Состояние с энергосбережением

Экономический кризис, охвативший Россию после развала Советского Союза, сопровождался ростом и без того высокой энергоемкости экономики. Обусловлено это было целым рядом факторов, главными среди которых были крайне слабый учет, контроль и регулирование расходования энергетических ресурсов во всех сферах их потребления, искусственно заниженные тарифы на электроэнергию и цены на другие энергоносители, отсутствие заинтересованности энергопотребителей в рациональном использовании и экономном расходовании энергоресурсов, практически полное отсутствие национального производства энергоэффективного оборудования, преобладание монопольной системы энергоснабжения и т.д.

В итоге к началу экономических реформ в стране энергоемкость российской экономики в 2-3 раза превышала аналогичный показатель во многих других индустриально развитых странах.

Вопреки ожиданиям экономические реформы, сопровождающиеся падением промышленного и сельскохозяйственного производства и снижением уровня жизни основной массы населения, не привели к повышению эффективности использования топлива и энергии, а, наоборот, энергоем­кость экономики продолжала возрастать. В основном это стало возможным из-за массовых непла­тежей за энергоносители, сводивших на нет ожидавшееся влияние роста цен на уровень энергопо­требления, слабой загрузки или полной остановки функционирования производственных мощно­стей, отсутствия средств на модернизацию и реализацию энергосберегающих мероприятий.

Здесь следует отметить, что практически до конца 1996 г. темпы снижения валового внутрен­него продукта в стране более чем вдвое опережали темпы уменьшения потребления первичных энергетических ресурсов.

Нельзя, однако, не учитывать тот факт, что относительно более высокий уровень энергоем­кости российской экономики по сравнению с другими индустриальными странами мира в определенной мере может быть объяснен объективными причинами, главными среди которых являются высокая доля энергоемких отраслей в общем промышленном производстве, более суровые климатические условия, огромные масштабы территории страны.

В самые последние годы (1993-1997 гг.) в России были предприняты большие усилия для создания условий, позволяющих приступить к осуществлению широкомасштабной политики энер­госбережения во всех сферах жизни общества.

К сожалению, дефицит инвестиций не позволил выполнить в полном объеме все намечав­шиеся в период до 1997 г. энергосберегающие мероприятия. Удалось лишь приостановить в 1996 г. дальнейший рост энергоемкости экономики и создать базу, позволяющую перейти к новому этапу в процессе повышения эффективности использования и экономного расходования энергетических ресурсов.

2.4. Энергосбережение в топливно-энергетическом комплексе

Топливно-энергетический комплекс России, как и любого другого государства с развитым национальным производством энергоресурсов, является наиболее энергоемкой сферой экономики. На нужды добычи (производства), обогащения, переработки, преобразования, транспортировки и распределения топлива и энергии расходуется российских ТЭР от 330 до 350 млн. т у.т. в год.

Из общего потенциала энергосбережения в России, указанного выше, более 2/5 приходится на долю российского топливно-энергетического комплекса. При этом почти 9/10 всего этого потен­циала сосредоточено в производстве, транспортировке и распределении электрической и тепловой энергии и в газовой промышленности.

Электро- и теплоэнергетика

На тепловых электростанциях России ежегодно сжигается свыше 380 млн.т у.т., из которых 240 млн. т у.т. идут на производство электроэнергии, а остальные 140 млн.т у.т. - на выработку теп­ла.

Отечественные электростанции работают достаточно эффективно, тем не менее, имеются значительные резервы экономии топлива. В течение ближайших лет повышение эффективности работы действующих тепловых электростанций может быть достигнуто в основном за счет совер­шенствования эксплуатации и ремонтов оборудования электростанций с целью уменьшения потерь и приближения средних показателей эффективности их работы к уже достигнутым на лучших элек­тростанциях.

Важным направлением энергосбережения в электроэнергетике, как, впрочем, и в других сферах потребления энергетических ресурсов, является осуществление ранее отмеченных организационных и нормативно-правовых мер, стимулирующих рачительный подход к их расходованию. Среди таких мер необходимо отметить:

· уточнение стандартов на различные виды основного и вспомогательного технологического. оборудования с регламентацией в них условий работы и эксплуатационных показателей;

· повышение ответственности изготовителей оборудования за достижение этих показателей в эксплуатационных условиях;

· совершенствование тарифной системы на электроэнергию и тепло;

· введение налоговых льгот на инвестиции в энергосберегающие мероприятия;

· создание более совершенной системы обмена информацией в области повышения эффективности производства электроэнергии и тепла;

· широкое привлечение иностранных инвестиций для модернизации и реконструкции электростанций.

В области централизованного теплоснабжения важнейшей первоочередной мерой энергосбережения является организация совместной (параллельной) работы всех источников тепла (ТЭЦ и котельных) в крупных населенных пунктах.

Определенную экономию тепла могут обеспечить экономико-организационные мероприятия, среди которых первоочередными являются:

· введение временных, рассчитанных на 2-3 года, ограничений на увеличение нагрузки и/или годового теплопотребления промышленных предприятий;

· введение двухставочного тарифа на тепловую энергию с первоначальной оплатой за присоединение по расчетному расходу сетевой воды;

· хозяйственное объединение городских теплосетевых организаций с подчинением их муниципалитетам.

Среди других направлений научно-технического прогресса в электро- и теплоэнергетике с целью повышения эффективности использования органического топлива в период до 2005 г. следует отметить:

· создание и широкое использование ПГУ мощностью по 250 МВт и 1100 МВт с системой очистки дымовых газов от окислов азота;

· создание и использование при техническом перевооружении малых теплоэлектроцентралей и котельных теплофикационных установок единичной мощностью до 25 МВт на природном газе;

· создание и широкое использование высоконадежных автоматизированных котельных и индивидуальных источников теплоты на природном газе с системой очистки уходящих газов производительностью от 20 до 700 Гкал/час и автоматизированных котельных с водогрейными котлами производительностью от 3 до 700 Гкал/час;

· создание экологически чистой тепловой электростанции на низкосортных видах твердого топлива на базе ПГУ-ТЭЦ с внутрицикловой газификацией низкосортных углей до 250 МВт и ПГУ с внутрицикловой газификацией Канско-Ачинских углей мощностью 800-1100 МВт;

· создание котельных на твердом топливе с высокой степенью автоматизации и приемлемыми экологическими характеристиками для централизованного и децентрализованного теплоснабжения, в том числе с котлами, оборудованных топками «кипящего слоя» с подавлением выбросов окислов серы и азота.

Важнейшими тенденциями, влиявшими в последние годы на формирование спроса на тепловую энергию, были:

· спад промышленного производства, сопровождавшийся снижением технологического промыш­ленного теплопотребления. В целом по стране при спаде за 1990-1995 гг. основного промыш­ленного производства на 21%, снижение суммарных тепловых нагрузок на начало 1996г. по сравнению с 1990 г. составило немногим более 8%;

· активизация жилищного строительства и повышение комфортности жилья с соответствующим повышением теплопотребления;

· усиление экологических ограничений и требований в отношении надежности качества теплоснабжения.

В настоящее время осуществляется, в частности, реализация проекта, включающего изготовление и установку 150 турбогенераторов единичной мощностью 500 кВт. В 2000 г. на базе этих установок предусмотрено выработать 375млн.кВт.ч. За счет высокой эффективности работы этих установок намечено сэкономить более 60 тыс.т у.т. Срок их окупаемости при цене турбогенератора колеблющейся от' 210 до 225 тыс.долл. США, не превышает 1, 5-2 лет.

Получают развитие городские теплоэлектроцентрали, работающие на твердых городских отходах. Подсчитано, что осуществление массового строительства городских мусоросжигающих теплоэлектроцентралей может обеспечить годовое производство дешевой электроэнергии в количест­ве 30 млрд. кВт.ч и тепловой энергии в объеме 26 млн. Гкал.

Предусматривается дальнейшее повышение технического уровня оборудования, предназна­ченного для использования геотермальной энергии, в первую очередь для строительства опытно-промышленной Мутновской ГеоТЭС на Камчатке, широкое применение теплонасосных установок с электроприводом, газотурбинным и гидроприводом.

Газовая промышленность

Стабилизация добычи газа, а в дальнейшем умеренные (по сравнению со второй половиной 80-х годов) темпы ее роста, структурные изменения сырьевой базы, переход к рыночным механиз­мам существенно изменили цели и характер стратегии в научно-технической области. Главным ее содержанием становится ориентация на интенсивные технологии и современное оборудование, обеспечивающие высокую экономическую эффективность, ресурсосбережение, надежность и эко­логическую безопасность объектов.

Центром энергосбережения в газовой промышленности является ее газотранспортная сис­тема. В настоящее время на транспортировку природного газа по газопроводам ежегодно расходу­ется до десятой части всего добываемого в стране природного газа, или около 60 млрд.куб.м. Ос­новным путем повышения энергетической эффективности российской газотранспортной системы является увеличение КПД газоперекачивающих агрегатов и комплексное использование расходуе­мого ими топлива.

Техническое перевооружение газокомпрессорных станций с установкой на них современных газоперекачивающих агрегатов единичной мощностью 16-25 МВт с КПД 33-38% взамен ныне дей­ствующих устаревших агрегатов с КПД порядка 23% согласно расчетам должно обеспечить годо­вую экономию примерно 8-9 млрд.куб.м. Еще больший экономический эффект будет достигнут за счет повсеместного внедрения на газокомпрессорных станциях парогазовых установок единичной мощностью также 16-25 МВт с КПД 44-*8%. В этом случае суммарная экономия природного газа достигнет 15-20 млрд.куб.м, или примерно треть расходуемого ими сейчас газа.

К числу других направлений энергосбережения в газовой промышленности следует отнести новые более энергоэффективные методы и оборудование для бурения газовых скважин, использование для производства электроэнергии перепада давления на при передаче газа потребителям.

Определенная экономия газа может быть достигнута также за счет:

· использования вторичных энергетических ресурсов, вырабатываемых в газотранспортной
системе (сбросное тепло газоперекачивающих станций, вторичные тепловые ресурсы га-
зоперерабатывающих предприятий);

· усиления контроля за расходованием газа;

· углубления комплексной переработки газа с извлечением всех ценных компонентов: серы, эта­на, пропан-бутана, гелия, технического водорода и др.

Нефтяная и нефтеперерабатывающая промышленность

Нефтяная промышленность расходует на собственные нужды ежегодно порядка 85
млрд.кВт.ч электроэнергии и около 40 млн.т у.т. Намечаемое на перспективу широкое использова­ние термических и физико-химических методов повышения нефтеотдачи пластов приведет к суще­ственному росту потребностей отрасли в энергоресурсах на собственные нужды.

Основными направлениями энергосбережения в этой отрасли промышленности продолжают оставаться сокращение потерь нефтяного попутного газа (потенциал энергосбережения здесь со­ставляет от 6 до 12 млн.т у.т., или 5-10 млрд.куб.м газа) и снижение потерь нефти при ее транс­портировке и хранении (до 3, 2 млн.т нефти в год). Помимо этого относительно большую экономию нефти предусматривается обеспечить за счет сокращения расхода топлива на нагрев нефти и водонефтяной эмульсии, повышение энергетической эффективности промысловых и нефтепроводных насосов, на чем ежегодно намечается экономить порядка 3-4 млрд.кВт.ч электроэнергии. Оп­ределенная экономия нефти предусматривается в результате намеченного на перспективу внедре­ния нового технико-технологического комплекса для бурения нефтяных скважин, новых технологий и технических средств по повышению нефтеотдачи пластов и эффективности использования скважинного фонда нефтяной промышленности.

Нефтеперерабатывающая промышленность является одной из наиболее энергоемких перерабатывающих отраслей. Среди отраслей тяжелой промышленности она занимает первое место по потреблению пара; второе, вслед за черной и цветной металлургией, по потреблению топлива и электроэнергии. В процессах нефтепереработки в настоящее время на собственные нужды ис­пользуется энергия, эквивалентная 8-10% всего объема перерабатываемой нефти, причем немно­гим более половины всех собственных нужд удовлетворяется органическим топливом (нефть и газ), более трети- теплом и свыше 10%- электроэнергией. Таким образом, около половины по­требляемой энергии используется в виде газо-жидкостного топлива, которое сжигается в трубчатых печах. На нефтеперерабатывающих заводах с неглубокой переработкой нефти потребляют топливо в количестве 3-4%, а на предприятиях со значительной долей вторичных процессов - до 10% от перерабатываемой нефти.

Удельное потребление энергии на собственные нужды оценочно вдвое превышает значения, характерные для современных предприятий Запада.

Затраты первичных энергоресурсов на переработку нефти согласно оценкам могут быть со­кращены примерно на 9 млн.т у.т. за счет модернизации действующих и внедрения новых техноло­гических установок, применения эффективных катализаторов, использования утилизационного оборудования.

Угольная промышленность

Наиболее крупные энергосберегающие мероприятия в угольной промышленности реализу­ется на базе использования попутных продуктов и отходов угледобычи и углеобогащения. Ежегод­но в угольных шахт удаляется до 7 млрд.куб.м метана. Лишь 10% этого количества используется в энергетических целях, а основная его часть выбрасывается с вентиляционным воздухом, нанося большой экологический ущерб. Ставится задача повысить коэффициент полезного использования 'шахтного метана до 40%, что обеспечит топливом выработку ежегодно 12-15 млрд. кВт.ч электроэнергии.

В рамках государственной научно-технической программы «Недра России» в настоящее время ведется разработка технологии, позволяющей извлекать метан из угольных пластов до их разработки. Освоение этой технологии имеет наряду с энергетическим также большое социальное значение, поскольку позволит повысить безопасность горных работ и использовать полученный метан для развития местной газификации.

Энергосбережение в угольной промышленности предусматривается обеспечить также за счет разработки и внедрения:

· прогрессивных малоотходных технологических систем и усовершенствования структуры шахтно­го фонда;

· технологии очистных работ на крутых пластах мощностью до 3, 5 м с механизированными ком­плексами и агрегатами без постоянного присутствия людей в очистном забое;

· универсальных автоматизированных и роботизированных технологий добычи угля из мощных крутых пластов без постоянного присутствия людей в очистном забое;

· технических и технологических решений комплексного использования минеральных ресурсов и малоотходных процессов подземной добычи угля;

· технологии и техники обогащения углей, обеспечивающих снижение потерь угля с отходами и повышение производительности труда на новых автоматизированных обогатительных фабриках;

· новых способов подготовки и коксования углей, снижающих потребность в дефицитных марках углей.

2.5.Энергосбережение в промышленности

Общий потенциал энергосбережения в промышленности по состоянию на начало 1996 г. в России оценивался в 160-190млн.т у.т. Основную часть этого потенциала составляют электро­энергия (220-265 млрд: кВт.ч), тепловая энергия (167-205млн.Гкал) и природный газ (34-24 млрд.куб.м). Наибольшим потенциалом энергосбережения обладают энергоемкие отрасли и в первую очередь металлургия, промышленность строительных материалов, машиностроение, химия и нефтехимия.

Металлургия

Наибольшие резервы экономии энергоресурсов в металлургии заключены в увеличении производства проката с улучшенными прочностными и защитными свойствами и в расширении его ассортимента. В то же время за счет более широкого применения прогрессивных конструкционных материалов, пластмасс, клеенных деревянных конструкций возможно снижение объема производ­ства проката, оцениваемое на уровне 13-15 млн.т с экономией 17-20 млн.т у.т. Значительное со­кращение потребности в энергии в этой отрасли намечено обеспечить и за счет более полного ис­пользования ресурсов лома.

К числу других важных направлений энергосбережения в металлургии следует отнести:

· использование тепла охлаждения агломерата в технологическом процессе;

· выполнение комплекса мероприятий по совершенствованию схем газовоздушных потоков технологического и теплового режима обжига окатышей;

· проведение реконструкции тепловой схемы обжиговых машин и установок
«решетка - трубчатая печь», модернизация обжиговых машин;

· увеличение выплавки стали кислородно-конвертерным и электросталеплавильным способами (экономия порядка 2, 4-3, 0 млн. т у.т.);

· расширение непрерывной разливки стали (экономия 2-3 млн. т у.т.);

· организацию горячего посада заготовок в нагревательные печи прокатного производства;

· внедрение АСУ на1уевом слитков;

· установку рекуператоров;

· внедрение низкотемпературного нагрева металла под обычную и контролируемую прокатку;

· установку газогорелочных устройств повышенной экономичности.

В производстве алюминия реально снижение удельных расходов электроэнергии на электролиз до 13, 2 тыс.кВт.ч/т за счет создания мощных электролизеров, модернизации оборудования, оптимизации технологических параметров на базе использования вычислительной техники. Повышенные расходы тепла в российской алюминиевой промышленности связаны с использованием устаревших тепловых схем выщелачивания, имеющих малый внутренний теплообмен, не превышающий 60% вместо 80-85% на современных установках, и работающих с подогревом пульпы путем барботирования греющего пара в автоклавах.

Промышленность строительных материалов

Основные резервы экономии этой отрасли заключены в переводе технологий с мокрого способа получения цементного клинкера на сухой, что позволяет снизить удельный расход на 20 кг у.т. на тонну клинкера. Но и в процессах, работающих по сухому способу, удельные расходы топлива на отечественных предприятиях на 8-15% выше, чем в зарубежных странах, что создает возмож­ности совершенствования технологии. Потенциал экономии здесь оценивается на уровне 4 млн.т.у.т.

В производстве стеновых материалов возможности энергосбережения оцениваются на уровне до 1, 5 млн.т у.т. за счет увеличения производства керамического кирпича с пустотностью до 40-50% и широкого выпуска изделий на основе отходов углеобогащения, зол и золошлаковых отходов тепловых электростанций и котельных, работающих на угле.

К числу других энергосберегающих мер в области промышленности строительных материалов можно отнести:

· интенсификацию процесса обжига клинкера путем внедрения эффективных теплообмен-
ных и горелочных устройств, расширение использования минерализаторов, замена глинистого компонента в сырьевой смеси технологическими материалами, использование термостойких огнеупоров, снижение влажности шлама в производстве клинкера за счет использования разжижителей и перевода мощностей с мокрого способа на полусухой;

· интенсификацию систем стекловарения и внедрение электрической и газоэлектрической
варки стекла;

· внедрение новых обжиговых агрегатов и модернизация действующего оборудования в
производстве керамзита и других пористых заполнителей;

· совершенствование сжигания топлива в шахтных и вращающихся печах, расширение использования фракционного сырья;

· совершенствование технологии производства строительной керамики, минеральной ваты,
сантехнических изделий;

· замену устаревших газогорелочных устройств на более экономичные.

Машиностроение

Большие резервы экономии топлива в машиностроении и некоторых других отраслях заключены в совершенствовании пламенных термических и нагревательных печей за счет совершенст­вования их конструкций, оснащения рекуператорами, современными автоматизированными горелочными устройствами, системами автоматизированного управления процессами горения и термообработки. КПД печей может быть увеличен в 2-4 раза. При оценке потенциала экономии электроэнергии в термических электрических печах учтены также возможности повышения КПД печей на 10% за счет снижения тепловых потерь. Примерно 20% металла может подвергаться поверхност­ному, вместо объемного, нагреву, что позволяет снизить расход электроэнергии в десятки раз. Повышение КПД топливных печей должно привести к более широкому их использованию и снижение объема термообработки в электрических печах. Потенциал энергосбережения по термическим и
нагревательным печам в машиностроении определен на уровне 10-12 млн. т у.т.

Химия

Значительные резервы экономии энергоресурсов в химии и нефтехимии, равно как и в других отраслях промышленности, образовались из-за низкой степени обновления производственных фондов.

Энергоемкость производства аммиака составляет 1, 4-1, 7 т у.т./т, в то время как за рубежом - 1, 1-1, 3 т у.т./т. Большие резервы экономии имеются в производстве метанола в связи с тем, что в работе остаются устаревшие агрегаты.

К основным направлениям энергосбережения в химии и нефтехимии следует отнести:

· плановую замену действующих агрегатов крупнотоннажных производств аммиака на агре­гаты нового поколения;

· совершенствование технологических процессов производства калийных удобрений, апати­тового концентрата, желтого фосфора, капролактама, серной кислоты и других продуктов;

· ввод высокопроизводительных агрегатов по выпуску слабой азотном кислоты;

· техническое перевооружение производств аммиака, бутиловых спиртов, синтетического
каучука, этилена и пропилена;

Целлюлозно-бумажная и лесная промышленность

В этой отрасли возможности энергосбережения представлены использованием древесных отходов, сульфитных и сульфатных щелоков, дополнительным производством и использованием в бумажном производстве термомеханической и химико-термомеханической массы, макулатуры, уменьшением толщины газетной бумаги. Экономия древесного сырья является одним из основных направлений снижения ресурсоемкости отрасли. На вывозке древесины может быть сэкономлено более 1 млн.т нефтепродуктов. Оценка потенциала энергосбережения составляет 6-7 млн.т у.т.