ЭНЕРГОХОЗЯЙСТВО ЗА РУБЕЖОМ

оптимальной рентабельности необходимы максимум точности и опыт при составлении спецификации на оборудование и ее строгое соблюдение. Тщательное составление договоров является одним из важнейших условий для сооружения или модернизации энергети- ческих объектов в требуемые сроки и с минимальными затратами. Постановка задач должна быть сформулирована полно и однозначно. Положения о гарантиях, ответственности, штрафах, реализации открытых вопросов, а также мероприятия при нарушениях договора следует формулировать, используя накопленный опыт. В то же время текст договора должен быть настолько гибким, чтобы можно было внести изменения, если меняются рамочные условия в течение срока действия договора.

Тенденции к увеличению мощности блоков. При оптимизации затрат решающую роль играет экономия от укрупнения оборудования. Крупные блоки обладают несомненным преимуществом по величине производственных затрат. На все более укрупняющихся предприятиях электроэнергетики эксплуатация маленьких блоков нерентабельна. Электростанции с блоками 150 МВт постепенно отмирают.

Что касается блоков большой мощности, то более жесткие требования предъявляются к их динамиче- ским характеристикам. Это касается, во-первых, обеспечения минимальных нагрузок (например, в ночное время), во-вторых, скорости изменения нагрузок (например, для поддержания частоты). Вместо нескольких малых шагов необходимо сделать один большой. Для обеспечения требуемой маневренности существующие крупные энергетические установки следует модернизировать. Новые объекты необходимо проектировать с учетом этих требований.

Автоматизация. Следующей возможностью для снижения затрат является совершенствование управления энергетическим объектом. Внешние пульты управления переносятся на центральный щит управления (ЦЩУ), с которого осуществляется управление несколькими блоками.

Недавно “STEAG” успешно провел такую перестройку щитов управления на электростанциях “Люнен” и “Херне”. Экономический эффект проявляется только при соблюдении тщательного планирования, реализации согласно графику и минимального времени простоя блоков. Необходимо наглядно показать, что после реконструкции средств автоматизации электростанция является качественно новой. Эффективность реконструкции требует точного анализа. Ощущается недостаток в нормативных документах. Без знания общих подходов и применения их в новых средствах предусмотренный объем автоматизации не будет реализован.

Гибкость в выборе вида топлива. В прошлом топки котлов электростанции в основном проектировались на работу с углем одного качества, добываемым в непосредственной близости. Сегодня топка котла должна проектироваться для сжигания углей разного качества. Расходы угольных электростанций на топливо меньше влияют на цену электроэнергии по сравнению с парогазовыми установками (1/3 к 2/3). Но сокращение затрат на топливо по-прежнему играет большую роль.

Для достижения его следует обеспечивать: широкий выбор топлива, возможность использовать высокозольный уголь, импортный уголь, возможность совместного с углем сжигания: нефтяного кокса, шлама, биомассы, животной муки или других веществ.

Использование новых видов топлива требует точ- ного анализа затрат с помощью современных средств математического моделирования. При расчетах определяются дополнительные затраты на сжигание других видов топлива и оценивается эффективность применения. Очень часто некоторые виды топлива, отличающиеся от проектного, не могут быть использованы без замены оборудования энергетической установки. С помощью анализа определяются проблемные агрегаты и вместо них предлагаются другие.

Утилизация отходов. Особое внимание следует уделить утилизации отходов. Становятся актуальными сокращение отходов и увеличение массы продуктов, пригодных для утилизации. Примером является эффективное обезвоживание отходов, приводящее к уменьшению объема и затрат на хранение отходов.

Отсюда следует вывод, что энергетические объекты должны выполнять сегодня несколько задач. Электростанция работает не только для производства электроэнергии и тепла, а одновременно производит такие материалы, как гипс, золу, гранулят и др., которые должны соответствовать определенным требованиям к их качеству.

Возможность или невозможность утилизации приводит к разнице в цене электроэнергии до 15%. Невозможность утилизации отходов может оказать серьезное влияние на рентабельность и повлечь за собой закрытие электростанции. Проектировщик обязан знать рамочные условия и реализовать их техническими средствами. Постоянно существует спрос на новые идеи, решающие эти проблемы.

Баланс между рентабельностью и сокращением СО2. К высокой экономичности установок следует стремиться с учетом экологического аспекта. Государственные законы призваны создавать стимулы в этом направлении и предотвращать диспропорции, вызванные конкурентной борьбой.

Денежные средства, предоставленные для этих целей, следует использовать максимально эффективно. Говоря о выбросах таких веществ, как СО2, следует учитывать его воздействие на атмосферу в мировом масштабе, а не только на местные условия.

Одна немецкая марка, использованная на модернизацию и без того современной установки, принесет меньше пользы, чем модернизация устаревшей электростанции в развивающейся стране, которая и дальше будет продолжать работать. При ограниченных финансовых возможностях необходимо проводить такие техни- ческие мероприятия, с помощью которых будет достигнут больший эффект в улучшении экологической обстановки в мировом масштабе. В этом случае можно говорить о КПД использования денежных средств. Мероприятия по защите окружающей среды целесообразно реализовать там, где они приведут к наибольшему эффекту.

Осознавая ответственность в мировом масштабе, мы не имеем права и не должны позволять себе рос-

кошь тратить большие средства на постоянное совершенствование и без того современных объектов.

Конкуренция и охрана окружающей среды. Во всем мире растет продажа электроэнергии. При неупорядо- ченности в законах об охране окружающей среды стран, продающих электроэнергию, возникают значи- тельные негативные диспропорции, вызванные конкуренцией. Цена на электроэнергию, например, значительно выше при использовании азотоочистных установок SCR, чем без них. В странах ЕЭС разрабатываются новые нормативы по охране окружающей среды, которые станут шагом вперед в упорядочении положения. Разумеется, для этого требуется длительное время.

Надежность. Раньше одним из требований, предъявляемых к электростанциям, была самая высокая степень надежности, однако сегодня требуется надежность, которая может быть оплачена. Поначалу существует возможность снижения затрат без заметного сокращения надежности, однако при слишком большом их сокращении надежность может достичь критиче- ского уровня.

Высокая доля парогазовых установок. В условиях либерализации рынка пылеугольные электростанции конкурируют с парогазовыми установками. При принятии решения о строительстве электростанции надо учитывать следующие моменты: место расположения, вид и качество топлива, экономически оправданную мощность, предполагаемый график нагрузки и местные законы об охране окружающей среды. Результаты воздействия этих факторов могут быть различными. Место расположения либо позволяет выполнять прямоточное охлаждение, либо ухудшает èç-çà геодезиче- ской высоты экономичность газовой турбины; необходимость прокладки газопровода для снабжения ПГУ может сделать данный проект нерентабельным и т.д.

График нагрузки также влияет на экономичность разных энергетических установок: высокие затраты оправданы только в режиме базовой нагрузки, высокие затраты на топливо – в режиме пиковой нагрузки. Следует учитывать также, что эффективность ПГУ при ча- стичной нагрузке снижается больше, чем традиционных энергоблоков. Это может играть существенную роль при оценке общего расхода тепла.

В настоящее время наблюдается рост цен как на газ, так и на газовые турбины, поэтому преимуществ ПГУ становится все меньше. Пылеугольные электростанции с истекшим сроком амортизации, но еще не устаревшие с технической точки зрения, могут использовать свои плюсы, возникшие после погашения кредитов и вследствие низкой стоимости топлива.

Международный опыт в условиях либерализации рынка. “STEAG” реализует международные проекты по строительству электростанций, к которым предъявляются следующие требования:

низкие цены на электроэнергию; надежная, испытанная техника;

место среди генерирующих мощностей данной страны.

Нужно учитывать также возможность технических рисков.

Комбинированная выработка тепловой и электри- ческой энергии и производство тепловой энергии. Ïðè

традиционном технологическом процессе электростанции возникает необходимость конденсировать рабочую среду и отводить тепло. Чем оптимальнее технологиче- ский процесс, тем ниже температура сбрасываемого тепла. Обычно уровень температуры рабочего тела на выходе столь низок, что нецелесообразно использовать его тепло. При комбинированной выработке электри- ческой и тепловой энергии расширение в турбине завершается при противодавлении так, что, с одной стороны, вырабатывается меньше электроэнергии, а с другой, – сохраняется необходимый уровень температуры отходящего тепла. При этом коэффициент использования топлива по сумме электрической и тепловой энергии может быть значительно выше, чем при выработке электрической энергии, и составить 85 – 90%.

Обязательным условием эффективности комбинированной выработки тепловой и электрической энергии является параллельное потребление электроэнергии и тепла. Успешно внедряет комбинированную выработку электроэнергии и тепла на собственных электростанциях “STEAG”, например, на ТЭЦ “Херне” суммарной мощностью 500 МВт и ТЭЦ “Вальзум” мощностью 410 МВт. Опыт “STEAG” показывает, что это значительно эффективнее, чем раздельное производство электроэнергии электростанциями, а тепловой энергии котельными.

Задачи инженеров по оптимизации состоят в том, чтобы с помощью имеющегося широкого выбора технических средств электростанции согласовать производство тепловой и электрической энергии. С ростом тепловой нагрузки выработка электроэнергии в конденсационном цикле сокращается до тех пор, пока турбина не переходит на режим с противодавлением.

Если конденсационный режим вообще не требуется, то используется турбина с противодавлением. Это приводит к тому, что основной задачей станции становится выработка тепловой, а не электрической энергии.

Âзависимости от соотношения электрической энергии и тепловой и от наличия газа используются различные технологические процессы с газовыми и паровыми турбинами или ГТУ с котлом-утилизатором.

Критерием для выбора является отношение между электрической и тепловой мощностью. Применяя соответствующие циклы с включением в них ГТУ, можно обеспечить это отношение в пределах от 0 до 3.

Уголь, особенно каменный, является одним из важнейших видов топлива в производстве электроэнергии.

Âбудущем традиционные и вновь разрабатываемые пылеугольные блоки и ПГУ на природном газе будут соперничать друг с другом.

Очень часто покупка технологических установок для производства электроэнергии проходит под лозунгом: “Приобретение оборудования с прилавка без проблем”. Такой подход не оправдывает себя для электростанции в условиях либерализации рынка. Надежность и правильность выбранного оборудования являются для станции определяющим фактором. Киловатт- час, который электростанция не сможет продать из-за недостаточной надежности, она не сможет продать никогда.

Кроме того, приобретение кажущегося дешевым оборудования может обернуться убытками, если при

эксплуатации такое оборудование станет причиной высоких производственных затрат и вызовет дополнительные расходы на техническое обслуживание. Чтобы продавать электрическую и тепловую энергию по низким ценам, очень важно использовать полученные знания и информацию в полном объеме.

Подводя итог, можно сказать, что на либерализованном рынке сегодня как никогда существует потребность в высококачественных услугах по планированию, которые может предоставить в необходимом объеме только профессиональный менеджмент. Только таким образом можно избежать того, что снижение стоимости энергии окажется кратковременной иллюзией. Само собой разумеется, что такие услуги должны оказывать специалисты высокой квалификации и за разумную цену.

Мнение VGB о развитии энергетики. 1. Основные условия развития энергетики в первые десятилетия XXI века:

либерализация; выполнение обязательств по сокращению выбро-

ñîâ ÑÎ2; соблюдение политических и экономических обяза-

тельств.

Использование угля для выработки электроэнергии является традиционной задачей крупных электростанций, которая в будущем должна быть откорректирована с учетом постоянного роста производства энергии во всем мире, а также требований к экономичности, и не в последнюю очередь – необходимости выделения СО2 из дымовых газов с его последующей утилизацией. Все это в определенной мере касается также использования природного газа и мазута.

Дополнительно к традиционным региональным электростанциям с умеренными удельными капитальными затратами в ближайшем будущем будут проектироваться автономные объекты для производства электроэнергии, расположенные на больших площадях, с использованием возобновляемых источников энергии, по возможности, соединенные в “виртуальную” сеть малых энергообъектов, применяющих, например:

топливные элементы с комбинированной выработкой электрической и тепловой энергии;

модульные блоки для утилизации биомассы; ветроэнергетические установки.

Хотя для обеспечения рентабельности и конкурентоспособности рассредоточенных источников энергии требуется еще многое сделать, их все же следует счи- тать перспективными исходя из опросов общественного мнения.

Наряду со снижением затрат на оборудование, которое тесно связано с требованиями надежности и безопасности, новой возможностью для повышения рентабельности является продажа квот на выбросы. В настоящее время такая продажа обусловлена реакцией общественного мнения.

2. Исследования в области угольной энергетики: при производстве энергии определяющими явля-

ются состояние мировых рынков, рентабельность, надежность технологий и энергоносителей, защита окру-

жающей среды (в особенности, атмосферы) и общественное мнение;

уголь является традиционным энергоносителем широкого применения. По сравнению с другими традиционными энергоносителями он обладает четкими преимуществами при доставке и относительной защищенностью от кризисов;

технологический процесс производства энергии на угле является надежным и испытанным как с техниче- ской, так и с экономической точек зрения;

продолжаются разработка и усовершенствование технологий сокращения выбросов СО2;

одним из мероприятий по защите атмосферы от тепличных газов является разработка методов удаления СО2 из дымовых газов и последующая его утилизация;

до 2020 г. доля возобновляемых источников энергии в производстве электроэнергии предположительно составит 10%; факторами, препятствующими использованию этих источников энергии, являются или могут стать степень совершенства технических средств, рентабельность и общественное мнение;

аналогичные проблемы возникают для энергообъектов, использующих в настоящее время природный газ в качестве энергоносителя, при переводе их на технологии, основанные на водороде;

в настоящее время политика использования возобновляемых источников энергии и топливных элементов оценивается положительно и находит общественную поддержку. Однако до сих пор нет доказательств рентабельности таких источников энергии без субсидий;

производство электроэнергии на угле крупными электростанциями для покрытия базовых нагрузок энергосистем и снабжения промышленных регионов с высокой плотностью населения будет и дальше играть важную роль;

сокращение области применения природного газа доказывает стремление использовать его только в каче- стве энергоносителя для ПГУ и для топливных элементов.

Выводы

1.Уголь останется до 2024 г., вероятно, даже до 2050 г., основным энергоносителем для производства электроэнергии. Из-за широкой области применения доля использования угля, по-видимому, будет расти.

2.Возобновляемые источники энергии увеличат в будущем свою долю в производстве электроэнергии, однако не заменят полностью традиционные энергоносители.

3.Наряду с уже испытанными и совершенствуемыми технологическими процессами и источниками энергии разрабатываются новые технологии, что приведет к возникновению рынка производителей электроэнергии с использованием разнообразных технологий. Возрастет доля децентрализованного производства энергии.