В.К. Донченко, Л.С. Венцюлис, Ю.И. Скорик ЭНЕРГОРЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ - ОСНОВНОЕ НАПРАВЛЕНИЯ ПОВЫШЕ НИЯ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ И ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ЭФЕКТИВНОСТИ ТОПЛИВНО-ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО КОМПЛЕКСА РОССИИ

ЭКОНОМИЧЕСКИЕ И ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ ТОПЛИВНО-ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО КОМПЛЕКСА РОССИИ Удельная энергоёмкость валового внутреннего продукта Уровень негативного воздействия основных отраслей хозяйства России на окружающую среду

Добыча, транспортировка и переработка топлива Транспортировка и потребление энергии 30÷40% 35÷45% 20÷30%55÷60% 10÷17%12÷18% ПОТЕРИ ТОПЛИВА И ЭНЕРГИИ ТЭК Генерация энергии ЕВРОПЕЙСКИЕ СТРАНЫ РОССИЯ

Потери топлива, энергии и изменение коэффициента использования топлива в цикле (Швеция)

Потери топлива, энергии и изменение коэффициента использования топлива в цикле(Россия)

Изменение коэффициента использования топлива (энергии) на этапах топливно-энергетического комплекса (электрические станции)

Изменение коэффициента использования топлива (энергии) на этапах топливно-энергетического комплекса (тепловые станции)

Снижение энергоемкости валового внутреннего продукта в странах мира и в России

ХАРАКТЕР ПРИНЯТЫХ МЕР Организационные меры Нормативно- правовые меры Экономические меры Технологические меры США 1.Создание специальных центров по сбору и формированию справочной документации в сфере энергостатистики 2.Создание системы налоговых льгот на приобретение оборудования, эффективного в энергетическом отношении 3.Создание системы штрафных санкций за использование оборудования, неэффективного в энергетическом отношении 4.Разработка разнообразных программ, направленных на повышенное сбережение энергоресурсов. (Например, «Программа помощи малоимущим семьям в утеплении дома») 5.Разработка и реализация «Комплексной программы энергосбережения» 1. Издано и принято к исполнению 42 федеральных закона по регулированию деятельности в энергетическом секторе деятельности 2. Принят федеральный закон (1992 г.) «О национальной энергетической политике» 1. Программы по энергосбережению финансируются: на 80% за счёт федерального бюджета; на 20% - за счёт бюджетов штатов и предприятий; 2. За гг. на решение проблем энергосбережения потрачено $ 1,2 млрд.; за на эти проблемы потрачено $ 1,4 млрд. 3. За гг. энергоемкость ВВП снизилась на 32% 1. Разработка и использование ПГТУ; 2. Разработка принципиально новых ЭУ; 3. Разработка и использование ЭУ па возобновляемых источниках энергии; 4. Разработка и использование новых систем передачи и потребления энергии; 5. Применение АЭУ

Энергоресурсосбережение в системе топливно-энергетического комплекса Добыча, переработка и транспортировка топлива Генерация энергии Транспортировка и потребление энергии Снижение потерь топлива При добыче топлива При транспортиров- ке топлива При переработке топлива Предотвра- щение экологических ущербов При загрязнении атмосферы При загрязнении водных объектов При загрязнении отходами Снижение потерь топлива и энергии При использовании более эффективных генерирующих устройств При использовании полидисперс- ных и смешанных топлив При использовании возобновляе- мых источников энергии Предотвра- щение экологических ущербов При загрязнении атмосферы При загрязнении водных объектов При загрязнении отходами Снижение потерь энергии При транспортировк е энергии При подготовке энергии к использованию При использовании энергии Предотвра- щение экологических ущербов При загрязнении атмосферы При загрязнении водных объектов При загрязнении отходами

Методы совершенствования способов добычи, транспортировки и переработки топлива УГОЛЬНЕФТЬ ГАЗ 1. Доизвлечение угля в целиках 2. Нарезание коротких столбов 3. Сокращение длины лавы 4. Комбинация способов извлечения 5. Методы снижения потерь 6. Остановка одной из спаренных лав 1. Бурение горизонтальных стволов 2. Вторичная перфорация 3. Физико-химическое воздействие 4. Сжигание попутного газа 5. Строительство подземных магистралей 6. Стеклопластиковые трубопроводы 1. Использование скважин с повышенным дебитом 2. Дифференцированная система вскрытия 3. Использование зонной модели 4. Безгидратный режим транспортировки 5. Стеклопластиковые трубопроводы 1. Подстилающие слои 4. Как удобрение 7. Для производства керамики, глинозема, кремния 2. Земляное покрытие дорог 5. Для производства вторичного сырья 8. Для производства стройматериалов 3. Для рекультивации 6. Для сжигания 9. Использование попутного газа 1. Очистка от пыли, воды, серы и примесей 2. Снижение потерь мелкого угля 3. Интенсивное обогащение 1. Герметизация системы сбора 2. Удаление примесей, воды, серы и др. 3. Использование комбинированных технологических процессов 4. Более глубокая переработка нефти 1. Герметизация системы сбора 2. Улавливание лёгких фракций 3. Утилизация попутного газа 4. Сокращение числа пунктов подготовки Методы совершенствования способов переработки топлива Методы совершенствования способов добычи топлива Использование отходов при добыче и переработке топлива

Типы энергетических установок

Совершенствование существующих энергетических установок

КПД существующих и перспективных ПТУ Тип станции КПД существующих станций КПД станций после модернизации КПД станций с повышенными параметрами пара 1Конденсационные энергоблоки - газомазутные - пылеугольные Теплоэлектростанции - газовые - угольные

б) Начальная температура газа t з = 2000 ºС Повышение экономичности дизельных энергетических установок за счет совершенствования схемы а) Среднеоборотные ДВС б) Малооборотные ДВС

а) Начальная температура газа t з = 800 ºС б) Начальная температура газа t з = 2000 ºС Повышение экономичности газотурбинных установок за счет совершенствования схемы и повышения начальных параметров газа

КПД перспективных энергетических установок

Эффективность сжигания полидисперсных и смешанных топлив Смешанные топлива на основе традиционных топлив Снижение стоимости топлива Экономия средств на транспортировку и утилизацию ТКО Снижение платы за выбросы вредных веществ Экономия традиционных топлив Смешанные топлива на основе традиционных топлив и ТКО Экономия средств на техническое обслуживание Экономия традиционных топлив Снижение платы за выбросы вредных веществ Полидисперсные топлива на основе традиционных топлив и воды Снижение платы за выбросы

Снижение генерации аэротехногенного воздействия на ОПС при сжигании смешанных топлив

Снижение генерации аэротехногенного воздействия на ОПС при совместном сжигании различных видов топлива и отходов

Эффективность использования полидисперсных и смешанных топлив

Снижение генерации аэротехногенного воздействия на ОПС при сжигании различных эмульсий и суспензий

Источники энергии

Изменение доли ВИЭ от общего потребления энергии в мире

Изменение доли отдельных видов в общем потреблении ВИЭ

Количество долларов, приходящихся на душу населения, вкладываемых в развитых странах в НИОКР по ВИЭ

Использование возобновляемых источников энергии (Ленинградская область) Ветроэнергетик а Энергия уровня масс воды Твердые коммунальные отходы и древесина Геотермальная энергетика Солнечная энергия Районы: акватория Финского залива (Ломоносов, Сестрорецк, Приморск, Усть-Луга) Скорость ветра 8-10 м/с на высоте 10 м. Ветровой потенциал 2000÷4000 кВт ч/м 2 в год. Ресурсы 150 млрд. кВт ч/год. Практически 15 млр. кВт ч/год ВЭУ – 250 Радуга - 1 Районы: Пулково, Красное Село. Шушары, Колпино, Тайцы, Гатчина и др. Минимальная глубина залегающих пород 15-2 км с t=70ºС. Тепловой поток 60÷70 МВт/м 2. Плотность геотермальных ресурсов до 6 тут/м 2. Потенциально извлекаемые ресурсы 7,5 млрд. тут Малые реки Ленинградской области – малые электростанции (бывшие 38 ст.), реконструкция. Энергия масс воды 18÷20 тыс. кВт. Вырабатываемая энергия 150÷160 млн. кВт ч. В городе и области для малых предприятий и жилых кварталов. Использование для низко- потенциальных процессов (подогрев воды). Удельное залегание ресурсов энергии: - фототермическое 1100 кВт ч/м 2 Фототермическая система с площадью 10 м 2 Экономия топлива 600 л в год. Полигоны СПб, ЛО и лесные массивы, дерево- обрабатывающие предприятия. Энергетический потенциал только полигон 1 (Горелово) - при сжигании отходов 4 млрд. 800 млн. МДж - при использовании биогаза за 15 лет - 2 млрд. 800 млн. МДж

Совершенствование способов транспортировки и потребления энергии Транспортировк а энергии Подготовка энергии к потреблению Потребление энергии Паровые и водяные трубопроводы Электро- энергетические передачи Строительные сооружения Жилые помещения 1. Использование т/проводов труба в трубе 2. Изоляция т/проводов 3. Шаровая запорная арматура 4. Сильфонные компенсаторы 5. Вентиляция т/проводов 6. Повышение РН сетевой воды 7. Антикоррозийные покрытия 8. Электро- химическая защита 1. Внедрение управляемых электропередач 2. Внедрение высоко- температурной сверхпро- водимости 3. Создание автоматизиро- ванных подстанций 4. Реконструкция и техническое перевооружение подстанций 1. Теплофикация больших жилых районов 2. Использование сбросного тепла от предприятий 3. Централизо- ванное охлаждение 4.Аккумулиро- вание произведенного тепла 1. Планирование расположения зданий 2. Утепление домов 3. Использование тепловых насосов 4. Установка энергосберегаю- щих окон 5. Использование естественной вентиляции 6. Изменение режима освещения 7. Установка менее мощных насосов 1. Замена ламп накаливания 2. Выбор телевизора, эл. чайника, места для холодильника 3. Использование пылесоса, посуды, стир. машины, чайника 4. Выключение электроприборов из сети 5. Переход на тариф «день- ночь»

1. Изолирование котлов 2. Изолирование трубопроводов в распределительной сети 3. Автоматизированное регулирование потребления тепла 4. Утепление домов и герметизация окон Повышение эффективности системы централизованного теплоснабжения города Истры (Московская область)

ПРИМЕР РАСЧЁТА ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ТЭК Основные показатели потерь топлива и энергии для принятых к рассмотрению пяти вариантов совершенствования ТЭК России по энергоресурсосбережению на ближайшую и отдаленную перспективы Варианты Потери при добыче, транспортировке и переработке топлива Потери при генерации энергии Потери при транспортировке и потреблении энергии 1Современное состояние вариант (5÷7 лет) вариант (10÷12 лет) вариант (20÷25 лет) вариант (20÷25 лет) вариант (20÷25 лет) 8812

Изменение коэффициента использования топлива (энергии) на этапах топливно-энергетического комплекса при производстве электроэнергии (газ)

Изменение коэффициента использования топлива (энергии) на этапах топливно- энергетического комплекса при производстве тепловой энергии (газ)

Экономическая эффективность совершенствования топливно-энергетического комплекса России (млн. руб.) Вид негативного воздействия на окружающую природную среду Варианты совершенствования ТЭК 1 вариант2 вариант3 вариант4 вариант5 вариант 1Экономия топлива при генерации Экономия топлива за счёт экономии энергии Предотвращенные ущербы за счёт: 13179, , , , ,5 3.1Загрязнения атмосферы при добыче и переработке топлива 43,9787,95131,83 3.2Загрязнения сточных вод при добыче и переработке топлива 676, , ,36 3.3Загрязнения атмосферы при генерации энергии 1 240, , , , ,29 3.4Загрязнения сточных вод при генерации энергии 110,77221,55553,89564,96576,04 3.5Загрязнения отходами , , ,16 3.6Потери земли 16,8433,9650,44 3.7Загрязнения атмосферы при снижении расхода топлива в результате снижения расхода энергии на её транспортировку и потребление 601, , ,98 3.8Загрязнения сточных вод при снижении расхода топлива в результате снижения расхода энергии на её транспортировку и потребление 66,16132,93199,4 199,40 ИТОГО: , , , , ,50

Экономическая эффективность совершенствования ТЭК (3 варианта)

Предотвращенный ущерб от добычи, переработки и транспортировки топлива

Предотвращенный ущерб от процессов генерирования энергии

Предотвращенный ущерб за счет экономного использования энергии

Соотношение экономической эффективности трех составляющих системы ТЭК (1 вариант) Срок окупаемости системы 10,2 года

ПРЕДЛОЖЕНИЯ по повышению эффективности топливно-энергетического комплекса РФ на основе энергоресурсосбережения Организационные мероприятия Мероприятия по совершенствованию нормативно-правовой базы Технологические мероприятия Экономические мероприятия

ОРГАНИЗАЦИОННЫЕ МЕРОПРИЯТИЯ Создание централизованной государственной системы управления повышением эффективности ТЭК на основе энергоресурсосбережения Разработка и применение системы штрафных санкций за неэффективное использование энергооборудования и энергии Разработка и реализация плана пропаганды принципов и способов энергоресурсо- сбережения среди населения Разработка и применение системы налоговых льгот, стимулирующих энергоресурсосбережение ТЭК

МЕРОПРИЯТИЯ ПО СОВЕРШЕНСТВОВАНИЮ НОРМАТИВНО-ПРАВОВОЙ БАЗЫ (разработка федеральных законов) Закон «О национальной энергетической политике РФ» Закон «Об экономическом стимулировании рационального использования топлива и энергии в РФ» Закон «О порядке проведения энергетического обследования предприятий»

ЭКОНОМИЧЕСКИЕ МЕРОПРИЯТИЯ Комплексная оценка экономической эффективности системы энергоресурсосбережения, действующих в РФ в настоящее время Разработка и использование механизмов государственного регулирования и стимулирования энергоресурсосбережения Проведение финансового аудита действующей системы регулирования процессов сбережения энергии и топлива Разработка и реализация мер привлечения частного капитала к реализации задач энергоресурсосбережения

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ МЕРОПРИЯТИЯ Разработка и применение эффективных мер по сокращению потерь топлива при добыче, транспортировке и переработке Проектирование и строительство электростанций с использованием комбинированных ПГТУ и перспективных МГДУ и ЭХГ. Проектирование и строительство тепловых станций, использующих биотопливо, в т.ч. древесину и отходы. Разработка и использование методов приготовления и использования полидисперсных и смешанных топлив. Использование водотопливных систем при сжигании различных топлив. Использование возобновляемых источников энергии, в первую очередь – геотермальных, ветровых и солнечных. Разработка и применение эффективных мер по сохранению потерь энергии и топлива при генерировании При добыче угля: - сокращение длины лавы у границ обработки - использование комбинированных способов увеличения извлечения запасов При добыче нефти: - бурение горизонтальных стволов - вторичная перфорация с более глубоким проникновением в пласт - сбор и использование попутного газа При добыче газа: - безгидратный режим попутного газа - реализация попутного газа При транспортировке: - систематический учёт потерь топлива - разработка способов снижения потерь топлива При переработке топлива: - использование методов обогащения топлива - утилизация попутного газа - более глубокая переработка нефти - брикетирование мелкодисперсного угля Разработка и применение эффективных мер по сокращению потерь энергии при её транспортировании и потреблении При транспортировке тепловой энергии: - использование трубопроводов «труба в трубе»; - нанесение антикоррозионных покрытий; - использование шаровой запорной арматуры; - использование вентиляционных каналов и камер. При транспортировке электрической энергии: - создание управляемых электропередач; - использование высокотемпературной сверхпроводимости; - создание автоматизированных подстанций. При потреблении энергии: - утепление зданий; - установка энергосберегающих окон; - применение тепловых насосов; - использование естественной вентиляции; - использование рационального освещения; - замена ламп накаливания; - оптимальный выбор электрооборудования и его размещение; рациональное использование