ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ - ОДИН ИЗ ОСНОВНЫХ МЕХАНИЗМОВ УСТОЙЧИВОГО РАЗВИТИЯ ТЕПЛОЭНЕРГЕТИКИ
Эффективность производства электричества по паровому циклу в странах бывшего Союза находится на уровне мировых стандартов. Однако эффективность самого цикла во всем мире при работе в конденсационном режиме весьма низкая - на уровне 4045%., т.к. в электричество превращается только высокопотенциальная часть энергии пара. Остальная часть энергии топлива, в водяном паре с низким потенциалом выбрасывается в атмосферу через градирни, сбрасывается в водохранилища и т.п. Перевод ТЭС в теплофикационный режим существенно повышает эффективность использования энергии топлива - до уровня 70 -75% [1, 2]. Однако ТЭЦ в летнее время вынуждена работать почти в конденсационном режиме, т.к. снабжение горячей водой составляет только треть от отопления. Из этого сравнения видно, что использование остаточной энергии пара для получения тепловой энергии, с относительно низким потенциалом, представляет собой один из удобных механизмов повышения эффективности производства электричества.
Традиционно основными направлениями использования этой части энергии топлива были отопление и снабжение горячей водой. Однако для этой части энергии требуется относительно близкорасположенный потребитель (в связи с трудностями транспортирования тепловой энергии на дальние расстояния), что не всегда возможно по другим факторам, определяющим размещение ТЭС. Развитие производства труб тепловых сетей с заводским нанесением высокоэффективной тепловой изоляции существенно увеличивает приемлемое расстояние транспортирования тепловой энергии.
В Германии, Дании и других странах уже появляются схемы с междугородними тепловыми сетями.
В Казахстане уже много лет действует междугородняя тепловая сеть КарГРЭС -2 - Шахтинск [1], которая в период строительства была подвергнута обструкции. Сейчас она считается эффективной. Если бы удалось обосновать этот проект в качестве проекта по снижению выброса парниковых газов, то экономическая привлекательность междугородних тепловых сетей существенно возросла. В ближайшем будущем работа ТЭС в конденсационном режиме должна стать, скорее исключением, чем правилом. В случае экономической неосуществимости междугородних тепловых сетей, то можно рассматривать создание «городков - теплиц» при ТЭС. Если учесть, что лето в значительной части территории северного Казахстана и в восточной и северной частях запада России относительно короткое, то развитие тепличного хозяйства окажется вполне востребованным. В летнее время в этих теплицах можно будет выращивать корм для животноводства (люцерна, кукуруза и другие). Развитие тепличных городков будет способствовать снижению моноспециализации поселков при ТЭС, когда весь
ТТЦ представляет чуть ли не чисто женскую профессию. Суммируя сказанное, можно считать востребованным развитие междугородних тепловых сетей и тепличных городков вблизи ТЭС.
Еще одним механизмом повышения эффективности производства электричества можно считать развитие парогазового цикла на ТЭС, работающих на газовом топливе. Работа ТЭС на газе только в паровом цикле также должна стать скорее исключением, чем правилом, особенно на ТЭЦ [3]. В теплофикационном режиме работы ТЭС, условие повышения параметров пара существенно смягчается, т.к. недоиспользованная часть энергии пара утилизируется в процессе теплоснабжения.
Развитие совместного производства тепла и электричества на котельных также представляет перспективный механизм повышения эффективности электроэнергетики. Это особенно перспективно для котельных, сжигающих газовое топливо, в связи с возможностью установки газотурбинных надстроек в них. Для паровых котельных на угле возможна установка паровых турбин, где с учетом относительно малой паровой производительности каждого котла в отдельности необходимо реализовать в котельных систему с поперечными связями по пару [4].
Возможным дополнительным механизмом повышения эффективности теплоэнергетики может быть освоение сжигания некондиционной части добываемого угля, что заметно увеличит эффективность добычи угля. Большая часть этого некондиционного угля в настоящее время вывозится в отвалы, где догорает в условиях глубокого недостатка кислорода с образованием канцерогенных веществ. Очевидно, что для таких углей требуются специальные котлы и эффективность этих котлов будет заметно хуже. В связи с этим данный способ сжигания следует рассматривать как огневую утилизацию некондиционной части добытого топлива и, по своей сути, вышерассмотренные котлы будут ближе к установкам, сжигающим мусор.
Таким образом, теплоэнергетика нуждается в реализации следующих решений, обеспечивающих повышение энергетической эффективности производства:
• расширение тепличного производства вблизи ТЭС, работающих в конденсационном режиме;
• развитие парогазового цикла на ТЭС, сжигающих газовое топливо;
• развитие перевода конденсационных ТЭС в теплофикационный режим, даже через строительство междугородних тепловых сетей;
• развитие когенерации на котельных;
• разработка котельного оборудования, способного сжигать не кондиционное топливо.