Главная >  Энергосбережение 

 

Новая страница 1. По подсчетам ученых разведанных запасов угля при сохранении нынешних темпов разработки месторождений человечеству хватит на 270 лет, нефти – на 40 50 лет, природного газа – на 70 лет. В условиях надвигающегося глобального энергетического кризиса особую роль приобретают энергосберегающие технологии, а также альтернативные и возобновляемые источники энергии. Что же предлагает нам в этой сфере современная наука?

 

И. Кривошапка

 

В условиях бурного роста мировой экономики важнейшим показателем эффективности электростанции становится электрический коэффициент полезного действия. Проще говоря, количество ископаемого топлива, которое необходимо сжечь для производства одного киловатт-часа электроэнергии. Причем повышения эффективности можно добиться, только передавая технологии из индустриальных в развивающиеся страны. Таким образом будет нанесен меньший ущерб климату планеты и достигнут более экономный расход энергоресурсов.

 

Несмотря на бурное развитие технологий, основным источником энергии для человечества по-прежнему остается углеводородное сырье, запасы которого в недрах Земли подходят к концу. Преимущества полезных ископаемых, определившие их главенствующую роль на рынке, заключаются в доступности сырья, надежности поставок и возможности удовлетворения спроса на него по сходной цене. В среднесрочной перспективе доля такого топлива в структуре мирового потребления энергоносителей останется на уровне около 80%.

 

Проблемам экологической безопасности в энергетике сейчас уделяется повышенное внимание. Имеющиеся в распоряжении развитых стран технологии позволяют практически полностью исключить попадание вредных продуктов сгорания топлива в атмосферу. Добиться «нулевого» выброса углекислого газа можно тремя способами. На действующих электростанциях – через специальную очистку отработанного газа. Технически она достаточно проста, но стоит дорого. На новых электростанциях – через воспламенение топлива с помощью чистого кислорода таким образом, чтобы отработанный газ содержал только водород и углекислый газ, который затем легко отделяется. Углекислый газ можно достаточно легко и недорого отделить на электростанциях комбинированного цикла с внутрицикловой газификацией угля (IGCC). Во всех трех случаях газ должен быть удален из атмосферы и на несколько веков помещен на хранение под землю в отработанные газовые и нефтяные месторождения.
«В сфере энергетики мы разрабатываем решения с учетом сложившейся в мире экологической обстановки. Проблемы защиты окружающей среды так же близки «Сименс», как и любому человеку с активной жизненной позицией, и даже больше. Ведь многие из реализуемых нами и нашими партнерами проектов оказывают влияние на экологию целых регионов планеты, – говорит представитель компании «Сименс». – Мы полностью осознаём и принимаем ту ответственность, которая в связи с этим лежит на нашей компании. Новейшие решения и продукты «Сименс» могут позволить целым странам успешно выполнять требования Киотского протокола и повысить конкурентоспособность своей экономики».

 

Однако недостаточно просто иметь необходимое количество энергии. Она должна продаваться по справедливой цене и использоваться с учетом существующих экологических проблем. Решения задач обеспечения надежности энергоснабжения, экономии и защиты окружающей среды, которые иногда противоречат друг другу, должны быть максимально согласованны. Мировой спрос на электроэнергию возрастет на 60% в течение следующих 20 лет, и это сулит не только истощение мировых запасов полезных ископаемых, но и ухудшение экологической обстановки. Продукты сгорания натурального топлива загрязняют атмосферу и ведут к усилению парникового эффекта.

 

Один из способов повышения эффективности электростанции является ее модернизация. Зачастую это более выгодная альтернатива строительству новых генерирующих мощностей. Благодаря повышению двух параметров пара (давления и температуры) и сокращению потерь в пароводяном цикле возможно добиться значительного успеха в деле увеличения КПД электростанции. Ожидается, что уже к 2020 г. эффективность обычных ТЭЦ достигнет уровня в 53%. Потребление угля в производстве одного киловатт-часа электроэнергии тогда будет составлять всего 230 г, а выброс CO2 сократится до 620 г. Современные же угольные электростанции могут достигать эффективности в 47%. Они потребляют 270 г угля и выбрасывают 700 г углекислого газа при производстве одного киловатт-часа энергии.
Сегодня уголь занимает значительную часть в структуре топливного баланса. В абсолютном выражении объем производства электроэнергии с использованием этого вида топлива несколько увеличится в будущем. Основная часть электроэнергии все же будет генерироваться с использованием природного газа, энергии воды и возобновляемых источников энергии. Освоенные человечеством технологии уже сейчас позволяют создавать парогазовые силовые установки, обладающие КПД более 58%, в то время как КПД современных силовых агрегатов электростанций, работающих на каменном и буром углях, составляет соответственно максимум 47% и 43%. Причем вышеупомянутый показатель – не предел.

 

Беспроигрышная комбинация

 

Поскольку комбинированный цикл производства имеет определенные преимущества, эта технология в будущем будет использоваться не только для природного газа, но и для таких видов топлива, как уголь, запасы которого велики, биомассы или различные отходы переработки. Самыми успешными обещают быть станции комбинированного цикла производства, использующие предварительно газифицированный уголь. Кстати, в прошлом номере ЭПР мы подробно рассказывали о новой угольной технологии, представленной специалистами компании «СибКОТЭС».

 

В настоящий момент германский энергетический концерн E. ON Engine совместно с компанией «Сименс» ведет строительство новой электростанции в баварском городе Иршинг. На первом этапе компания «Сименс» создает новый тип газотурбинной установки – крупнейшей и самой мощной в мире (340 МВт). После испытаний на базе установки будет построена высокоэффективная комбинированная электростанция мощностью 530 МВт с эффективностью, превышающей 60%. Разрабатывая новые газовые установки, немецкая компания поднимает планку для экологически безопасных, экономичных электростанций. Увеличение эффективности на два процента по сравнению с современными станциями позволяет снизить выброс углекислого газа на 40000 т в год. Это сравнимо с выбросами от 9500 машин среднего размера, проезжающих по 20000 км каждая.

 

В соответствии с программой развития ветроэнергетики РАО «ЕЭС России» (первый этап 2003 2005 гг.) были начаты работы по созданию многофункциональных энергетических комплексов (МЭК) на базе ВЭС и ДВС-электростанций. Такие комплексы из местных топливно-энергетических ресурсов производят моторные топлива (или генераторный газ), а из них – электрическую и тепловую энергию. МЭК представляет собой систему, состоящую из отдельных модулей, конструктивно и функционально совместимых между собой. Создание МЭК выполняется в три этапа. На первом этапе проанализировано развитие автономных систем энергоснабжения на базе ДВС-электростанций с учетом отечественного и зарубежного опыта, рассмотрены основные принципы совместной работы ДВС-электростанций и ветроэлектростанций. На основе проведенных расчетов выбран вариант силовой схемы и состава высокоэкономичной ДВС-электростанции с преобразователем частоты. Вариант обеспечивает максимальную экономию топлива станции и максимальный коэффициент использования ветроэлектростанции при отсутствии ограничений в соотношении мощностей ВЭС и ДВС-электростанций и минимальном сроке окупаемости. Кроме того, разработано техническое задание и проведены стендовые испытания экспериментального образца электротехнической части ДВС-электростанции мощностью 200 кВА с преобразователем частоты. Результаты первого этапа были рассмотрены и одобрены НТС РАО «ЕЭС России» осенью 2005 года. Появилась необходимость перехода ко второму этапу – «Созданию в полевых условиях опытного образца МЭК» (совместно с существующей ветроэлектростанцией). Сейчас совместно с Немецким энергетическим агентством выполнен предпроектный этап работ строительства ВЭС мощностью 3 МВт в п. Тикси. Здесь же в ближайшие два года будет размещен МЭК, организационной схемой управления которым станет консорциум, включающий несколько организаций, готовых финансировать проект: правительство республики Саха (Якутия), ОАО «Якутскэнерго» или «Сахаэнерго», «Комиэнерго», ОАО «Электроагрегат» (Курск), НПЦ малой энергетики.

 

Полезный ветер

 

По прежнему чрезвычайно привлекательной, особенно для стран, лишенных богатых запасов углеводородного сырья, остается и атомная энергетика. Европейские государства активно развивают это направление и строят новые реакторы. Так, компании «Сименс» и Framatome недавно закончили совместную разработку реактора EPR («Европейский реактор с водой под давлением»). Партнеры из Германии, Швейцарии, Нидерландов, Финляндии и Франции создали реактор нового поколения SWR 1000, использующий кипящую воду. Первый энергоблок EPR в настоящее время сооружается в Финляндии, а второй будет построен во Франции.

 

Самый мирный атом

 

 

Основные отличия EPR от предыдущих ядерных реакторов – эффективность увеличена с 35% до 37%, мощность увеличена до 1600 МВт, срок службы увеличен до 60 лет. Значительные усовершенствования коснулись и систем безопасности реактора. Они заставили поутихнуть голоса скептически настроенных экологов, пугающих общество перспективой ядерной катастрофы. В случае возникновения угрозы ядру EPR радиоактивные материалы автоматически консервируются в безопасном контейнере. Таким образом, последствия аварии будут минимальны, и они не выйдут за пределы станции.

 

 

ГидроОГК развивает геотермальную энергетику. Градирни. У. За 30 лет вымерла треть обитател. Применение частотно-регулируемог.

 

Главная >  Энергосбережение 

0.0139