Jūnija sākumā Tulas apgabala Čerepetskas valsts rajona elektrostacijā tika nodots ekspluatācijā devītais pulverogļu bloks ar uzstādīto jaudu 225 MW. Jaunu ogļu jaudu parādīšanās drīzāk ir noteikuma izņēmums. Kāpēc Krievijā ogļu ražošana tiek aizstāta ar gāzi un kodolenerģiju, savukārt “zaļajā” Eiropā tās gūst popularitāti, noskaidroja Peretok.ru.

Avots: sdelanounas.ru

Ar oglēm darbināmām elektrostacijām vienmēr ir bijusi nozīmīga loma Krievijas enerģētikas sistēmā. Bet pēdējos gados tie ir kļuvuši ievērojami zemāki par gāzes un kodola analogiem. Saskaņā ar Krievijas Zinātņu akadēmijas Enerģētikas pētniecības institūta (INEI) datiem ogļu ražošanas īpatsvars Krievijā samazinājās no 27% 2000. gadu sākumā līdz 24% 2013. gada beigās (valsts Eiropas daļā - no plkst. 19% līdz 16%). Arī energosistēmā ieviestā jaunā siltumietilpība galvenokārt izmanto gāzi. Taču tiek būvēti arī ogļu energobloki - piemēram, tajās pašās Čerepetskajas, Berezovskas GRES, Krasnojarskas TEC-3, Blagoveščenskas TEC un citās stacijās, taču to ir daudz mazāk nekā gāzes.

Tajā pašā laikā spēkstacijas, kurās izmanto ogles, kā arī avotus, kas nav kurināmā, sniedz būtisku ieguldījumu kurināmā bilances dažādošanā, atzīmēja Fjodors Veselovs, Institūta Elektroenerģijas nozares attīstības un reformas nodaļas vadītājs. Krievijas Zinātņu akadēmijas ekonomika un enerģētika, runājot pie apaļā galda “Gāzes un ogļu ražošana Krievijā: realitāte un perspektīvas”. Mūsdienās aptuveni 110 Krievijas termoelektrostacijas un valsts rajonu elektrostacijas ražo ogles.

Konkurences izaicinājumi

Ogļu stacijas ir svarīgas ne tikai valsts kurināmā bilances dažādošanai, bet arī ogļu ieguves uzņēmumu darbībai. Piemēram, Gazprom Energoholding Novočerkasskas štata rajona spēkstacija ir lielākais ogļu patērētājs Rostovas apgabalā. Saskaņā ar ERI RAS datiem spēkstacijas joprojām ir nozīmīgākās Doņeckas un Kanskas-Ačinskas ogļu, kā arī Austrumsibīrijas atradņu patērētājas.

Tomēr ogļu spēkstaciju stāvoklis šodien atstāj daudz ko vēlēties. Piemēram: sešas ogļu stacijas ar kopējo jaudu 2,3 ​​GW neizturēja konkursa elektroenerģijas atlasi 2015. gadam uz vispārīgiem noteikumiem. Viņus “izglāba” viņu piespiedu statuss. Taču problēma ir acīmredzama: spēkstacijām, kurās izmanto ogles, ir grūti konkurēt ar efektīvāku gāzes ražošanu.

“Ogļu ražošanas galvenā problēma vietējā tirgū ir augstā konkurence no gāzes jaudām. Tas jo īpaši skaidrojams ar atšķirīgām cenu noteikšanas metodēm ogļu un gāzes tirgos: ogļu cenas vietējā tirgū tiek veidotas, ņemot vērā tendences pasaules tirgos, gāzes cenas Krievijā regulē valsts,” norāda SIA vadītājs. Rūpniecības ekonomikas departaments pastāstīja Krievijas Federācijas valdības Analītiskā centra Degvielas un enerģijas kompleksam Peretok.ru Viktorija Gimadi.

Turklāt ogļu staciju celtniecība un ekspluatācija ir dārgāka nekā degvielas uzpildes stacijas. Tādējādi valdības dekrēts par elektroenerģijas piegādes līgumu (CSA) parametriem noteica kapitāla izmaksu līmeni 1 kW ogļu jaudas būvniecībai 49–53 tūkstošu rubļu apmērā, bet gāzei – 29–42 tūkstošu rubļu apjomā. Arī ogļu staciju ekspluatācijas izmaksas ir augstākas (CSA rezolūcijā - aptuveni par 53%).

Vēl viena problēma ir vide. Gāzes spēka agregāti ir “tīrāki” izmešu ziņā, un tiem nav nepieciešamas īpašas pelnu izgāztuves vietas. Pēc ekspertu domām, šodien Krievijas stacijās ir uzkrāts vairāk nekā 1 miljards tonnu pelnu un izdedžu materiālu, un to apstrāde (piemēram, būvniecības vajadzībām) vēl nav pilnībā attīstīta.

Ir vairākas problēmas, kas ir vienādas gan ogļu, gan cita veida ražošanai. Jo īpaši aktuāls joprojām ir jautājums par patērētāju nemaksāšanu un naudas līdzekļu trūkumu segšanai nepieciešamo kredītresursu nepieejamību. “Tajā pašā laikā ogļu ražošanas īpatnība ir tā, ka vairumā gadījumu tā darbojas kombinētās ražošanas režīmā, kas, no vienas puses, būtiski paaugstina tās efektivitāti un ir tā priekšrocība. Savukārt siltumenerģijas tirgus grūtības pilnībā tiek pārnestas uz elektroenerģijas ražošanu. Joprojām pastāv šķērssubsidēšana starp siltumenerģijas un elektroenerģijas tirgiem. Zemie tarifi termoelektrostacijām siltumenerģijai noved pie ogļu staciju ekonomiskās efektivitātes samazināšanās,” portālam Peretok.ru pastāstīja Sibīrijas ražošanas uzņēmums, kas Krievijas vietējā tirgū patērē aptuveni 16% termālo ogļu.

Stabilu tirgus regulēšanas noteikumu trūkums mulsina arī enerģētikas darbiniekus - nemitīgās noteikumu izmaiņas ārkārtīgi apgrūtina ilgtermiņa investīciju plānošanu. Cieš investīcijas pamatlīdzekļu remontā un atjaunošanā, kas ir viens no iemesliem avārijām elektrostacijās.

Nozares dalībnieki nelūdz tiešu finansiālu atbalstu, vēlas tikai stabilus spēles noteikumus. “Šodien, pirmkārt, ir nepieciešami institucionāli pasākumi. Mēs neprasām tiešu finansiālu atbalstu. Ja tirgus darbojas pareizi, tad pati ogļu ražošana ir pietiekami efektīva, lai pati pelnītu naudu. Regulējot nozari, ir jāņem vērā visi faktori, tai skaitā iekārtu normāla tehniskā stāvokļa uzturēšana, nevis jātiecas tikai uz maksimālu cenu ierobežošanu,” norāda Siberian Generating Company.

Eksperti uzskata, ka pagaidām nav priekšnoteikumu intensīvai ogļu ražošanas attīstībai Krievijā. “Nav jārēķinās ar būtisku ogļu termoelektrostaciju īpatsvara pieaugumu valsts kurināmā bilancē, visticamāk, to loma nākotnē nemainīsies (kurināmā patēriņā termoelektrostacijās tas saglabāsies aptuveni 25% apmērā ),” stāsta Viktorija Gimadi. Viņasprāt, ogļu stacijas tiks būvētas Sibīrijas un Tālo Austrumu reģionos, ko nosaka ogļu patēriņa un to ieguves avotu relatīvais teritoriālais tuvums. Tieši tur tika iecerēts uz eksportu orientētās Erkovecas TES projekts - liela spēkstacija, kas var izmantot ogles no tāda paša nosaukuma atradnes. Paredzēts, ka termoelektrostacijas saražotā elektroenerģija tiks piegādāta Ķīnai. "Plaša mēroga ogļu ražošanas attīstība citās teritorijās (piemēram, Krievijas centrālajā daļā) ir maz ticama zemās ekonomiskās efektivitātes dēļ: augsta konkurence starp dažādiem ražošanas veidiem, augstas transportēšanas izmaksas," saka Viktorija Gimadi.

Ogles pārvietoja gāzi

Ņemot vērā ogļu ieguves perspektīvas, ir interesanti pievērst uzmanību Eiropai. No vienas puses, ES ir viena no skaļākajām zaļās enerģijas tehnoloģiju atbalstītājām — un arī pēdējos gados ir pievienojusi ievērojamu daudzumu ogļu jaudas (ogles, iespējams, ir pēdējais, kas nāk prātā, domājot par tīrajām tehnoloģijām). Savu lomu spēlēja ekonomiskie faktori. Kā atzīmēja Dabisko monopolu problēmu institūta (IPEM) degvielas un enerģētikas nozares vadītājs Aleksandrs Grigorjevs, pirmkārt, ES ir ievērojami samazinājusies atšķirība starp gāzes un ogļu cenām. Pēc institūta datiem, ja 2007.gadā gāzes un ogļu cenu attiecība bija 1,6, tad 2013.gadā tā sasniedza 3,0. Otrkārt, savu lomu spēlēja cenu kritums oglekļa kvotām (investīcijas gāzes ražošanā ir efektīvas, ja kvotu izmaksas ir lielākas par 34–38 eiro par tonnu CO2). Treškārt, savu ietekmi atstāja arī 2008. gada ekonomiskā krīze, kas izraisīja rūpnieciskās ražošanas un attiecīgi elektroenerģijas patēriņa kritumu.

Šie faktori noveda pie tā, ka gāzes termoelektrostacijas tika nepietiekami izmantotas. Saimnieki daudzas stacijas izpostīja, dažas tika demontētas pilnībā. Un ir kļuvis izdevīgāk būvēt termoelektrostacijas, izmantojot ogļu kurināmo. Turklāt Vācijā, kas ir lielākais energoresursu patērētājs Eiropā, pēc Fukušimas avārijas 2011.gada martā valdība nolēma pakāpeniski slēgt visas atomelektrostacijas.

Tādējādi, saskaņā ar IPEM datiem, no 2012. gada līdz 2015. gada aprīlim Eiropas valstīs (galvenokārt Vācijā) tika nodota ekspluatācijā 10,1 GW ogļu ražošana - gandrīz sešas reizes vairāk nekā ekspluatācijā nodotās gāzes jaudas apjoms. Tiek būvēta vēl 8,6 GW ogļu kurināmā jauda: 3,3 GW Polijā, 2,7 GW Nīderlandē, 1,8 GW Vācijā.

Taču jāsaprot, ka lielākajai daļai ES valstu nav savas gāzes (izņemot Norvēģiju), tāpēc ogļu ražošanas attīstība lielā mērā ir ekonomisko faktoru piespiedu pasākums. Tā Itālijas enerģētikas kompānijas Enel vadītājs Frančesko Starače SPIEF kuluāros izteicās, ka situācija ar ogļu patēriņa pieaugumu elektroenerģētikā gāzes vietā nebūs ilgi, gāze tiks izmantota vairāk Eiropas valstu enerģētikas sektoru turpmākajos gados. "Es domāju, ka tas neturpināsies ilgi, šī ir īslaicīga situācija. Mēs neplānojam savas stacijas pārslēgt no gāzes uz oglēm. Domāju, ka tuvākajos gados gāze Eiropā būs daudz svarīgāka par oglēm,” Interfax citē Starace.

Citi materiāli par tēmu

Dejo uz oglēm

Gāzes ražošanas īpatsvara straujajam pieaugumam Krievijas energosistēmā tuvākajos gados vajadzētu apstāties, un ilgtermiņā pilnībā samazināsies staciju īpatsvars, kas strādā ar zilo kurināmo attiecībā pret ogļu termoelektrostaciju jaudu. Tā ir jēgpilna Krievijas varas iestāžu izvēle, kuras pamatā ir kurināmā bilances dažādošana, vietējā tirgus attīstība ogļu rūpniecībā, kā arī perspektīvas izmantot jaunas tehnoloģijas, lai ogļu ražošanu padarītu ne tikai efektīvu, bet arī videi draudzīgs.

2014. gada 27. martā plkst. 14:12

1879. gadā, kad Tomass Alva Edisons izgudroja kvēlspuldzi, sākās elektrifikācijas laikmets. Lai ražotu lielu daudzumu elektroenerģijas, bija nepieciešama lēta un viegli pieejama degviela. Ogles atbilda šīm prasībām, un pirmās spēkstacijas (19. gadsimta beigās būvēja pats Edisons) darbojās ar oglēm.

Tā kā valsts būvēja arvien vairāk spēkstaciju, palielinājās tās atkarība no oglēm. Kopš Pirmā pasaules kara aptuveni puse no Amerikas Savienotajās Valstīs saražotās elektroenerģijas gadā ir iegūta no ogļu termoelektrostacijām. 1986.gadā šādu elektrostaciju kopējā uzstādītā jauda bija 289 000 MW, un tās patērēja 75% no kopējā valstī saražoto ogļu apjoma (900 milj.t). Ņemot vērā esošās neskaidrības par kodolenerģijas attīstības perspektīvām un naftas un dabasgāzes ražošanas pieaugumu, var pieņemt, ka līdz gadsimta beigām ar oglēm kurināmās termostacijas saražos līdz 70% no visas saražotās elektroenerģijas. valstī.

Tomēr, neskatoties uz to, ka ogles jau sen ir un vēl daudzus gadus būs galvenais elektroenerģijas avots (ASV tās veido aptuveni 80% no visu veidu dabiskā kurināmā krājumiem), tās nekad nav bijušas optimāla degviela spēkstacijām. Ogļu īpatnējais enerģijas saturs svara vienībā (t.i., siltumspēja) ir zemāks nekā naftas vai dabasgāzes saturs. To ir grūtāk transportēt, turklāt ogļu dedzināšana rada vairākas nevēlamas vides sekas, jo īpaši skābos lietus. Kopš 60. gadu beigām ogļu termoelektrostaciju pievilcība ir strauji samazinājusies, jo ir stingrākas prasības vides piesārņojumam ar gāzveida un cietām emisijām pelnu un izdedžu veidā. Šo vides problēmu risināšanas izmaksas kopā ar pieaugošajām sarežģītu objektu, piemēram, termoelektrostaciju, būvniecības izmaksām ir padarījušas to attīstības perspektīvas mazāk labvēlīgas no tīri ekonomiskā viedokļa.

Taču, mainot ogļu termostaciju tehnoloģisko bāzi, to kādreizējā pievilcība var atjaunoties. Dažām no šīm izmaiņām ir evolucionārs raksturs, un to galvenais mērķis ir palielināt esošo iekārtu jaudu. Vienlaikus tiek izstrādāti pilnīgi jauni procesi ogļu sadedzināšanai bez atkritumiem, t.i., ar minimālu kaitējumu videi. Jaunu tehnoloģisko procesu ieviešana ir vērsta uz to, lai nākotnes ogļu termoelektrostacijās būtu iespējams efektīvi kontrolēt vides piesārņojuma pakāpi, tām būtu elastība attiecībā uz iespēju izmantot dažāda veida ogles un nav nepieciešams ilgs būvniecības laiks.

Lai novērtētu ogļu sadedzināšanas tehnoloģiju sasniegumu nozīmi, īsi apskatīsim parastās ogļu termoelektrostacijas darbību. Ogles sadedzina tvaika katla krāsnī, kas ir milzīga kamera, kuras iekšpusē ir caurules, kurās ūdens tiek pārvērsts tvaikā. Pirms ievadīšanas krāsnī ogles tiek sasmalcinātas putekļos, kā rezultātā tiek sasniegta gandrīz tāda pati sadegšanas pilnība kā degošas gāzes. Liels tvaika katls katru stundu patērē vidēji 500 tonnas pulverveida ogļu un saražo 2,9 miljonus kg tvaika, kas ir pietiekami, lai saražotu 1 miljonu kWh elektroenerģijas. Tajā pašā laikā katls atmosfērā izdala aptuveni 100 000 m3 gāzu.
Radītais tvaiks iet caur pārkarsētāju, kur tā temperatūra un spiediens paaugstinās, un pēc tam nonāk augstspiediena turbīnā. Turbīnas rotācijas mehānisko enerģiju elektriskais ģenerators pārvērš elektroenerģijā. Lai iegūtu augstāku enerģijas pārveidošanas efektivitāti, tvaiks no turbīnas parasti tiek atgriezts katlā sekundārajai pārkarsēšanai un pēc tam darbina vienu vai divas zema spiediena turbīnas, pirms tiek kondensēts ar dzesēšanu; kondensāts tiek atgriezts katla ciklā.

Termoelektrostacijas aprīkojumā ietilpst degvielas padeves mehānismi, katli, turbīnas, ģeneratori, kā arī sarežģītas dzesēšanas sistēmas, dūmgāzu attīrīšana un pelnu izvadīšana. Visas šīs primārās un palīgsistēmas ir paredzētas darbam ar augstu uzticamību 40 gadus vai ilgāk ar slodzi, kas svārstās no 20% no iekārtas uzstādītās jaudas līdz maksimālajai. Kapitāla aprīkojuma izmaksas tipiskai 1000 MW termoelektrostacijai parasti pārsniedz USD 1 miljardu.

Efektivitāte, ar kādu ogļu degšanas rezultātā izdalīto siltumu var pārvērst elektroenerģijā, pirms 1900. gada bija tikai 5%, bet līdz 1967. gadam tā sasniedza 40%. Citiem vārdiem sakot, aptuveni 70 gadu laikā īpatnējais ogļu patēriņš uz saražotās elektroenerģijas vienību ir samazinājies astoņas reizes. Attiecīgi samazinājās termoelektrostaciju uzstādītās jaudas 1 kW pašizmaksa: ja 1920. gadā tās bija $ 350 (1967. gada cenās), tad 1967. gadā tās noslīdēja līdz $ 130. Pār to pašu kritās arī piegādātās elektroenerģijas cena. periods no 25 centiem līdz 2 centiem par 1 kWh.

Tomēr, sākot ar 60. gadiem, progresa temps sāka kristies. Šķiet, ka šī tendence ir izskaidrojama ar to, ka tradicionālās termoelektrostacijas ir sasniegušas savu pilnības robežu, ko nosaka termodinamikas likumi un to materiālu īpašības, no kuriem tiek izgatavoti katli un turbīnas. Kopš 70. gadu sākuma šos tehniskos faktorus ir saasinājuši jauni ekonomiski un organizatoriski iemesli. Konkrēti, strauji pieaugušas kapitāla izmaksas, palēninājies pieprasījuma pēc elektroenerģijas pieauguma temps, stingrākas prasības vides aizsardzībai no kaitīgām emisijām, pagarinājies spēkstaciju būvniecības projektu īstenošanas termiņš. Rezultātā elektroenerģijas ražošanas izmaksas no oglēm, kurām daudzus gadus bija tendence samazināties, ir strauji pieaugušas. Patiešām, 1 kW elektroenerģijas, kas saražota jaunajās termoelektrostacijās, tagad maksā vairāk nekā 1920. gadā (salīdzināmās cenās).

Pēdējos 20 gados ogļu termoelektrostaciju izmaksas visvairāk ietekmējušas stingrākas prasības gāzveida,
šķidrie un cietie atkritumi. Gāzes attīrīšanas un pelnu noņemšanas sistēmas mūsdienu termoelektrostacijās tagad veido 40% no kapitāla izmaksām un 35% no ekspluatācijas izmaksām. No tehniskā un ekonomiskā viedokļa nozīmīgākais emisiju kontroles sistēmas elements ir dūmgāzu atsērošanas iekārta, ko bieži sauc par mitro (skrubera) sistēmu. Mitrais putekļu savācējs (skruberis) aiztur sēra oksīdus, kas ir galvenie ogļu sadegšanas laikā radušies piesārņotāji.

Ideja par mitro putekļu savākšanu ir vienkārša, taču praksē tā izrādās sarežģīta un dārga. Sārmainu vielu, parasti kaļķi vai kaļķakmeni, sajauc ar ūdeni un šķīdumu izsmidzina dūmgāzu plūsmā. Dūmgāzēs esošie sēra oksīdi tiek absorbēti sārmu daļiņās un izkrīt no šķīduma inerta sulfīta vai kalcija sulfāta (ģipša) veidā. Ģipsi var viegli noņemt vai, ja tas ir pietiekami tīrs, to var tirgot kā būvmateriālu. Sarežģītākās un dārgākās beršanas sistēmās ģipša atlikumus var pārvērst sērskābē vai elementārajā sērā, vērtīgākos ķīmiskos produktos. Kopš 1978. gada visās topošajās termoelektrostacijās, kurās izmanto ogļu pulveri, ir obligāti jāuzstāda skruberi. Tā rezultātā ASV enerģētikas nozarē tagad ir vairāk skruberu iekārtu nekā pārējā pasaulē.
Skruberu sistēmas izmaksas jaunajās stacijās parasti ir 150-200 USD par 1 kW uzstādītās jaudas. Skruberu uzstādīšana esošajās stacijās, kas sākotnēji bija paredzētas bez mitrās gāzes attīrīšanas, maksā par 10-40% vairāk nekā jaunās stacijās. Skruberu ekspluatācijas izmaksas ir diezgan augstas, neatkarīgi no tā, vai tie ir uzstādīti vecās vai jaunās ražotnēs. Skruberi rada milzīgu daudzumu ģipša dūņu, kas jātur nostādināšanas dīķos vai jāiznīcina izgāztuvēs, radot jaunu vides problēmu. Piemēram, termoelektrostacija ar jaudu 1000 MW, kas darbojas uz akmeņoglēm, kas satur 3% sēra, gadā saražo tik daudz dūņu, ka tās var pārklāt 1 km2 platību ar apmēram 1 m biezu slāni.
Turklāt mitrās gāzes attīrīšanas sistēmas patērē daudz ūdens (1000 MW stacijā ūdens plūsma ir aptuveni 3800 l/min), un to iekārtas un cauruļvadi bieži ir pakļauti aizsērējumiem un korozijai. Šie faktori palielina ekspluatācijas izmaksas un samazina kopējo sistēmas uzticamību. Visbeidzot, skruberu sistēmās no 3 līdz 8% no stacijas saražotās enerģijas tiek tērēti sūkņu un dūmu nosūcēju darbināšanai un dūmgāzu sildīšanai pēc gāzu attīrīšanas, kas nepieciešama, lai novērstu kondensāciju un koroziju dūmvados.
Plaša skruberu ieviešana Amerikas enerģētikas nozarē nebija ne vienkārša, ne lēta. Pirmās skruberu instalācijas bija ievērojami mazāk uzticamas nekā citas rūpnīcas iekārtas, tāpēc skruberu sistēmu komponenti tika izstrādāti ar lielu drošības un uzticamības rezervi. Dažas grūtības, kas saistītas ar skruberu uzstādīšanu un darbību, ir saistītas ar to, ka tīrīšanas tehnoloģijas rūpnieciskā pielietošana tika uzsākta priekšlaicīgi. Tikai tagad, pēc 25 gadu pieredzes, skruberu sistēmu uzticamība ir sasniegusi pieņemamu līmeni.
Ogļu termoelektrostaciju izmaksas ir pieaugušas ne tikai tāpēc, ka ir nepieciešamas emisiju kontroles sistēmas, bet arī tāpēc, ka pašas būvniecības izmaksas ir pieaugušas debesīs. Pat ņemot vērā inflāciju, ogļu termoelektrostaciju uzstādītās jaudas vienības izmaksas šobrīd ir trīs reizes augstākas nekā 1970. gadā. Pēdējo 15 gadu laikā ir gūti “apjomradīti ietaupījumi”, t.i., ieguvumi no lielu elektrostaciju būvniecības, ir noliegts ievērojamais būvniecības izmaksu pieaugums. Daļa no šī pieauguma atspoguļo augstās izmaksas par ilgtermiņa kapitāla projektu finansēšanu.

Projektu aizkavēšanās ietekmi var redzēt Japānas enerģētikas uzņēmumos. Japānas firmas parasti ir efektīvākas nekā viņu amerikāņu kolēģi, risinot organizatoriskas, tehniskas un finansiālas problēmas, kas bieži aizkavē lielu būvniecības projektu nodošanu ekspluatācijā. Japānā spēkstaciju var uzbūvēt un darboties 30–40 mēnešu laikā, savukārt ASV tādas pašas jaudas stacijai parasti nepieciešami 50–60 mēneši. Ar tik ilgu projektu īstenošanas laiku jaunas ražotnes izmaksas (un līdz ar to arī iesaldētā kapitāla izmaksas) izrādās salīdzināmas ar daudzu ASV enerģētikas uzņēmumu pamatkapitālu.

Tāpēc komunālie uzņēmumi meklē veidus, kā samazināt jaunu elektrostaciju būvniecības izmaksas, jo īpaši izmantojot mazākas jaudas moduļu iekārtas, kuras var ātri transportēt un uzstādīt uz esošās iekārtas, lai apmierinātu pieaugošo pieprasījumu. Šādas iekārtas var nodot ekspluatācijā īsākā laikā un tādējādi ātrāk atmaksāties, pat ja ieguldījumu atdeve paliek nemainīga. Uzstādot jaunus moduļus tikai tad, kad ir jāpalielina sistēmas jauda, ​​var ietaupīt līdz pat 200 USD par kW, lai gan, izmantojot mazjaudas iekārtas, tiek zaudēti apjomradīti ietaupījumi.
Kā alternatīvu jaunu elektroenerģijas ražošanas iekārtu celtniecībai elektroenerģijas uzņēmumi ir veikuši arī esošo elektrostaciju atjaunošanu, lai uzlabotu to veiktspēju un pagarinātu to kalpošanas laiku. Šī stratēģija, protams, prasa zemākas kapitāla izmaksas nekā jaunu staciju celtniecība. Šī tendence ir pamatota arī tāpēc, ka pirms aptuveni 30 gadiem celtās elektrostacijas vēl nav morāli novecojušas. Dažos gadījumos tie pat darbojas ar lielāku efektivitāti, jo tie nav aprīkoti ar skruberiem. Vecās elektrostacijas kļūst arvien svarīgākas valsts enerģētikas sektorā. 1970. gadā tikai 20 elektroenerģijas ražošanas iekārtas Amerikas Savienotajās Valstīs bija vecākas par 30 gadiem. Līdz gadsimta beigām 30 gadi būs vidējais ogļu termoelektrostaciju vecums.

Energokompānijas arī meklē veidus, kā samazināt stacijas darbības izmaksas. Lai novērstu enerģijas zudumus, ir nepieciešams savlaicīgi brīdināt par veiktspējas pasliktināšanos objekta kritiskākajās zonās. Tāpēc nepārtraukta komponentu un sistēmu stāvokļa uzraudzība kļūst par svarīgu operatīvā pakalpojuma sastāvdaļu. Šāda nepārtraukta dabisko nodiluma, korozijas un erozijas procesu uzraudzība ļauj staciju operatoriem savlaicīgi veikt pasākumus un novērst elektrostaciju avārijas atteices. Šādu pasākumu nozīmi var pienācīgi novērtēt, piemēram, ja ņem vērā, ka 1000 MW ogļu spēkstacijas piespiedu pārtraukums elektroenerģijas uzņēmumam var radīt zaudējumus USD 1 miljona apmērā dienā, galvenokārt tāpēc, ka nesaražotā enerģija ir jāsamazina. kompensē, piegādājot elektroenerģiju no dārgākiem avotiem.

Vienības izmaksu pieaugums ogļu transportēšanai un pārstrādei un izdedžu atdalīšanai ir padarījis ogļu kvalitāti (ko nosaka mitruma, sēra un citu minerālvielu saturs) par svarīgu faktoru, kas nosaka termoelektrostaciju darbības raksturlielumus un ekonomiju. Lai gan zemas kvalitātes ogles var maksāt mazāk nekā augstas kvalitātes ogles, tāda paša daudzuma elektroenerģijas ražošana maksā ievērojami dārgāk. Liela apjoma zemas kvalitātes ogļu transportēšanas izmaksas var kompensēt priekšrocības, ko rada to zemākā cena. Turklāt zemas kvalitātes ogles parasti rada vairāk atkritumu nekā augstas kvalitātes ogles, un tāpēc ir nepieciešamas lielākas izmaksas par izdedžu izņemšanu. Visbeidzot, zemas kvalitātes ogļu sastāvs ir pakļauts lielām svārstībām, kas apgrūtina stacijas degvielas sistēmas “noregulēšanu”, lai tā darbotos ar augstāko iespējamo efektivitāti; šajā gadījumā sistēma ir jānoregulē tā, lai tā varētu darboties ar vissliktākās paredzamās kvalitātes oglēm.
Darbojošās spēkstacijās ogļu kvalitāti var uzlabot vai vismaz stabilizēt, pirms sadedzināšanas atdalot dažus piemaisījumus, piemēram, sēru saturošus minerālus. Attīrīšanas iekārtās sasmalcinātas "netīrās" ogles tiek atdalītas no piemaisījumiem ar daudzām metodēm, kas izmanto ogļu un piemaisījumu īpatnējā svara vai citu fizisko īpašību atšķirības.

Neraugoties uz šiem centieniem uzlabot esošo ar oglēm darbināmo termoelektrostaciju veiktspēju, līdz gadsimta beigām ASV būs jāpievieno papildu elektroenerģijas ražošanas jauda par 150 000 MW, ja pieprasījums pēc elektroenerģijas pieaugs par paredzamo 2,3% gadā. . Lai saglabātu ogļu konkurētspēju arvien pieaugošajā enerģijas tirgū, komunālajiem uzņēmumiem būs jāpieņem jaunas, progresīvas ogļu sadedzināšanas metodes, kas ir efektīvākas par tradicionālajām ogļu sadedzināšanas metodēm trīs galvenajos veidos: mazāks piesārņojums, īsāks iekārtu būvniecības laiks un uzlabota iekārtas veiktspēja un sniegums..

OGĻU SADEDZINĀŠANA SADEDZINĀTĀ SLĒNĀ samazina vajadzību pēc palīgiekārtām, lai attīrītu spēkstaciju emisijas. Katla krāsnī ar gaisa plūsmu tiek izveidots ogļu un kaļķakmens maisījuma fluidizēts slānis, kurā tiek sajauktas un suspendētas cietās daļiņas, t.i., tās uzvedas tāpat kā verdošā šķidrumā. Turbulentā sajaukšana nodrošina pilnīgu ogļu sadegšanu; šajā gadījumā kaļķakmens daļiņas reaģē ar sēra oksīdiem un aiztur aptuveni 90% šo oksīdu. Tā kā katla sildīšanas spirāles tieši pieskaras kurināmā verdošajam slānim, tvaika veidošanās notiek ar lielāku efektivitāti nekā parastajos tvaika katlos, kas darbojas ar šķeltām oglēm. Turklāt ogļu degšanas temperatūra verdošā slānī ir zemāka, kas novērš katla izdedžu kušanu un samazina slāpekļa oksīdu veidošanos.

OGĻU GAZIFIKĀCIJA var tikt veikta, karsējot ogļu un ūdens maisījumu skābekļa atmosfērā. Procesa produkts ir gāze, kas galvenokārt sastāv no oglekļa monoksīda un ūdeņraža. Kad gāze ir atdzesēta, attīrīta no cietajām daļiņām un atsērota, to var izmantot kā degvielu gāzes turbīnām un pēc tam tvaika turbīnām ražot tvaiku (kombinētais cikls). Kombinētā cikla iekārta atmosfērā izdala mazāk piesārņotāju nekā parastā ogļu termoelektrostacija.

Šobrīd tiek izstrādāti vairāk nekā desmiti ogļu sadedzināšanas metožu ar paaugstinātu efektivitāti un mazāku kaitējumu videi. Visdaudzsološākie no tiem ir sadedzināšana verdošā slānī un ogļu gazifikācija. Degšana pēc pirmās metodes tiek veikta tvaika katla kurtuvē, kas ir konstruēts tā, lai šķembas ogles, kas sajauktas ar kaļķakmens daļiņām, tiek uzturētas virs krāsns režģa suspendētā (“pseido-sašķidrinātā”) stāvoklī ar spēcīgu augšupvērstu gaisu. plūsma. Suspendētās daļiņas uzvedas būtībā tāpat kā verdošā šķidrumā, tas ir, tās atrodas turbulentā kustībā, kas nodrošina augstu degšanas procesa efektivitāti. Šāda katla ūdensvadi ir tiešā saskarē ar degošā kurināmā “šķiedru gultni”, kā rezultātā liela daļa siltuma tiek nodota vadīšanas ceļā, kas ir daudz efektīvāk nekā radiācijas un konvektīva siltuma pārnese parastais tvaika katls.

Katlam ar kurtuvi, kur ogles sadedzina verdošā slānī, ir lielāks cauruļu siltuma pārneses virsmu laukums nekā parastajam katlam, kas darbojas uz ogļu pulveri, kas ļauj pazemināt temperatūru kurtuvē un tādējādi samazināt. slāpekļa oksīdu veidošanās. (Kamēr parastajā katlā temperatūra var būt virs 1650 °C, tad verdošā slāņa sadedzināšanas katlā tā ir robežās no 780-870 °C.) Turklāt kaļķakmens, kas sajaukts ar akmeņoglēm, saista 90 procentus vai vairāk no sēra, kas izdalās no sēra. ogles degšanas laikā, jo zemāka darba temperatūra veicina reakciju starp sēru un kaļķakmeni, veidojot sulfītu vai kalcija sulfātu. Tādā veidā ogļu degšanas laikā veidojas videi kaitīgas vielas, kas tiek neitralizētas veidošanās vietā, t.i., krāsnī.
Turklāt verdošā slāņa sadedzināšanas katls pēc savas konstrukcijas un darbības principa ir mazāk jutīgs pret ogļu kvalitātes svārstībām. Parastā pūderogļu katla krāsns rada milzīgu daudzumu izkausētu izdedžu, kas bieži aizsprosto siltuma pārneses virsmas un tādējādi samazina katla efektivitāti un uzticamību. Verdošā slāņa sadedzināšanas katlā ogles deg temperatūrā, kas ir zemāka par izdedžu kušanas temperatūru un līdz ar to sildvirsmu aizsērēšanas problēma ar izdedžiem pat nerodas. Šādi katli var darboties ar zemākas kvalitātes oglēm, kas dažos gadījumos var ievērojami samazināt ekspluatācijas izmaksas.
Verdošā slāņa sadedzināšanas metode ir viegli īstenojama modulārajos katlos ar zemu tvaika jaudu. Pēc dažām aplēsēm, investīcijas termoelektrostacijai ar kompaktajiem katliem, kas darbojas pēc verdošā slāņa principa, var būt par 10-20% mazākas nekā investīcijas tradicionālai tādas pašas jaudas termoelektrostacijai. Ietaupījums tiek panākts, samazinot būvniecības laiku. Turklāt šādas stacijas jaudu var viegli palielināt, palielinoties elektriskajai slodzei, kas ir svarīgi gadījumos, kad tās pieaugums nākotnē nav zināms iepriekš. Arī plānošanas problēma ir vienkāršota, jo šādas kompaktas iekārtas var ātri uzstādīt, tiklīdz rodas nepieciešamība palielināt elektroenerģijas ražošanu.
Verdošā slāņa sadedzināšanas katlus var integrēt arī esošajās spēkstacijās, ja nepieciešams ātri palielināt ražošanas jaudu. Piemēram, enerģētikas uzņēmums Northern States Power vienu no stacijā esošajiem pūderogļu katliem pārveidoja par gab. Minesota verdošā slāņa katlā. Renovācija veikta ar mērķi palielināt elektrostacijas jaudu par 40%, samazināt prasības kurināmā kvalitātei (katls var darboties pat ar vietējiem atkritumiem), rūpīgāk attīrīt emisijas un pagarināt stacijas kalpošanas laiku līdz plkst. 40 gadi.
Pēdējo 15 gadu laikā tehnoloģija, ko izmanto termoelektrostacijās, kas aprīkotas tikai ar verdošā slāņa sadedzināšanas katliem, ir paplašinājušās no mazām izmēģinājuma un izmēģinājuma iekārtām līdz lielām "demonstrācijas" iekārtām. Šo staciju ar kopējo jaudu 160 MW kopīgi būvē Tenesī ielejas pārvalde, Duke Power un Kentuki Sadraudzība; Colorado-Ute Electric Association, Inc. ekspluatācijā nodeva 110 MW elektroenerģijas ražošanas iekārtu ar verdošā slāņa sadedzināšanas katliem. Ja šie divi projekti, kā arī privātā sektora kopuzņēmums Northern States Power, kura kopējais kapitāls ir aptuveni 400 miljoni USD, būs veiksmīgi, ekonomiskais risks, kas saistīts ar verdošā slāņa katlu izmantošanu enerģētikā, tiks ievērojami samazināts. .
Vēl viena metode, kas vienkāršākā veidā pastāvēja jau 19. gadsimta vidū, ir ogļu gazifikācija, lai iegūtu “tīri degošu” gāzi. Šāda gāze ir piemērota apgaismojumam un apkurei un tika plaši izmantota ASV pirms Otrā pasaules kara, līdz tā tika aizstāta ar dabasgāzi.
Sākotnēji ogļu gazifikācija piesaistīja enerģētikas uzņēmumu uzmanību, kuri cerēja izmantot šo metodi, lai radītu degvielu, kas deg bez atkritumiem un tādējādi atbrīvotos no beršanas. Tagad ir kļuvis acīmredzams, ka ogļu gazifikācijai ir vēl svarīgāka priekšrocība: ģeneratora gāzes karstos sadegšanas produktus var tieši izmantot gāzes turbīnu darbināšanai. Savukārt sadegšanas produktu atkritumu siltumu pēc gāzes turbīnas var izmantot tvaika ražošanai, lai darbinātu tvaika turbīnu. Šī gāzes un tvaika turbīnu kombinācija, ko sauc par kombinēto ciklu, tagad ir viens no efektīvākajiem elektroenerģijas ražošanas veidiem.
Gāze, kas iegūta, gazificējot ogles un atbrīvota no sēra un cietajām daļiņām, ir lieliska degviela gāzes turbīnām un, tāpat kā dabasgāze, deg gandrīz bez atkritumiem. Kombinētā cikla augstā efektivitāte kompensē neizbēgamos zaudējumus, kas saistīti ar ogļu pārvēršanu gāzē. Turklāt kombinētā cikla iekārta patērē ievērojami mazāk ūdens, jo divas trešdaļas jaudas ģenerē gāzes turbīna, kurai atšķirībā no tvaika turbīnas ūdens nav nepieciešams.
Kombinētā cikla elektrostaciju dzīvotspēju, kas darbojas pēc ogļu gazifikācijas principa, ir pierādījusi Dienvidkalifornijas Edisonas "Cool Water" stacijas darbības pieredze. Šī stacija ar aptuveni 100 MW jaudu tika nodota ekspluatācijā 1984. gada maijā. Tā var darboties ar dažāda veida oglēm. Stacijas emisijas pēc tīrības neatšķiras no blakus esošās dabasgāzes stacijas emisijām. Sēra oksīda saturu izplūdes gāzēs notur krietni zem nepieciešamā līmeņa, izmantojot sēra atgūšanas palīgsistēmu, kas atdala gandrīz visu barības degvielā esošo sēru un ražo tīru sēru rūpnieciskiem nolūkiem. Slāpekļa oksīdu veidošanos novērš, pirms sadegšanas gāzei pievienojot ūdeni, kas samazina gāzes sadegšanas temperatūru. Turklāt gazifikatorā atlikušās nesadegušās ogles tiek izkausētas inertā stiklveida materiālā, kas, atdzesējot, atbilst Kalifornijas cieto atkritumu noteikumiem.
Papildus augstākai efektivitātei un mazākam vides piesārņojumam kombinētā cikla iekārtām ir vēl viena priekšrocība: tās var būvēt vairākos posmos, tādējādi blokos palielinot uzstādīto jaudu. Šī būvniecības elastība samazina pārmērīgu vai nepietiekamu ieguldījumu risku, kas saistīts ar nenoteiktu elektroenerģijas pieprasījuma pieaugumu. Piemēram, uzstādītās jaudas pirmo posmu var darbināt ar gāzes turbīnām un kā kurināmo izmantot naftu vai dabasgāzi, nevis ogles, ja šo produktu pašreizējās cenas ir zemas. Tad, pieaugot pieprasījumam pēc elektrības, papildus tiek nodots ekspluatācijā atkritumu siltuma katls un tvaika turbīna, kas palielinās ne tikai stacijas jaudu, bet arī efektivitāti. Pēc tam, kad pieprasījums pēc elektrības atkal pieaugs, stacijā varēs būvēt ogļu gazifikācijas staciju.
Ogļu termoelektrostaciju loma ir galvenā tēma, runājot par dabas resursu saglabāšanu, vides aizsardzību un ekonomiskās attīstības ceļiem. Šie problēmas aspekti ne vienmēr ir pretrunīgi. Jauno tehnoloģisko procesu izmantošanas pieredze ogļu dedzināšanā liecina, ka tie var veiksmīgi un vienlaikus atrisināt vides aizsardzības un elektroenerģijas izmaksu samazināšanas problēmas. Šis princips tika ņemts vērā pagājušajā gadā publicētajā ASV un Kanādas kopīgajā ziņojumā par skābajiem lietus. Pamatojoties uz ziņojuma priekšlikumiem, ASV Kongress šobrīd apsver iespēju izveidot nozīmīgu nacionālu iniciatīvu, lai demonstrētu un ieviestu tīras ogļu sadedzināšanas procesus. Iniciatīvas, kas apvienos privāto kapitālu ar federālajām investīcijām, mērķis ir 90. gados ieviest jaunus ogļu sadedzināšanas procesus, tostarp verdošā slāņa katlus un gazifikatorus, lai plaši izmantotu rūpniecībā. Tomēr, pat tuvākajā nākotnē plaši izmantojot jaunus ogļu sadedzināšanas procesus, pieaugošo pieprasījumu pēc elektroenerģijas nevar apmierināt bez saskaņotu pasākumu kopuma, lai taupītu elektroenerģiju, regulētu tās patēriņu un palielinātu esošo termoelektrostaciju produktivitāti. tradicionālie principi. Pastāvīgi ekonomiskie un vides jautājumi, visticamāk, novedīs pie pilnīgi jauniem tehnoloģiskiem sasniegumiem, kas būtiski atšķiras no šeit aprakstītajiem. Nākotnē ogļu termoelektrostacijas var pārvērsties par integrētiem uzņēmumiem dabas resursu pārstrādei. Šādi uzņēmumi apstrādās vietējo kurināmo un citus dabas resursus un ražos elektroenerģiju, siltumu un dažādus produktus, pamatojoties uz vietējās ekonomikas vajadzībām. Papildus verdošā slāņa sadedzināšanas katliem un ogļu gazifikācijas iekārtām šādi uzņēmumi tiks aprīkoti ar elektroniskām tehniskās diagnostikas sistēmām un automatizētām vadības sistēmām, kā arī gūs labumu no lielākās daļas ogļu sadedzināšanas blakusproduktu izmantošanas.

Tādējādi elektroenerģijas ražošanas uz oglēm ekonomisko un vides faktoru uzlabošanas iespējas ir ļoti plašas. Šo iespēju savlaicīga izmantošana gan ir atkarīga no tā, vai valdība spēs īstenot sabalansētu politiku enerģijas ražošanā un vides aizsardzībā, kas radītu nepieciešamos stimulus elektroenerģijas nozarei. Jāraugās, lai jauni ogļu sadedzināšanas procesi tiktu izstrādāti un ieviesti racionāli, sadarbojoties ar energokompānijām, nevis tā, kā tas bija ieviešot skrubera gāzu attīrīšanu. To visu var panākt, līdz minimumam samazinot izmaksas un risku, pārdomāti projektējot, testējot un uzlabojot maza mēroga izmēģinājuma iekārtas, kam seko izstrādāto sistēmu plaša komercializācija.

- Boriss Fedorovičs, ogles ilgu laiku bija enerģētiķu uzmanības perifērijā. Taču šobrīd situācija ir mainījusies: 2012. gadā tika pieņemta Krievijas ogļu nozares attīstības ilgtermiņa programma laika posmam līdz 2030. gadam, kuras ietvaros plānots palielināt ogļu ieguves apjomu. Kādēļ, jūsuprāt, varas iestādes atkal pievērsa uzmanību “novecojušajai degvielai”?

Akmeņogles ir bijušas un paliek vairāk nekā “moderns” enerģijas kurināmais, jo to globālās rezerves ievērojami pārsniedz citus energoresursus, pieprasījums pēc oglēm turpina augt, un daudzām jaunattīstības valstīm ogles būtībā ir galvenais enerģijas resurss. Krievijai ir viens no lielākajiem ogļu izejvielu potenciāliem pasaulē, un nebūtu prātīgi to neizmantot gan kā iekšzemes, gan kā eksporta potenciālu.

– Pēdējā laikā arvien biežāk presē izskan ziņas par dažādiem ar ogļu ieguvi un izmantošanu saistītiem projektiem, bet diemžēl konkrētus rezultātus neesam redzējuši. Kāpēc?

Krievijas Federācijas Enerģētikas ministrija ir pieņēmusi Ogļu rūpniecības attīstības stratēģiju līdz 2030. gadam. Ilgu laiku ogļu loma Krievijas ekonomikā un enerģētikas sektorā tika izkropļota tā sauktās gāzes pauzes ietekmē, kad cenu preferences izraisīja vērienīgu ogļu ražošanas aizstāšanu ar gāzi. Tas viss izraisīja iekšzemes ogļu patēriņa samazināšanos un koncentrēšanos uz to eksportu. Taču kopš 2013. gada pasaulē ir vērojams ievērojams ogļu cenu kritums, kas atkal saasināja situāciju nozarē. Galvenie attīstības virzieni būs ogļu eksporta piegāžu nodrošināšana, bet valstī - modernas ogļu enerģētikas un ogļu ķīmijas attīstība.

Mūsu modernākā ogļu spēkstacija tika uzcelta pagājušajā gadsimtā. Šajā laikā ogļu enerģētikas tehnoloģiskā attīstība ir gājusi tālu uz priekšu, un mēs joprojām sēžam 70. gados - mūsu enerģētikas nozares rītausmā. Mums jānodrošina ogļu izmantošana, kuras pamatā ir vismodernākās tehnoloģijas.

- Bet ogles tiek uzskatītas par vienu no “netīrajām” degvielām.

Jā, tā ir taisnība, tomēr visa pasaule to izmanto. Ārzemēs darbojas izcilas spēkstacijas. Man bija iespēja apciemot vienu no tiem - “Niderausem” Vācijā. Tas darbojas ar vācu brūnoglēm, kas nav īpaši labas kvalitātes. Ir četri bloki, no kuriem pirmais tika nodots ekspluatācijā 1960. gadā, otrais 1980. gadā, trešais 2000. gadā un ceturtais 2011.-2012. gadā. Šī spēkstacija no oglēm ražo milzīgu daudzumu elektroenerģijas, un vācieši lepojas ar šo tehnoloģisko šedevru. Tāpēc nav jāsaka, ka tas kaitē videi. Mums ir jāspēj to efektīvi izmantot no ekonomikas un vides viedokļa. Un tas nozīmē integrētu pieeju – no pašas ieguves līdz daudzu saistītu produktu ražošanai. Savulaik piedalījāmies divu lielu projektu izstrādē, kad no oglēm bija iespējams iegūt siltumu, elektrību, sintētisko šķidro kurināmo un citus saistītos produktus. Tieši šī pieeja ļaus oglēm ieņemt atbilstošu vietu vietējā ekonomikā.

Brīvprātīgs lēmums

– Tomēr kāpēc ogļu potenciāls netiek izmantots vajadzīgajā apjomā enerģētikas sektorā Krievijā?

Šai problēmai ir divi aspekti. Pirmais ir tas, ka Dievs Kungs mūs atalgoja ar oglēm, bet mēs esam spiesti tās transportēt tur, kur tās visvairāk vajadzīgas. Ar ko Indonēzija ir slavena kā ogļu spēkstacija? Tā kā tās ogļraktuves atrodas piekrastē, ogles iegūst, iekrauj kuģī un nosūta eksportam. Mūsu situācija ir pavisam citādāka – sviras ir milzīgas, un Krievijas dzelzceļa tarifi jau ir kļuvuši par jēgu. Eksporta ogļu izmaksas sastāv no divām aptuveni vienādām daļām: ogļu cenas un to transportēšanas cenas. Bet tas ir muļķības! Transportēšanas un ražošanas attiecībai jābūt aptuveni 30/70.

“Gāzes pauzes” dēļ ogļu enerģijas tehnoloģiskajā atjaunošanā esam atpalikuši par 50 gadiem. Tā kā pagājušā gadsimta vidū esam bijusi vadošā lielvalsts ogļu enerģētikas nozarē, mēs esam palikuši šajā līmenī, kamēr pasaule ir pakāpusies tālu uz priekšu. Tagad mums ir jāpanāk un, iespējams, pat jāpārspēj, cita starpā, izpratne par valsts ogļu nozares svarīgo sociālo aspektu.

Jauns vārds enerģētikā

– Ja rīt tiks pieņemts fundamentāls lēmums par oglēm, ko var piedāvāt zinātnieku aprindas un jo īpaši jūsu institūts?

Mūsu speciālisti ir izstrādājuši projektu "Jaunas paaudzes ogļu termoelektrostacija ar jaudu 600 MW, kas orientēta uz Krievijas ogļu izmantošanu." Vēlos atzīmēt, ka tie nav kaut kādi papīri, projekts tika izstrādāts inženiertehniskā nozīmē, tie jau ir darba rasējumi. Termoelektrostacija darbosies ar Krievijas ražotāju iekārtām.

- Vai šī stacija no dažādu veidu ogļu izmantošanas viedokļa ir universāla vai paredzēta konkrētam veidam?

Jaunās paaudzes termoelektrostacija projektēta vairākās versijās. Ir vienkāršs pūderogļu katls, kas darbojas ar noteiktas kvalitātes akmeņoglēm. Bet ir iespējams arī uzstādīt katlu ar tā saukto cirkulējošo verdošo slāni (CFB). Tieši šī tehnoloģija mūsdienās ļoti labi attīstās un tiek izmantota pasaulē un kas ļauj izmantot sliktu degvielu. Šajā ziņā Polija uz mani atstāja spēcīgu iespaidu. Mūsdienās šī valsts ir daudzējādā ziņā progresējusi šāda veida iekārtu izmantošanā (tā ir arī ogļu valsts), poļi kopā ar oglēm sadedzina līdz 30% biomasas. Pateicoties Eiropā esošajiem noteikumiem par piemaksām par tīru enerģiju, viņiem izdodas iegūt ļoti labu rentabilitāti.

Un šodien mūsu valsts beidzot būvē Novočerkaskas staciju - vienīgo CFB staciju Krievijā, tās palaišana ir paredzēta nākamgad. Bet pirmos CFB projektus mūsu speciālisti izstrādāja jau pagājušā gadsimta 70.-80.gados. Diemžēl, ja runājam par ogļu enerģētiku kopumā, ārzemnieki ir tikuši tālu uz priekšu. Mēs varam konkurēt ar tiem tikai atsevišķās instalāciju vienībās. Bet, ja runa ir par stacijas izveidi, tad mēs ievērojami atpaliekam.

– Vai tiešām nav nekādu izredžu?

Nu kāpēc gan ne? Tas, ka šī kļuva par tēmu mūsu konferencei “Cietā kurināmā izmantošana efektīvai un videi draudzīgai elektroenerģijas un siltuma ražošanai”, kurā piedalījās vairāk nekā 180 speciālistu no daudzām valstīm, jau ir pozitīvi vērtējams. Krievijā joprojām ir iespējas izveidot savas tehnoloģijas un uz tām balstītas instalācijas. Taču pats svarīgākais pozitīvais, kas radās pilnīgi negaidīti, ir sankcijas pret Krieviju. Esmu pārliecināts, ka tie kļūs par impulsu visas mūsu enerģētikas nozares attīstībai, ko mēs ilgi esam gaidījuši. Valdība jau pieņem programmu importa aizstāšanai enerģētikas sektorā, un tas vieš optimismu.

Kas ir ogļu spēkstacija? Šis ir elektroenerģijas ražošanas uzņēmums, kurā ogles (cietās, brūnās) ir pirmās enerģijas pārveidošanas ķēdē.

Atcerēsimies enerģijas pārveidošanas ķēdi elektrostacijās, kas darbojas pēc cikla.

Pirmā ķēdē ir degviela, mūsu gadījumā ogles. Tam ir ķīmiskā enerģija, kas, sadedzinot katlā, tiek pārvērsta tvaika siltumenerģijā. Siltumenerģiju var saukt arī par potenciālo enerģiju. Tālāk tvaika potenciālā enerģija pie sprauslām tiek pārvērsta kinētiskajā enerģijā. Mēs sauksim kinētiskās enerģijas ātrumu. Šī kinētiskā enerģija pie izejas no turbīnas sprauslām spiež rotora lāpstiņas un griež turbīnas vārpstu. Šeit tiek iegūta mehāniskā rotācijas enerģija. Mūsu turbīnas vārpsta ir stingri savienota ar elektriskā ģeneratora vārpstu. Elektriskā ģeneratorā mehāniskā rotācijas enerģija tiek pārveidota par elektroenerģiju - elektroenerģiju.

Ogļu elektrostacijai ir gan priekšrocības, gan trūkumi, salīdzinot, piemēram, ar gāzes elektrostaciju (mēs neņemsim vērā mūsdienu CCGT blokus).

Ogļu spēkstaciju priekšrocības:

- zemas degvielas izmaksas;

— salīdzinošā neatkarība no degvielas piegādēm (ir liela ogļu noliktava);

- un... tas arī viss.

Ogļu spēkstaciju trūkumi:

- zema manevrētspēja - sakarā ar papildu ierobežojumu izdedžu izdalīšanai no, ja tas ir ar šķidro izdedžu noņemšanu;

— lielas emisijas salīdzinājumā ar gāzes emisijām;

- zemāka efektivitāte elektroapgādē - šeit tiek pievienoti zudumi katlā un pašu elektroenerģijas vajadzību pieaugums, pateicoties ogļu pulverveida sagatavošanas sistēmai;

- lielākas izmaksas nekā degvielas uzpildes stacijās ir saistītas ar to, ka tiek pievienots abrazīvs nodilums un lielāks palīginstalāciju skaits.

No šī nelielā salīdzinājuma ir skaidrs, ka ogļu spēkstacijas ir zemākas par gāzi darbināmām. Bet joprojām pasaule neatsakās no to būvniecības. Tas galvenokārt ir no ekonomiskā viedokļa.

Ņemsim par piemēru mūsu valsti. Mums kartē ir dažas vietas, kur ogles tiek iegūtas lielos daudzumos. Slavenākais ir Kuzbass (Kuzņeckas ogļu baseins), kas pazīstams arī kā Kemerovas apgabals. Tur ir diezgan daudz spēkstaciju, lielākās - un bez tām ir vairākas mazākas. Visi no tiem darbojas ar oglēm, izņemot dažus spēka agregātus, kuros gāzi var izmantot kā rezerves degvielu. Kemerovas reģionā tik liels ogļu spēkstaciju skaits, protams, ir saistīts ar faktu, ka ogles tiek iegūtas “tuvumā”. Spēkstaciju ogļu cenā transporta komponentes praktiski nav. Turklāt daži termoelektrostaciju īpašnieki ir arī ogļu uzņēmumu īpašnieki. Šķiet skaidrs, kāpēc tur nebūvē degvielas uzpildes stacijas.

Turklāt pierādītās ogļu rezerves ir nesalīdzināmi lielākas nekā pierādītās dabasgāzes rezerves. Tas jau attiecas uz valsts energoapgādes drošību.

Attīstītās valstis ir gājušas tālāk. Ogles izmanto, lai iegūtu tā saukto sintētisko gāzi, kas ir mākslīgs dabasgāzes analogs. Daži jau ir pielāgoti šai gāzei un var darboties kā daļa no CCGT vienībām. Un šeit ir pilnīgi atšķirīgas efektivitātes (augstākas) un kaitīgās emisijas (mazākas), salīdzinot ar ogļu stacijām un pat vecām gāzes stacijām.

Tātad mēs varam secināt: cilvēce vienmēr izmantos ogles kā kurināmo elektroenerģijas ražošanai.