Концептуальные задачи и потенциал энергосбережения

Окончание. Начало в СиН №№14 и 15

Биогаз из отходов животноводства
Результаты испытаний биогазовых установок для производства биогаза из отходов животноводческих комплексов подтвердили требование комплексной оценки их эффективности, т.к. их использование только для получения биогаза экономически не конкурентоспособно с другими видами топлива. Основная составляющая эффекта состоит в том, что без дополнительных энергетических затрат можно получить экологически чистое высококачественное органическое удобрение и вследствие этого пропорционально сократить энергоемкое производство минеральных удобрений. Применение биогазовых установок позволит существенно улучшить экологическую обстановку вблизи крупных ферм и животноводческих комплексов, а также на посевных площадях, куда в настоящее время сбрасываются отходы животноводства. Потенциально возможное получение товарного биогаза от животноводческих комплексов составляет 160 тыс.т у.т. в год, а к 2005 г. — не более 15 тыс.т у.т.

Солнечная энергия
По метеорологическим данным, в Республике Беларусь в среднем 250 дней в году пасмурных, 185 с переменной облачностью и 30 ясных, а среднегодовое поступление солнечной энергии на земную поверхность с учетом ночей и облачности составляет 243 кал на 1 см 2 за сутки, что эквивалентно 2,8 кВтчм 2, а с учетом КПД преобразования 12% — 0,3 кВтч/сутм 2..
Для удовлетворения потребности республики в электроэнергии в объеме 45 млрд кВтч потребуется 450 км 2 гелиостатов, что при их стоимости 450 долларов США/кв.м соответствует стоимости 202,5 млрд долларов США без учета затрат на эксплуатацию выпрямителей, строительно-монтажные работы, конструкции, кабели, системы управления, технические средства для обслуживания, инфраструктуру и т.п. Учет перечисленных составляющих удвоит названную сумму.
С учетом опыта создания солнечной электростанции в Крыму, а также зарубежного опыта удельные капвложения и себестоимость получаемой электроэнергии десятикратно превышают ее производство на других источниках. Технический прогресс в этой области, естественно, будет способствовать снижению затрат, однако, для условий Беларуси, в прогнозируемом периоде составляющая производства электроэнергии с помощью солнечной энергии будет практически не ощутима.
Основными направлениями использования энергии солнца будут гелиоводоподогреватели (ГВН) и различные гелиоустановки для интенсификации процессов сушки и подогрева воды в сельскохозяйственном производстве.
За счет использования солнечной энергии возможно замещение 25 тыс. т у.т. в год органического топлива к 2005г.

Геотермальные ресурсы
Температурные условия недр территории республики изучены недостаточно. По предварительным данным, наиболее благоприятные условия для образования термальных вод имеются в Припятской впадине, однако большая глубина залегания термальных вод, сравнительно низкая их температура, высокая минерализация и низкий дебет скважин (100—1150 куб.м/сутки) не позволяют в настоящее время рассматривать термальные воды республики в качестве заслуживающего внимания источника энергии.

Твердые бытовые отходы (ТБО)
Содержание органического вещества в бытовых отходах составляет 40–75%, углерода — 35–40%, зольность — 40–70%, горючие компоненты в бытовых отходах составляют 50—88%, теплотворная способность ТБО — 800–2000 ккал/кг.
В мировой практике получение энергии из ТБО осуществляется несколькими способами: сжиганием, активной и пассивной газификацией. Наиболее перспективна газификация, т.к. в случае прямого сжигания возникают экологические проблемы, для решения которых требуются инвестиции, двукратно превышающие стоимость самих сжигающих установок.
В Республике Беларусь ежегодно накапливается около 2,4 млн т твердых бытовых отходов, которые направляются на свалки и два мусороперерабатывающих завода (Минский и Могилевский), на них ежегодно вывозится, тыс.т в год: бумаги — 648,6; пищевых отходов — 548,6; стекла — 117,9; металла — 82,5; текстиля — 70,8; дерева — 54,2; кожи и резины — 47,2; пластмассы — 70,8.
Потенциальная энергия, заключенная в твердых бытовых отходах, образующихся на территории Беларуси, равноценна 470 тыс.т у.т. При их биопереработке с целью получения газа эффективность составит не более 20—25%, что эквивалентно 100—120 тыс.т у.т. Кроме того, необходимо учитывать многолетние запасы ТБО, которые имеются во всех крупных городах и создают проблемы их складирования. Только по областным городам переработка ежегодных ТБО в газ позволила бы получить биогаза около 50 тыс.т у.т., а по г.Минску — до 30 тыс.т у.т. Эффективность данного направления следует оценивать не только по выходу биогаза, но и по экологической составляющей, которая в данной проблеме будет основной. Конкретные показатели эффективности могут быть получены на основании детальных проектных проработок, создания и эксплуатации опытно-промышленного полигона. К 2005 г. возможно получение до 20 тыс.т у.т.

Фитомасса
В качестве сырья для получения жидкого и газообразного топлива можно применять периодически возобновляемый источник энергии — фитомассу быстрорастущих растений и деревьев. В климатических условиях республики с 1 га энергетических плантаций собирается масса растений в количестве до 10 т сухого вещества, что эквивалентно примерно 5 т у.т. При дополнительных агроприемах продуктивность гектара может быть повышена в 2 раза. Из этого количества фитомассы можно получить 5-7 т жидких продуктов эквивалентных нефти. Наиболее целесообразно использовать для получения сырья площади выработанных торфяных месторождений, на которых отсутствуют условия для произрастания сельскохозяйственных культур. Площадь таких месторождений в республике составляет около 180 тыс.га, которая может стать стабильным, экологически чистым источником энергетического сырья в объеме до 1,3 млн.т у.т. в год. Отсутствие опыта массового использования фитомассы для энергетических целей не позволяет сделать оценку затрат и будущих цен на топливо, т. к. для этой цели потребуется разработка специальной техники, дорожная инфраструктура, перерабатывающие предприятия и т.д. Однако по укрупненным расчетам цена составит около $35/т у.т. За счет названного источника к 2005 г. может быть получено 200—400 тыс.т у.т. и более. Вопросы цены и объемов требуют уточнения после освоения опытных площадей, которые засеяны в Гомельской области.

Отходы растениеводства
Использование отходов растениеводства в качестве топлива является принципиально новым направлением энергосбережения. Практический опыт их применения в качестве энергоносителя накоплен в Бельгии и скандинавских странах, а в нашей республике опыт масового применения отсутствует. Общий потенциал отходов растениеводства оценивается до 1,46 млн т у.т. в год. Целесообразные объемы их сжигания для топливных целей следует решать в сопоставлении с конкретными нуждами хозяйств в индивидуальном порядке, а к концу прогнозируемого периода эта величина оценивается на уровне 20—30 тыс.т у.т.

Основные направления повышения эффективности использования ТЭР и реализации потенциала энергосбережения:
— внедрение новых и совершенствование существующих технологий в производстве энергоемких строительных материалов, изделий и конструкций;
— разработка и внедрение энергоэффективных технологий производства строительно-монтажных работ;
— автоматизация технологических процессов, внедрение регулируемых электроприводов;
— увеличение термосопротивления ограждающих конструкций жилищного фонда;
— внедрение энергоэффективных систем освещения жилых и общественых зданий;
— повышение эффективности работы котельных;
— установка в котельных турбогенераторов малой мощности;
— оснащение приборами учета и регулирования расхода основных энергоносителей;
— использование отходов деревообработки и местных видов топлива, утилизация вторичных энергоресурсов.

Первоочередные меры:
— внедрение новых энергоэкономичных технологий в производстве керамических стеновых материалов, цемента, извести, листового стекла;
— повышение качества теплоизоляционных материалов, внедрение энерго-экономичных технологий получения плитного и монолитного полистиролбетона и других теплоизоляционных материалов;
— утилизация тепла уходящих дымовых газов технологических печей различного назначения (стекловаренных печей, обжига извести);
— снижение энергозатрат в производстве сборного железобетона до научно-обоснованных нормативов;
— организация производства топливных брикетов из лигнина на Речицком комбинате стройматериалов;
— термореновация жилищного фонда в части разработки и корректировки действующей нормативно-технической документации, а также разработка механизма инструментальной приемки объектов с целью ликвидации ненормативных тепловых потерь;
— замена низкоэффективных котлов на котельные установки с высоким КПД.
В настоящее время установленная мощность электростанций достаточна для полного самообеспечения Республики Беларусь электроэнергией, однако во многих случаях эксплуатация устаревшего оборудования становится невыгодной в сравнении с импортом электроэнергии из соседних государств, т.к. топливная составляющая себестоимости производства выше стоимости импортируемой электроэнергии. Проблема морального и физического старения основного оборудования электростанций, тепловых и электрических сетей все больше обостряется. Снижается эффективность использования топлива на ТЭЦ, связанная с падением тепловых нагрузок вследствие параллельного ввода теплоисточников у самих потребителей при наличии двухкратного избытка тепловых мощностей в энергосистеме, свыше 1 млн кВт электрических и 1 тыс. Гкал тепловых мощностей энергосистемы не обеспечены тепловыми нагрузками.
При подготовке материала использовалась информация Комитета по энергосбережению Беларуси.

Юрий ЛУКАШЕВИЧ