Реферат: История атомной энергетики Украины
Из 1 м3 газа, при сжигании его с
к.п.д. 0.85, можно получить около 8 кВт*год тепловой энергии (28,8МДж) или
около 2.8 кВт*год электроэнергии (к.п.д 30%) . Цена 1 м3 газа потребляемого
городскими котельнями - 0.226 грн. Стоимость 1Гкал - около 65 грн. Стоимость
теплоты, полученной из 1 м3 газа в городских котельнях - 0.056 х 8 кВт*час =
0.448 грн. Стоимость электроэнергии, полученной из 1 м3 газа составляет 0.12 х
2.8 кВт*час =0.34 грн. (Стоимость газа в 1 кВт*час теплоты - 0.028 грн., а в 1
кВт*час электроэнергии - 0.096 коп., при стоимости 0.288 грн/м3 ).
При изготовлении электроэнергии на
конденсационных электростанциях из 1 м3 газа получают 2.8 кВт*час
электроэнергии, а около 6.8 кВт*час теплоты выбрасывается в окружающую среду.
Если же перейти на комбинированное производство электроэнергии и теплоты, то с
1 м3 газа можно вырабатывать около 2.8 кВт*час электроэнергии, а около 5
кВт*час использовать для отопления или гарячего водоснабжения. В этом случае
стоимость полученной из 1 м3 газа теплоты и электроэнергии будет: 2.8 кВт*час х
0.12 + 5 кВт*час х 0.056 = 0.616 грн., т.е, сжигая 1 м3 газа при таком способе,
можно получить на 0.616 - 0.448 = 0.168 грн. больше, или на 0.168 : 0.448 х
100% = 38 % больший доход.
Кроме экономических преимуществ,
изготовление тепла и электроэнерги комбинированным способом значительно снижает
затрату топлива (близко 50%), поскольку разрешает использовать то тепло,
которое почти не используется на конденсационных электростанциях.
По данным работы [1] в Украине на
отопление и горячее водоснабжение имеющегося жилого фонда используется 70-75
млн. т.у.т., из них около 34 млрд. м3 газа. При этом, около 30-50% выработанной
теплоты теряется из-за эксплуатации малоэффективного и изношенного
оборудования, аварийного состояния инженерных сетей, низких теплозащитных
свойств заградительных конструкций зданий и т.д. [1-3].
Эффективное сжигание всего объема
топлива, которое используется сегодня для отопления и горячего водоснабжения по
теплофикационному циклу разрешило бы вырабатывать около 200 млрд. квт*час. электроэнергии,
которая превышает ее выработку на всех электростанциях Украины за год (в 1997
году было выработано 177 млрд. кВт*час). А за счет устранения потерь, которые
имеют место при настоящем транспортировании и потреблении тепла, можно
компенсировать затраты тепловой энергии, которая необходимая для производства
электроэнергии на ТЭЦ. Таким образом, полное использование на ТЭЦ топлива,
которое тратится сегодня в Украине на отопление и горячее водоснабжение, а
также эффективная теплоизоляция теплосетей и зданий дало бы возможность
обеспечить полностью наши потребности в тепле и электроэнергии. Внедрение
комбинированного способа производства теплоты и электроэнергии и их
сберегательное использование разрешило бы отказаться от производства
электроэнергии на атомных и тепловых конденсационных электростанциях. При этом
отпадёт необходимость импортировать ядерное топливо и на 30 млн. т.у.т.
сократится потребление энергоносителей, которые сегодня сжигают на тепловых
конденсационных электростанциях. Значительное снижение, приблизительно на 52
млн. т.у.т, потребление химического и ядерного топлива существенно снизит
количество вредных выбросов и тепловое загрязнение окружающей среды. Уменьшение
потребления энергоносителей на 30 млн. т.у.т. позволило бы снизить импорт
природного газа на 26 млрд. м3, что означало бы экономию средств в размере 2.1
млрд. долларов. Если сюда добавить средства, которые идут на закупку ядерного
топлива, то экономия окажется еще большей и будет составлять вцелом около 4
млрд. долларов в год.
Конечно, реализация такого
глобального проекта довольно таки проблематична, но приведенные расчеты
являются свидетельством мощного потенциала энергосбережения за счет
эффективного использования высокопотециальной составляющей теплоты сгорания
топлива, которое используется для отопления и горячего водоснабжения. Сегодня у
нас процент маленьких промышленных и коммунальных ТЭЦ в производстве тепла
составляет менее 10%, тогда как процент их в производстве тепла в Финляндии
составляет - 43%, в Германии - 53%, в Голландии - 67%, Великобритании и США -
более 90% [1]. Последние цифры являются доказательством того, что такой проект
является реальным. Для его реализации необходимо создать национальную программу
по перестройке всей топливно-энергетической области. Нужны значительные
средства для реконструкции теплоэнергетических предприятий, инженерных сетей,
проведение мероприятий по теплоизоляции зданий. С другой стороны, вследствие их
значительного физического и морального износа, такие изменения, так или иначе,
необходимо будет проводить уже в ближайшее время. Большие затраты на
техническое переоборудование теплоэнергетических предприятий с переходом их на
комбинированное производство тепла и электроэнерги быстро окупятся.
Например, УкрЭСКО работает над
реализацией нескольких инвестиционных проектов по трансформации обычных
котельных на комбинированное производство электроэнергии и теплая.
Так, государственная компания
"Энергия", что вырабатывает тепло для ряда фабрик и горячую воду для
центрального отопления города Обухов, предлагает установку паровых турбин для
производства электроэнергии как для внутреннего потребления, так и на продажу.
Затраты на инвестицию составляют 4,0 млн. долл. США с дальнейшей чистой годовой
экономией для компании 2.1 млн. долл. США.
Установка паровой турбины с
генератором на Житомирском заводе химических волокон будет стоить близко 550
тыс. долл. США, которое обеспечит годовую финансовую экономию 33% от суммы
инвестиции.
Мероприятия по замене тепловых
магистралей и утепления зданий имеют срок окупаемости приблизительно - 4-6 лет
[4].
Реорганизации энергетики на
ориентацию получения электроэнергии и тепла на ТЭЦ оказывает содействие высокая
степень централизации системы снабжения тепла и горячей воды. Сегодня такая
система теплоснабжения жилого фонда вызовет справедливые замечания вследствие
ее высоких потерь и высокой стоимости. Поэтому планируется проведение
децентрализации системы теплоснабжения за счет использования кровельных
котельных и индивидуальных нагревателей. Следует заметить, что такая тендеция
является ошибочной и вредной с точки зрения энергосбережения. Без
централизованной системы теплоснабжения практически невозможно использовать
високопотенциальную составляющую теплоты сгорание топлива. С другой стороны,
недостатки централизованной системы теплоснабжения можно устранить, если
снизить потери тепла при транспортировании и использовании его для обогрева
зданий. Реконструкция котельных в теплоцентрали, замена труб тепловых трасс на
современные трубы с пенополиуритановой изоляцией, тепловая изоляция зданий,
установка теплообменных пунктов и современных приборов регулирования и контроля
позволит снизить в два-три раза оплату за теплоснабжение, при сохранении
высокого уровня комфортности и меньших капитальных затратах. Переход на
децентрализованную систему теплоснабжения требует дорогого оснащения и не
выключает необходимости тепловой изоляции зданий, поэтому будет требовать не
меньших капитальных и эксплуатационных затрат, но экономия средства и топлива
при этом будет меньшая.
Применение труб с
пенополиуритановой изоляцией позволит снизить потери тепла при его
транспортировании с 20-30% до 1%, при нормативных - 8% [5]. Современные
технологии и новые теплоизоляционные материалы дают возможность уменьшить
затраты тепла на обогрев зданий на 50-70% [1,4]. Проведение этих мероприятий
позволит использовать до 30% теплоты для выработки электроэнергии без изменения
сегодняшних объемов потребления топлива, которое используется для отопления и
горячего водоснабжения. За счет средств, полученных от реализации дополнительно
выработанной электроэнергии, можно будет покрывать затраты на топливо, которое
используют в теплоснабжении. Таким образом, после периода окупаемости затрат на
реконструкцию, учитывая эксплуатационные затраты, стоимость снабжения теплоты
для потребителей можно будет снизить в два-три раза.
Децентрализация системы
теплоснабжение связана еще с одной проблемой - преждевременным разрушением
централизованной системы. Уменьшение количества потребителей тепла от больших котельных,
при децентрализации системы теплоснабжения, вызовет снижение их рабочей
мощности, а затем и эффективности вследствие падения коэффициента полезного
действия и увеличения эксплуатационных затрат. Все это приведет к увеличению
стоимости теплоты и возрастанию бюджетных расходов на их покрытие, или - к
банкротству котельных.
Правильная организация
централизованной системы теплоснабжения с комбинированной системой выработки
электроэнергии и теплоты, кроме экономии средств и топлива, имеет дополнительные
преимущества, поскольку будет создавать возможность маневра мощностями при
пиковых погрузках и в экстремальных ситуациях. Большое количество
электрогенерующих установок маленьких и средних мощностей, при создании
высокоэффективной системы централизованного управления, разрешит легко
маневрировать их общей мощностью в зависимости от потребностей.
Переход на комбинированное
производство электроэнергии и теплоты будет оказывать содействие созданию
большого количества электрогенерующих установок разной мощности. Их работу
необходимо будет согласовывать с работой всей энергосистемы и локальными
графиками подачи тепла. Соответственно, необходимо будет организовать систему
теплоснабжения. В период пиковых нагрузок на энергосистему, электрогенерующие
установки ТЭЦ будут работать в режиме максимальной мощности. В этот период
будет максимальное выделение теплоты, которую следует использовать для
нагревания воды и выработки пара. При спаде нагрузки в энергосистеме, мощность
электрогенерующих установок можно будет снижать, а при использовании блочных
установок, часть их отключать. Снижение количества выделения теплоты, будет
компенсироваться ранее накопленной теплотой, а также использованием избыточной
электроэнергии. В этом случае количество необходимой теплоты будет меньшее,
поскольку она будет использоваться для поддержания температуры прежде
выработанного пара и нагретой воды
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5 |