Концептуальные задачи и потенциал энергосбережения
Продолжение. Начало в СиН №14
Местные энергоресурсы
Доля местных топливных ресурсов (нефть, попутный газ, торф, дрова и другие виды) в топливно-энергетическом балансе республики в 1999 г. составила 17,1%, что соответствует 5,6 млн т у.т.
Нефть и попутный газ
Месторождения нефти на территории Беларуси сосредоточены в Припятской впадине, площадь которой около 30 тыс.кв.км. Начальные извлекаемые ресурсы нефти оценены в 355,560 млн т. В промышленные категории переведено 46% указанных ресурсов. В период с 1965 г. по 1999 г. было открыто 181 место залежей нефти на 62 месторождениях с суммарными запасами 164,99 млн т. Соответственно неразведанные ресурсы нефти оцениваются на уровне 190,57 млн т. С начала разработки добыто 101,963 млн т нефти и 10,7 млрд куб. м попутного газа, остаточные запасы нефти промышленных категорий составляют 63,03 млн т, попутного газа — 35 млрд куб. м.
Основная часть нефти (96%) добывается из активных остаточных запасов, которые составляют 28,0 млн т (44,2%). Обеспеченность активными запасами составляет 18 лет, а вместе с трудноизвлекаемыми (низкопроницаемые коллекторы, обводненность более 80% и высокая вязкость) — 34 года.
Исходя из анализа динамики нефтедобычи в мировой практике, после достигнутых максимальных уровней добычи нефти отмечается резкий спад добычи. Это происходит из-за того, что основные наиболее крупные месторождения нефти, обеспечившие достигнутые уровни добычи, постепенно истощались, а запасы по вновь открываемым небольшим залежам не восполняли объемы извлекаемой нефти. Кроме того, спад усугубляется ростом доли в общем объеме добычи трудноизвлекаемой нефти, извлечение которой требует применения новых дорогостоящих технологий, при этом значительно снижается экономическая эффективность добычи нефти.
Стратегия дальнейшего развития нефтедобывающей промышленности республики основывается на современных знаниях геологического строения недр Беларуси, опыта поисков, разведки и разработки месторождений нефти и рассчитывается, исходя из ресурсной базы только Припятского прогиба. Так как в прогибе крупные месторождения нефти уже открыты и эксплуатируются, а объективные предпосылки увеличения добычи в настоящее время отсутствуют, то в основу расчета прогнозных показателей добычи положен принцип максимально возможного замедления темпов падения уровня добычи нефти и его стабилизации.
Прогнозируемый объем добычи нефти в 2005 г. составит 2,22 млн т у.т. Уровень добычи попутного газа — 0,3 млн т у.т.
Торф
В республике разведано более 9000 торфяных месторождений общей площадью в границах промышленной глубины залежи 2,54 млн га и первоначальными запасами торфа 5,65 млрд т. К настоящему времени оставшиеся геологические запасы оцениваются в 4,3 млрд т, что составляет 75% от первоначальных.
Основные запасы торфа залегают на месторождениях, используемых сельским хозяйством (1,7 млрд т, или 39% оставшихся запасов), или отнесенных к природоохранным объектам (1,6 млрд т, или 37%).
Ресурсы торфа, отнесенные в разрабатываемый фонд, оцениваются в 260 млн т, что составляет 6% оставшихся запасов. Извлекаемые при разработке месторождений запасы оцениваются в 110–140 млн т.
Приведенные данные свидетельствуют о том, что республика располагает значительными запасами торфа, однако без пересмотра направлений использования имеющихся ресурсов использование торфа для энергетических целей нереально. Основным потребителем торфяных брикетов является население. Учитывая имеющиеся ресурсы торфа и то, что брикеты достаточно дешевый вид топлива, можно говорить о целесообразности поддержания их производства на достигнутом уровне. Однако в связи с выработкой запасов на ряде действующих брикетных заводов в ближайшей перспективе ожидается снижение объемов выпуска топливных брикетов. Частичная компенсация этого возможна за счет добычи кускового торфа, добавок лигнина, а также строительства мобильных заводов мощностью 5-10 тыс.т. К 2005 г. объемы добычи кускового торфа могут быть доведены до 170 тыс.т. Намечаемые объемы производства торфяного топлива составят (тыс.т у.т.): 2000 г. — 900; 2001 г. — 940; 2002 г. — 990; 2003 г. — 1040; 2004 г. — 1070; 2005 г. — 1100.
Горючие сланцы
Прогнозные запасы горючих сланцев (Любанское и Туровское месторождения) оцениваются в 11 млрд т, промышленные — 3 млрд т. Наиболее изученным является Туровское месторождение, в пределах которого предварительно разведано первое шахтное поле с запасами 475–697 млн т, 1 млн т таких сланцев эквивалентен примерно 220 тыс.т у.т. Теплота сгорания — 1000–1510 ккал/кг, зольность — 75%, выход смол — 6-9,2%, содержание серы — 2,6%.
По своим качественным показателям белорусские горючие сланцы не являются эффективным топливом из-за высокой их зольности и низкой теплоты сгорания. Они требуют предварительной термической переработки с выходом жидкого и газообразного топлива. С учетом того что стоимость получаемых продуктов выше мировых цен на нефть, а также с учетом экологического ущерба вследствие возникновения огромных золоотвалов и содержания в золе канцерогенных веществ добыча сланцев в прогнозируемом периоде нецелесообразна.
Бурые угли
По состоянию на 01.01. 2000 г. в неогеновых отложениях известно 3 месторождения бурых углей: Житковичское, Бриневское и Тонежское с общими запасами 151,6 млн т.
Разведаны детально и подготовлены для промышленного освоения две залежи Житковичского месторождения: Северная (23,5 млн т) и Найдинская (23,1 млн т), две другие залежи (Южная — 13,8 млн т и Кольменская — 8,6 млн т) разведаны предварительно.
На базе Житковичского месторождения с учетом предварительно разведанных запасов возможно строительство буроугольного карьера годовой мощностью 2 млн т (0,37млн т у.т.). Ориентировочная стоимость строительства первой очереди разреза мощностью в 1,2 млн т в год (0,22 млн т у.т.) составит 57 млн долларов США, при увеличении мощности до 2,0-2,4 млн т потребуется дополнительно 25,7 млн долларов США. Угли низкокалорийные — низшая теплота сгорания рабочего топлива 1500—1700 ккал/кг, влажность — 56-60%, средняя зольность — 17—23% — пригодны для использования как коммунально-бытовое топливо после брикетирования совместно с торфом. Разработка угольных месторождений в ближайшей перспективе не рекомендована республиканской экологической комиссией, поскольку возможный экологический ущерб значительно превысит получаемые выгоды.
Возобновляемые и нетрадиционные источники энергии
В качестве возобновляемых и нетрадиционных источников энергии с учетом природных, географических и метеорологических условий республики рассматриваются дрова, гидроресурсы, ветроэнергетический потенциал, биогаз из отходов животноводства, солнечная энергия, фитомасса, твердые бытовые отходы, отходы растениеводства, геотермальные ресурсы. Их динамичное широкое применение в республике очень важно по нескольким причинам. Во-первых, работы по их использованию будут способствовать развитию собственных технологий и оборудования, которые впоследствии могут стать предметом экспорта; во-вторых, эти источники, как правило, являются экологически чистыми; в-третьих, развитие таких источников повышает энергетическую безопасность государства.
Для обеспечения быстрой окупаемости затрат на нетрадиционную энергетику во всех случаях предпочтение следует отдать техническим решениям с использованием оборудования, выпускаемого на предприятиях республики и с максимальным использованием местных материалов.
Дрова
Централизованная заготовка дров и отходов деревообработки осуществляется предприятиями Министерства лесного хозяйства и концерна “Беллесбумпром”.
Наряду с использованием отходов деревообработки для получения тепла целесообразно предусмотреть экономически обоснованное вовлечение лигнина в топливный баланс республики.
В целом по Беларуси годовой объем использования дров и отходов лесопиления составляет около 1,0–1,1 млн т у.т. Часть дров поступает населению за счет самозаготовок, объем которых оценивается на уровне 0,3–0,4 млн т у.т.
Предельные возможности республики по использованию дров в качестве топлива можно определить, исходя из естественного годового прироста древесины, который приближенно оценивается в 25 млн куб. м, или 6,6 млн т у.т. в год, в т.ч. в загрязненных районах Гомельской области — 20 тыс.куб. м, или 5,3 тыс.т у.т. Для использования древесины из данных районов в качестве топлива необходимо разработать и внедрить технологии и оборудование по газификации и параллельной дезактивации. Исходя из планируемого к 2015 г. роста заготовок древесины в 2 раза, а также с учетом увеличения объемов использования отходов деревообработки, лесопиления и переработки древесины прогнозируемый годовой объем древесного топлива к 2005 г. может возрасти до 1,6 млн т у.т.
Гидроэнергетические ресурсы
Установленная мощность ГЭС на 01.01.2000 г. составила 6,8 тыс. кВт. В 1999 г. за счет использования гидроресурсов было выработано 19,2 млн кВтч электроэнергии, что эквивалентно вытеснению импортного топлива в 7,0 тыс. т у.т.
Потенциальная мощность всех водотоков Беларуси составляет 850 МВт, в том числе технически доступный — 520 МВт, а экономически целесообразный — 250 МВт. За счет гидроресурсов к 2005 г. возможна выработка 115 млн кВтч и соответственно вытеснение 40 тыс.т у.т.
Ветроэнергетический потенциал
На территории Беларуси выявлено 1840 площадок для размещения ветроустановок с теоретически возможным энергетическим потенциалом 1600 МВт и годовой выработкой электроэнергии 3,3 млрд кВтч.
Однако в ближайшее время технически возможное и экономически целесообразное использование потенциала ветра не превысит 5% от установленной мощности электростанций энергосистемы, т.е. может составить не более 300–350 МВт, или 720—840 млн кВтч.
Существующие способы преобразования ветроэнергии в электрическую с помощью традиционных лопастных ветроэнергетических установок (ВЭУ) в условиях Беларуси экономически неоправданны, во-первых, из-за высокой пусковой скорости ветра (4-5 м/сек), высокой номинальной скорости (8-15 м/сек) и небольшой годовой производительности в условиях слабых континентальных ветров, характерных для Беларуси — 3-5 м/сек., во-вторых, стоимость ВЭУ составляет 1000–1500 долл.США/кВт установленной мощности.
Проведенный в последние годы в республике комплекс работ позволяет делать более оптимистичный прогноз в части использования энергии ветра для производства электроэнергии. Для этих целей группой авторов рекомендуются новые ВЭУ, основанные на эффекте Магнуса, когда в качестве аэродинамических элементов используются не лопастные, а вращающиеся усеченные конусы специальной формы (роторы), подъемная сила в которых многократно (в 6-8 раз) превосходит подъемную силу в лопастях. По утверждениям авторов, главное их преимущество состоит в том, что они могут эффективно работать при скоростях ветра, характерных для условий Беларуси.
Для получения объективной оценки возможностей изъятия полного ветропотенциала (с помощью новых ВЭУ) требуется завершить цикл экспериментальных исследований и определить необходимые инвестиции для развития названного направления. С учетом необходимости параллельной работы ВЭУ с энергосистемой схема намного усложняется и, естественно, значительно возрастут затраты на создание и эксплуатацию ВЭУ. При этом в затратах следует учитывать необходимость создания и содержания резерва мощностей на других типах электростанций. По экспертным оценкам, к 2005 г. будет освоено не более 10% общего потенциала, т.е. 85 млн кВтч, что эквивалентно 25 тыс.т у.т.
Юрий ЛУКАШЕВИЧ
Местные энергоресурсы
Доля местных топливных ресурсов (нефть, попутный газ, торф, дрова и другие виды) в топливно-энергетическом балансе республики в 1999 г. составила 17,1%, что соответствует 5,6 млн т у.т.
Нефть и попутный газ
Месторождения нефти на территории Беларуси сосредоточены в Припятской впадине, площадь которой около 30 тыс.кв.км. Начальные извлекаемые ресурсы нефти оценены в 355,560 млн т. В промышленные категории переведено 46% указанных ресурсов. В период с 1965 г. по 1999 г. было открыто 181 место залежей нефти на 62 месторождениях с суммарными запасами 164,99 млн т. Соответственно неразведанные ресурсы нефти оцениваются на уровне 190,57 млн т. С начала разработки добыто 101,963 млн т нефти и 10,7 млрд куб. м попутного газа, остаточные запасы нефти промышленных категорий составляют 63,03 млн т, попутного газа — 35 млрд куб. м.
Основная часть нефти (96%) добывается из активных остаточных запасов, которые составляют 28,0 млн т (44,2%). Обеспеченность активными запасами составляет 18 лет, а вместе с трудноизвлекаемыми (низкопроницаемые коллекторы, обводненность более 80% и высокая вязкость) — 34 года.
Исходя из анализа динамики нефтедобычи в мировой практике, после достигнутых максимальных уровней добычи нефти отмечается резкий спад добычи. Это происходит из-за того, что основные наиболее крупные месторождения нефти, обеспечившие достигнутые уровни добычи, постепенно истощались, а запасы по вновь открываемым небольшим залежам не восполняли объемы извлекаемой нефти. Кроме того, спад усугубляется ростом доли в общем объеме добычи трудноизвлекаемой нефти, извлечение которой требует применения новых дорогостоящих технологий, при этом значительно снижается экономическая эффективность добычи нефти.
Стратегия дальнейшего развития нефтедобывающей промышленности республики основывается на современных знаниях геологического строения недр Беларуси, опыта поисков, разведки и разработки месторождений нефти и рассчитывается, исходя из ресурсной базы только Припятского прогиба. Так как в прогибе крупные месторождения нефти уже открыты и эксплуатируются, а объективные предпосылки увеличения добычи в настоящее время отсутствуют, то в основу расчета прогнозных показателей добычи положен принцип максимально возможного замедления темпов падения уровня добычи нефти и его стабилизации.
Прогнозируемый объем добычи нефти в 2005 г. составит 2,22 млн т у.т. Уровень добычи попутного газа — 0,3 млн т у.т.
Торф
В республике разведано более 9000 торфяных месторождений общей площадью в границах промышленной глубины залежи 2,54 млн га и первоначальными запасами торфа 5,65 млрд т. К настоящему времени оставшиеся геологические запасы оцениваются в 4,3 млрд т, что составляет 75% от первоначальных.
Основные запасы торфа залегают на месторождениях, используемых сельским хозяйством (1,7 млрд т, или 39% оставшихся запасов), или отнесенных к природоохранным объектам (1,6 млрд т, или 37%).
Ресурсы торфа, отнесенные в разрабатываемый фонд, оцениваются в 260 млн т, что составляет 6% оставшихся запасов. Извлекаемые при разработке месторождений запасы оцениваются в 110–140 млн т.
Приведенные данные свидетельствуют о том, что республика располагает значительными запасами торфа, однако без пересмотра направлений использования имеющихся ресурсов использование торфа для энергетических целей нереально. Основным потребителем торфяных брикетов является население. Учитывая имеющиеся ресурсы торфа и то, что брикеты достаточно дешевый вид топлива, можно говорить о целесообразности поддержания их производства на достигнутом уровне. Однако в связи с выработкой запасов на ряде действующих брикетных заводов в ближайшей перспективе ожидается снижение объемов выпуска топливных брикетов. Частичная компенсация этого возможна за счет добычи кускового торфа, добавок лигнина, а также строительства мобильных заводов мощностью 5-10 тыс.т. К 2005 г. объемы добычи кускового торфа могут быть доведены до 170 тыс.т. Намечаемые объемы производства торфяного топлива составят (тыс.т у.т.): 2000 г. — 900; 2001 г. — 940; 2002 г. — 990; 2003 г. — 1040; 2004 г. — 1070; 2005 г. — 1100.
Горючие сланцы
Прогнозные запасы горючих сланцев (Любанское и Туровское месторождения) оцениваются в 11 млрд т, промышленные — 3 млрд т. Наиболее изученным является Туровское месторождение, в пределах которого предварительно разведано первое шахтное поле с запасами 475–697 млн т, 1 млн т таких сланцев эквивалентен примерно 220 тыс.т у.т. Теплота сгорания — 1000–1510 ккал/кг, зольность — 75%, выход смол — 6-9,2%, содержание серы — 2,6%.
По своим качественным показателям белорусские горючие сланцы не являются эффективным топливом из-за высокой их зольности и низкой теплоты сгорания. Они требуют предварительной термической переработки с выходом жидкого и газообразного топлива. С учетом того что стоимость получаемых продуктов выше мировых цен на нефть, а также с учетом экологического ущерба вследствие возникновения огромных золоотвалов и содержания в золе канцерогенных веществ добыча сланцев в прогнозируемом периоде нецелесообразна.
Бурые угли
По состоянию на 01.01. 2000 г. в неогеновых отложениях известно 3 месторождения бурых углей: Житковичское, Бриневское и Тонежское с общими запасами 151,6 млн т.
Разведаны детально и подготовлены для промышленного освоения две залежи Житковичского месторождения: Северная (23,5 млн т) и Найдинская (23,1 млн т), две другие залежи (Южная — 13,8 млн т и Кольменская — 8,6 млн т) разведаны предварительно.
На базе Житковичского месторождения с учетом предварительно разведанных запасов возможно строительство буроугольного карьера годовой мощностью 2 млн т (0,37млн т у.т.). Ориентировочная стоимость строительства первой очереди разреза мощностью в 1,2 млн т в год (0,22 млн т у.т.) составит 57 млн долларов США, при увеличении мощности до 2,0-2,4 млн т потребуется дополнительно 25,7 млн долларов США. Угли низкокалорийные — низшая теплота сгорания рабочего топлива 1500—1700 ккал/кг, влажность — 56-60%, средняя зольность — 17—23% — пригодны для использования как коммунально-бытовое топливо после брикетирования совместно с торфом. Разработка угольных месторождений в ближайшей перспективе не рекомендована республиканской экологической комиссией, поскольку возможный экологический ущерб значительно превысит получаемые выгоды.
Возобновляемые и нетрадиционные источники энергии
В качестве возобновляемых и нетрадиционных источников энергии с учетом природных, географических и метеорологических условий республики рассматриваются дрова, гидроресурсы, ветроэнергетический потенциал, биогаз из отходов животноводства, солнечная энергия, фитомасса, твердые бытовые отходы, отходы растениеводства, геотермальные ресурсы. Их динамичное широкое применение в республике очень важно по нескольким причинам. Во-первых, работы по их использованию будут способствовать развитию собственных технологий и оборудования, которые впоследствии могут стать предметом экспорта; во-вторых, эти источники, как правило, являются экологически чистыми; в-третьих, развитие таких источников повышает энергетическую безопасность государства.
Для обеспечения быстрой окупаемости затрат на нетрадиционную энергетику во всех случаях предпочтение следует отдать техническим решениям с использованием оборудования, выпускаемого на предприятиях республики и с максимальным использованием местных материалов.
Дрова
Централизованная заготовка дров и отходов деревообработки осуществляется предприятиями Министерства лесного хозяйства и концерна “Беллесбумпром”.
Наряду с использованием отходов деревообработки для получения тепла целесообразно предусмотреть экономически обоснованное вовлечение лигнина в топливный баланс республики.
В целом по Беларуси годовой объем использования дров и отходов лесопиления составляет около 1,0–1,1 млн т у.т. Часть дров поступает населению за счет самозаготовок, объем которых оценивается на уровне 0,3–0,4 млн т у.т.
Предельные возможности республики по использованию дров в качестве топлива можно определить, исходя из естественного годового прироста древесины, который приближенно оценивается в 25 млн куб. м, или 6,6 млн т у.т. в год, в т.ч. в загрязненных районах Гомельской области — 20 тыс.куб. м, или 5,3 тыс.т у.т. Для использования древесины из данных районов в качестве топлива необходимо разработать и внедрить технологии и оборудование по газификации и параллельной дезактивации. Исходя из планируемого к 2015 г. роста заготовок древесины в 2 раза, а также с учетом увеличения объемов использования отходов деревообработки, лесопиления и переработки древесины прогнозируемый годовой объем древесного топлива к 2005 г. может возрасти до 1,6 млн т у.т.
Гидроэнергетические ресурсы
Установленная мощность ГЭС на 01.01.2000 г. составила 6,8 тыс. кВт. В 1999 г. за счет использования гидроресурсов было выработано 19,2 млн кВтч электроэнергии, что эквивалентно вытеснению импортного топлива в 7,0 тыс. т у.т.
Потенциальная мощность всех водотоков Беларуси составляет 850 МВт, в том числе технически доступный — 520 МВт, а экономически целесообразный — 250 МВт. За счет гидроресурсов к 2005 г. возможна выработка 115 млн кВтч и соответственно вытеснение 40 тыс.т у.т.
Ветроэнергетический потенциал
На территории Беларуси выявлено 1840 площадок для размещения ветроустановок с теоретически возможным энергетическим потенциалом 1600 МВт и годовой выработкой электроэнергии 3,3 млрд кВтч.
Однако в ближайшее время технически возможное и экономически целесообразное использование потенциала ветра не превысит 5% от установленной мощности электростанций энергосистемы, т.е. может составить не более 300–350 МВт, или 720—840 млн кВтч.
Существующие способы преобразования ветроэнергии в электрическую с помощью традиционных лопастных ветроэнергетических установок (ВЭУ) в условиях Беларуси экономически неоправданны, во-первых, из-за высокой пусковой скорости ветра (4-5 м/сек), высокой номинальной скорости (8-15 м/сек) и небольшой годовой производительности в условиях слабых континентальных ветров, характерных для Беларуси — 3-5 м/сек., во-вторых, стоимость ВЭУ составляет 1000–1500 долл.США/кВт установленной мощности.
Проведенный в последние годы в республике комплекс работ позволяет делать более оптимистичный прогноз в части использования энергии ветра для производства электроэнергии. Для этих целей группой авторов рекомендуются новые ВЭУ, основанные на эффекте Магнуса, когда в качестве аэродинамических элементов используются не лопастные, а вращающиеся усеченные конусы специальной формы (роторы), подъемная сила в которых многократно (в 6-8 раз) превосходит подъемную силу в лопастях. По утверждениям авторов, главное их преимущество состоит в том, что они могут эффективно работать при скоростях ветра, характерных для условий Беларуси.
Для получения объективной оценки возможностей изъятия полного ветропотенциала (с помощью новых ВЭУ) требуется завершить цикл экспериментальных исследований и определить необходимые инвестиции для развития названного направления. С учетом необходимости параллельной работы ВЭУ с энергосистемой схема намного усложняется и, естественно, значительно возрастут затраты на создание и эксплуатацию ВЭУ. При этом в затратах следует учитывать необходимость создания и содержания резерва мощностей на других типах электростанций. По экспертным оценкам, к 2005 г. будет освоено не более 10% общего потенциала, т.е. 85 млн кВтч, что эквивалентно 25 тыс.т у.т.
Юрий ЛУКАШЕВИЧ
Строительство и недвижимость. Статья была опубликована в номере 15 за 2002 год в рубрике энергетика
