природный газ вместе с углем (синтезгаз) можно рассматривать как резервные источники топлива и топливо для приготовления пищи. Необходим массовый перевод городских систем теплоснабжения на местные источники топлива и энергии.

Лимит времени, отпущенный историей для относительно безболезненного перехода муниципальной энергетики Украины на безгазовую основу, истекает в период 2012-2013 гг.

Утилизация промышленного сбросного тепла и энергии промышленных и отходящих газов на примере Днепропетровской области

Размещено на Allbest.ru