Мнение экспертов по использованию угля в теплоэнергетике
01.04.2008

Всё — в топку

Газовая пауза в энергетике России близится к завершению — на смену голубому топливу придет уголь. Российские угольщики в преддверии роста спроса на свою продукцию начинают активно вкладывать средства в разработку новых технологий эффективного использования твердого топлива Ирик Имамутдинов
"Эксперт", специально для "ЭПР"
В ближайшие 25 лет мировые энергетические потребности вырастут на 60%, и, для того чтобы их удовлетворить, за это время в энергетику придется вложить около 16 трлн долларов. Такие данные приведены в коммюнике "Изменение климата, чистая энергетика и устойчивое развитие", подписанном руководителями стран "большой восьмерки" летом этого года в шотландском Глениглсе. Большая часть этих средств пойдет на развитие угольной энергетики.

Газовая атака

Между тем судьба угольной отрасли вообще и российской ее составляющей в частности в XX веке оказалась непростой. Уголь — одно из самых сложных по составу (который к тому же может существенно меняться в пределах одного месторождения) углеводородных ископаемых — стал активно добываться и широко использоваться раньше других и по сути сыграл роль "топлива промышленной революции". До открытия больших месторождений нефти и газа человечество было вынуждено прилагать серьезные усилия для того, чтобы научиться добывать, обогащать, перерабатывать и использовать это широко распространенное в земной коре каменное топливо. Поэтому, когда нефть и газ во второй половине XX века сменили уголь в качестве основных энергоносителей, инновационная планка при работе с ископаемыми углеводородами в целом была снижена — нефть и газ проще по молекулярной структуре, их легче добывать, перерабатывать и т. д. Особенно резким переход на новые виды топлива был в нашей стране. Доля угля в топливном балансе СССР, по данным Госкомстата, в 1955 году составляла 66%. Открытие гигантских нефтегазовых месторождений в Западной Сибири привело к принятию в конце 1970-х программы газового перевооружения энергетики — по сути дела, тогда и была объявлена "газовая пауза". Правда, теперь подзабыли, говорит заведующий отделением технологий использования топлива Энергетического института им. Кржижановского Анатолий Гаврилов, что советский Госплан задумывал "газовую паузу" только как временный маневр, позволяющий, во-первых, создать условия опережающего развития энергетики по сравнению с промышленностью и, во-вторых, выиграть время для освоения более эффективных и экологически безопасных технологий угольной и ядерной энергетики. Выиграть время не удалось. В результате затянувшейся "газовой паузы" в энергетическом балансе России уголь занимает значительно меньше места, чем в среднем в мире. "У нас сложилась парадоксальная ситуация, — говорит замдиректора Института обогащения твердых топлив Ильдар Дебердеев. — Страна обладает четвертью мировых запасов угля, и в то же время его доля в энергобалансе и в производстве электричества составляет всего 18 процентов".

Чёрное будущее

В мире отношение к углю начало меняться после нефтяного шока 1973 года. Сейчас в большинстве стран место угля в производстве электроэнергии гораздо более заметно, чем у нас. По данным Всемирного энергетического совета (World Energy Council, WEC) за 2004 год, угольные электростанции производят 38% мировой электроэнергии. Сейчас, по данным WEC, на угольные станции в США и Германии приходится около половины вырабатываемой электроэнергии, а в Австралии, Индии и Китае — и вовсе около 80% и даже больше. Причина проста: во всем мире в отличие от России газ — в пересчете на тонну условного топлива — в среднем на четверть дороже угля. И это несмотря на то, что технологический процесс на угольных электростанциях более сложен, чем на газовых (уголь надо раздробить, измельчить в пыль и высушить). На фоне продолжающегося роста цен на нефть и газ интерес к углю как к альтернативному энергоносителю в мире только растет. Американский департамент энергетики сообщил о планах строительства 100 угольных электростанций в течение ближайших 15 лет. Региональный представитель WEC Клаус Брендоу предсказывает: "Мировой спрос на уголь, который за последние тридцать лет вырос на 62 процента, к 2030 году увеличится еще на 53".

Особый путь

Неизбежность замены газа углем в качестве основного топлива для ТЭС осознается и в России. В "Энергетической стратегии России на период до 2020 года" сказано, что увеличение доли угля в энергобалансе страны должно произойти в результате либерализации газового рынка. И если соотношение цены на газ и уголь подтянется к мировым (по той же "Стратегии..." выравнивание стоимости обоих видов топлива предполагается уже в 2006 году, а в 2010 году газ станет дороже угля на 40%), то спрос на уголь внутри страны (в первую очередь в энергетике) начнет расти опережающими темпами. Пока же намного более действенным стимулом для развития российской угольной отрасли является мировая конъюнктура, которая из-за отставания внутреннего спроса предопределяет экспортную ориентированность отечественных угольных компаний. Вот уже два года подряд быстрыми темпами растут мировые цены на все марки углей (так, коксующийся уголь вырос в цене в среднем с 50 долларов за тонну в 2002 году до 100 долларов к концу 2004 года). Ожидается, что в текущем году рост цен на угли составит как минимум 9%. В то же время нынешняя себестоимость добычи угля даже на шахтах составляет 10-15 долларов, потенциальные затраты на освоение и начало работ на месторождении обойдутся в среднем в 20 долларов за тонну запасов. За вычетом затрат получаемая маржа от угольного бизнеса становится притягательной для любого инвестора. По словам генерального директора Сибирской угольной энергетической компании (СУЭК) Владимира Рашевского, уже сейчас нужно искать эффективные пути возвращения угля в энергетику, "уголь не должен оставаться архаичным топливом. Инвестиции необходимы и в технологии производства угольного топлива, и в технологии его сжигания". По мнению большинства экспертов, рост угольной энергетики в ближайшие 15-20 лет будет покрываться в основном за счет ввода энергоблоков с котлами с традиционным факельным сжиганием угля (сжигание угольной пыли в объеме котла). Причем в WEC считают, что традиционные энергоблоки проживут до 2060 года в первую очередь потому, что альтернативные варианты потребуют больших инвестиций, они сложнее в эксплуатации и не дают значительного преимущества в КПД. Для дальнейшего повышения КПД классических котлов до 45-50% (это будут топки с суперсверхкритическими параметрами пара — давлением 24-30 МПа и температурой 580-610 C°) не стоит вносить существенных изменений в их конструкцию, а следует, к примеру, решать проблемы применения новых материалов. Известно, что работы над созданием факельных энергоблоков с суперсверхкритическими параметрами пара начались в середине прошлого века в США и СССР. По словам Анатолия Тумановского, научного руководителя Всероссийского теплотехнического института, 16 угольных энергоблоков мощностью 380-1050 МВт с такими параметрами уже работают в Дании, Японии и Германии. КПД лучших японских и немецких блоков находится на уровне 45-46%, датских, работающих на холодной циркуляционной воде с глубоким вакуумом, — на 2-3% выше. Сейчас в Евросоюзе в рамках программы Termiproject идет разработка пылеугольного энергоблока с максимальной температурой пара выше 700 C° и с давлением 37,5 МПа. Выйти на эти параметры намечено к 2015 году. КПД энергоблока по плану должен составить свыше 50% и может достичь 53-54%, еще через двадцать лет КПД достигнет 55% при температурах пара до 800 C°. Впрочем, не все считают гонку за суперпараметрами оправданной с экономической точки зрения. Несмотря на повышенный КПД, как считает генеральный директор Центрального котлотурбинного института Юрий Петреня, "существующие ТЭС на суперсверхкритических параметрах пара значительно дороже и в строительстве, и в эксплуатации, срок их окупаемости превышает срок окупаемости станций, хорошо освоенных в России и в других странах". Технологии, в развитии которых Россия отстала в последние 15 лет, могут быть восстановлены, в том числе и с помощью лицензирования зарубежных наработок. В первую очередь это касается "неклассических" технологий: сжигания твердых топлив в кипящем слое, парогазовых установок (ПГУ) со сжиганием угля в слое под давлением, ПГУ с газификацией — именно на них придется часть вновь вводимых мощностей в промышленной и локальной энергетике. Эти технологии интересны с точки зрения развития российской науки и прикладных исследований в этой области. При этом сжигание в кипящем слое — достаточно освоенная в России технология в малой и промэнергетике и в этом сегменте уже сейчас не уступает зарубежным по техническим характеристикам. Дело остается лишь за применением этой технологии в большой энергетике. Кроме того, в России есть прорывные технологии сжигания угля, причем уже освоенные, — например, низкоэмиссионное вихревое сжигание угля; использование в качестве топлива водно-дисперсионной угольной взвеси. Таких технологий за рубежом пока нет. Они могут определить отличный от мирового тренда путь модернизации российской угольной энергетики. Дело в том, что зарубежный энергетический рынок уже давно перешел на использование обогащенных углей (при обогащении в разы снижается содержание зольной и минеральных долей в угольном топливе). Это, во-первых, благоприятно сказывается на снижении транспортной составляющей в общей цене топлива, тем более что большая часть экспортного угля поступает из Австралии и Южной Африки. А во-вторых, существенно снижает экологически вредные выбросы. На российских угольных электростанциях в основном по-прежнему используются так называемые проектные угли — когда в котлах каждой конкретной ТЭС сжигается только определенный тип угля и никакой другой, а перевод станции на другой тип угля или обогащенное топливо может потребовать крупных инвестиций. Названные выше технологии — низкоэмиссионного вихревого сжигания угля и использования в качестве топлива водно-дисперсионной угольной взвеси — позволяют производить модернизацию угольно-энергетических мощностей за ощутимо меньшие средства. А это значит, что отечественная промышленность будет обеспечена по завершении "газовой паузы" сравнительно недорогой электроэнергией. Источник: http://epr-magazine.ru
 
< Пред.   След. >
 
 
 
 
НОВОСТИ

 
 
Объединенная Термоэнергетическая компания © 2017