1 UIC Каталитические технологии для высокоэффективного децентрализованного теплоснабжения МЕЖДУНАРОДНЫЙ ФОРУМ ЭНЕРГЕТИКА БУДУЩЕГО, ноября 2010г. Москва Пармон Валентин Николаевич Яковлев Вадим Анатольевич Институт катализа СО РАН Новосибирск, Россия

2 UIC Структура Объединенного института катализа СО РАН (создан в 1997) Волгоград Омск Новосибирск Санкт-Петербург Москва Институт проблем переработки углеводородов (Омск) Пилотный завод тонкого органического синтеза С.-Петербургский филиал Московский отдел Ведущий Институт (Новосибирск) Опытно-промышленное производство технического углерода Опытно-промышленное производство катализаторов и сорбентов ОИК Институт катализа им. Г.К. Борескова Р о с с и я Волгоградский филиал Кадровый состав: более 1300 сотрудников в т.ч. научных 450

3 UIC Source: IEA, WEO, Reference scenario, 2002 and Прогноз энергопотребления Mtoe = Million tons of oil equivalent

4 UIC Катализаторы и каталитические технологии – структурообразующий базис химической промышленности и смежных отраслей экономики России Решаемые задачи: Качество продукции Сырьевые ресурсы Энергозатраты Экология Вклад каталитических технологий в материальную составляющую ВВП: России – 12–15 % США – 35 % катализаторы КАТАЛИЗ производство химической продукции и жидких топлив (90 % всех производств) энергетика металлургия экология фармацевтика пищепром каталитические технологии

5 UIC Научно-технологическая база В начале 80-х годов в Институте катализа СО РАН Г.К.Боресковым и Э.А.Левицким была предложена нетрадиционная технология сжигания жидких, газообразных и твердых топлив в присутствии катализаторов, которая позволяет ликвидировать многие недостатки высокотемпературного сжигания топлив. В основе технологии - сочетание принципов: -применение катализаторов полного окисления веществ; -сжигание топлив в псевдоожиженном слое частиц катализатора; -совмещение тепловыделения и теплоотвода в едином псевдоожиженном слое. Патенты: - На изобретение «Способ сжигания топлива» (патент с приор ). - На изобретение «Способ осуществления экзотермических реакций» (патент с приор ). - На изобретение «Аппарат для тепловой обработки рабочего тела» (патент с приор ). - На изобретение «Способ сжигания топлива» (патент с приор ). -На изобретение «Каталитический термогенератор» (патент с приор ).

6 UIC Каталитическое сжигание топлив в кипящем слое катализатора

7 UIC Практическая реализация пилотного проекта по созданию котельной КТУ-3 (3 МВт) 7

8 UIC Система контроля и регулирования (на уровне газовых котельных)

9 UIC Высокоэффективные и экологически чистые котельные КТУ Цель: замена традиционных котелен на котельные, использующие экологически чистое сжигание топлив – жидких, газообразных, твёрдых, в том числе низкокалорийных ПараметрКТУ-3 Стандартная котельная Расход угля, т/мес Себестоимость выработки 1 Гкал, руб. 110,5350 Стоимость топливных и энергоресурсов, тыс. руб./мес 174 (с учетом катализатора) 323 Коэффициент полезного использования теплоты топлива, % 93~45-60 Показатели работы котельной (в расчете на мощность 1 Гкал/ч) Фирмой ООО «ТермоСофт-Сибирь» по лицензии Института катализа СО РАН построена и с 2008 года эксплуатируется котельная на угле мощностью 3 Гкал/ч ( станция Артышта-2 Кузбасского отделения ЗСЖД ) Потенциальный рынок в России – более котелен Тепловая мощность КТУ от 0,25 до 12 Гкал/ч Разработчик: Институт катализа СО РАН

10 UIC

11 UIC ПараметрСлоева я топка* Котлы с кипяшим слоем** Каталитич еский котел 1. Теплопроизводительность, Гкал/ч 1,0 Габариты котла, м длина3,71,50,65 ширина1,91,00,65 высота2,18,32,5 2. Объем котла, м 3 14,712,41,1 3. Поверхность теплообменника, м Температура в котле, О С Температура воды на входе и выходе, о С Расход угля, кг/ч*** Расход электроэнергии, кВт КПИ, % Содержание токсичных веществ в дымовых газах, мг/м 3 NO x SO x СО *Котлы со слоевой топкой типа, КВр, Гефест, Бежица, (Бийск, Братск, Барнаул, Екатеринбург, С-Петербург и др.) **Котлы с кипящим слоем типа ДКВр, Россия, Альстрём, Финляндия, Лурги, Германия, Пирофлюид, Франция *** Перерасчет на Кузнецкий уголь марки Д с Q низ = 5500 ккал/кг Сравнительная характеристика тепловых котлов

12 UIC Автономные генераторы тепла на основе нанооксидных катализаторов Цель: Создание серийного производства типоразмерного ряда автономных каталитических генераторов санитарно чистого горячего воздуха мощностью до 3000 кВт по теплу на основе нанооксидных катализаторов Обогрев теплиц, хранилищ, ангаров, производственных и вспомогательных помещений не бытового назначения Сезонная стоимость обогрева м 2 теплиц, тысяч рублей Каталитические теплогенераторы (ИК СО РАН) Тепловая энергия от ТЭЦ Теплогенераторы на дизельном топливе фактические затраты Разработчик: Институт катализа СО РАН

13 UIC Участие бизнес-сообщества Потенциальные области потребления (распределенное энергоснабжение): -Коммунальное хозяйства -Предприятия угольной, лесоперерабатывающей промышленности, сельского хозяйства -Удаленные поселки, предприятия

14 UIC Обоснование возможности тиражирования 14 1.Описание возможностей тиражирования результатов проекта на территории Российской Федерации Предлагается задействовать профильные производственные мощности машиностроительных предприятий РФ, ориентированных на выпуск теплофикационного оборудования (ОАО «Бийский котельный завод», ОАО «Подольский машиностроительный завод»). При этом предполагается создать единую логистическую схему тиражирования технологии согласно прилагаемой схеме: 2. Оценка потенциала в энергосбережении при тиражировании В результате реализации проекта в том числе будет создано теплофикационное оборудование, использование которого позволит снизить расход топлива на 30%. Оценочное снижение себестоимости выработки 1 Гкал тепловой энергии составит 35%. 3. Оценка необходимой поддержки со стороны государства для обеспечения тиражирования: государственная поддержка для тиражирования результатов проекта не требуется. Головное предприятие (проектирование, комплектация основного оборудования) Основной потребитель-координатор ОАО «РосКомунЭнерго» Бизнес-единицы для монтажа, пуска, обучения персонала ПОТРЕБИТЕЛЬ Производители нестандартного оборудования Производители стандартного оборудования

15 UIC Ожидаемые экономический и социальный эффекты Экономический эффект: - суммарный объем производства 750 млн. руб. в год (25 установок х 30 млн.руб.) - вовлечение в топливно-энергетический ресурс более 3 млн. тонн неиспользуемых отходов лесопереработки, угольных отходов и низкокалорийных топлив. Социальный эффект: – создание до 850 новых рабочих мест, - полная автоматизация производства тепловой энергии - улучшение экологической обстановки