ПРОГРАММА ПОВЫШЕНИЯ  ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ, ЭКОНОМИЧЕСКОЙ И ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРЕДПРИЯТИЙ, РАСПОЛОЖЕННЫХ НА  БАЙКАЛЬСКОЙ ПРИРОДНОЙ ТЕРРИТОРИИ » НА  2017 - 2020 ГОДЫ

Паспорт Программы

 

Наименование

Программы

Программа повышения экологической, экономической и энергетической эффективности предприятий, расположенных на Байкальской природной территории 

 

Основание для разработки Программы

Постановление Правительства от 21.08.2012 № 847 «О федеральной целевой программе «Охрана озера Байкал и социально-экономическое развитие Байкальской природной территории».  

 Федеральные Законы: "Об охране окружающей среды", «Об энергосбере-жении», . «О государственно-частном  партнерстве».

 

Заказчик Программы

 

 

разработчик Программы

ООО «Научно-производственное  предприятие ЭОЛ», ООО «Алит тм»

 

 

Цели Программы

Охрана озера Байкал и защита Байкальской природной территории от негативного воздействия антропогенных, техногенных  факторов.

Надежное обеспечение населения полным комплексом коммунальных услуг по доступным ценам. Сокращения  заболеваемости населения, вызванной  загрязнением окружающей среды.

 

Задачи Программы

Сокращение сбросов загрязняющих веществ в водные объекты БПТ.

Снижение уровня загрязненности БПТ промышленными отходами, в том числе обеспечение восстановления территорий, подвергшихся высокому и экстремально высокому загрязнению.

Реализация комплексных мероприятий по внедрению инновационных технологий  в системах:

- теплоснабжения;

- электроснабжения;

- переработки техногенных  отходов.

Сроки

2017 - 2020 гг;

Основные ожидаемые конечные результаты реализации Программы

 За период реализации Программы планируется.

   1. Создать линейку демонстрационных установок с последующим переходом на серийный выпуск: 

- энерготехнологических котельных установок;

- энерготехнологических электрических станций;

- энерготехнологических  котельных.

2. Выполнить технико-экономическое и экологическое  обоснования модернизации действующих  конкретных ТЭС, котельных.

3. Открыть новые предприятия для изготовления высокотехнологичного нового оборудования, монтажа и инжиниринговому   обслуживанию.

Объемы и источники финансирования

Общий объем финансирования Программы будет определен после согласования объема работ.  Источник финансирования - государственно-частное партнерство. Финансирование по ФЦП  «Охрана озера Байкал и социально-экономическое развитие Байкальской природной территории». 

Разделы: капитальные вложения; НИОКР.

 

 

 

 

Введение

 Организация Объединенный Наций приняла специаль­ную резолюцию, позволяющую рассматривать Байкальскую природную территорию (БПТ) в принципиально новом формате «Байкальской целевой территории устойчивого развития всемирного значения». Резолюция ООН рассматривает Байкальскую территорию как модельную для развития устойчивого экологического безопасного жизнеобеспечения и формирования нового мировоззрения человечества.

 Одним из основных источников промышленных отходов, загрязняющих  Байкальскую территорию, является топливно-энергетический комплекс (ТЭК) южной части Восточной Сибири. На объектах современной топливной энергетики (тепло­вых электростанциях - ТЭС, котельных, отопительных печах) продолжают применять устаревшие технологии сжигания топлив, улавливания, переработки золы и шлаков.

В настоящее время разработан комплекс взаимодополняющих энергосберегаю-щих экологически чистых инновационных энерготехнологий, позволяющих преобразовать действующий ТЭК, доставшийся с 50-х годов,  в значительно более современный энерготехнологический топливно-энергетический комплекс (ЭТЭК).

 

1. Практический и научно-технический задел

Энерготехнологии переработки и сжигания твердых топлив создавали  коллективы ученых Ленинградского политехнического институту (ЛПИ) им. М.И.Калинина под руководством д.т.н проф. заслуженного деятеля науки и техники СССР В.В. Померанцева – кафедра «Котлостроения» (с 80-х гг. кафедра «Реакторо- и парогенераторостроения») в тесном содружестве с коллективами котельных заводов, исследовательских институтов и энергосистем СССР. Всемирную известность  В.В. Померанцев получил за работы в области сжигания и энерготехнологической переработки топлив. Он - автор 48 российских и зарубежных изобретений, методов расчета топочных процессов. Под его руководством были созданы и серийно изготовлены топки с зажатым слоем для сжигания древесных отходов и низкотемпературные вихревые топки (топки ЛПИ), внедренные на котлах большой мощности: в СССР -170, за рубежом - 14.

С 1964 Д.С.Калинин,  будучи студентом 3-го курса каф. «Котлостроения», под руководством к.т.н. доцента Магидея П.Л. (куратор группы, был в  составе приемной комиссии и пригласил Д.С. на каф. «Котлостроения») участвовал в экспериментальных работах его группы еще с двумя аспирантами. Первые эксперименты проводили на мазутных котлах ТЭЦ-1. Исследовали внутритопочные процессы с помощью зондов, позволяющих измерять температурные поля по всему объему топки. Зонды были оснащены Pt/Pt-Ro термопарами, защищенными специаль-ными фарфоровыми экранами с целью исключения искажений от излучения топоч-ных экранов. Через 4-трубочный зонд длиной до 5м и более просасывали топочные газы, измеряя их To C потенциометром, чтобы снизить погрешность измерений. Замеряли скорости газов аэрозондами (охлаждаемыми). Определяли процесс выгора-ния частиц путем их отбора из разных зон топочного факела, состоящего из горящих газов и угольных частиц. С помощью термозондов измеряли падающие и отраженные от экранов тепловые потоки.

Позже таким же образом исследовали внутритопочные процессы сжигания торфа в топках Д.М.Хзмаляна (проф. МЭИ) котлов ТЭЦ «Уткина Заводь» (Ленэнерго). Для исключения провалов несгоревшего торфа в комод (до 20 %), Калинин Д.С. предложил устанавливать в шлаковом комоде специальные сопла нижнего дутья.

Условия при проведении исследований были таковы: температура на верхних отметках доходила до +50 oC; ввиду отсутствия газоплотной обшивы торфяного котельного оборудования  была значительная загазованность воздуха в помещении, а слой торфа на площадках был толщиной более 1 см; никакой выданной спецодежды.

Постепенно накапливался опыт экспериментальных исследований и обработки их результатов. Руководство ТЭЦ-1 и ТЭЦ «Уткина Заводь» на просьбы об изменениях режимов котлов с целью проведения экспериментов шло с пониманием дальнейшей важности исследовательских работ. Магидей П.Л. и Калинин Д.С. обратились в проектный институт «ОргЭнергоСтрой» с просьбой о выполнении рабочего проекта реконструкции одного из котлов ТЭЦ «Уткина Заводь».

     В.В. Померанцев увидел в дипломной работе Калинина Д.С. (1968) принципиаль-ные особенности и новизну, напоминающую те, что были заложены в конструкцию топки А.А. Шершнева для сжигания фрезерного торфа. Поэтому в дальнейшем научным руководителем работ Калинина Д.С. стал проф. В.В. Померанцев.  Первое сжигание кускового фрезерного торфа в топках котлов большой мощности В.В.Померанцев провел на ГРЭС-8 (1969) в условиях низкотемпературного вихревого сжигания (НТВ-технология). Первое сжигание пылевидного угля по НТВ-технологии в топках котлов большой мощности В.В.Померанцев провел на ТЭЦ-14 (начало 70-х). Горение угольной пыли ухудшилось, резко возрос механический недожог с уносом.

     В начале 70-х В.В.Померанцев приобрел отрицательный опыт внедрения технологии безмельничного сжигания  угля на одной из ТЭЦ Красноярского края. Так, весь уголь ушел в шлаковый комод. Работы были вынуждены прекратить.

      С 1971 Д.С. Калинин, будучи аспирантом каф. «Котлостроения» под руководств.  В.В. Померанцева разрабатывал горелки, форсунки и топку для сжигания мазута и газа в  котлах средней (свыше 50 т/ч пара) и большой мощности. Была реконструиро-вана топка котла ТГМП-114 (производительность 475 т/ч пара), входящего в состав блока 300 МВт ГРЭС–19, работавшего на сверхкритических параметрах пара.

     С 1972 в коллективе В.В Померанцева стала работать В.Я.Калинина, участвуя в разработке топок вихревого сжигания растительных техногенных пожароопасных отходов (льняной костры) для  котельных белорусских льнозаводов. К 1985г. все 58 котлов льняных заводов были переведены на новую технологию сжигания.  

Системы пылеприготовления угольных котлов взрывоопасны, в меньшей степени оставаясь такими и до сегодняшнего дня: хлопки и  взрывы вплоть до человеческих жертв и разрушений. После аварий следует внеплановый останов котла, соответству-ющие последствия. Поэтому сепараторы и  циклоны угольной пыли размещены на крышах, а газоходы после мельниц к сепараторам оснащены взрывными клапанами.

Ведущие проектные институты  СССР – ЦКТИ и ВТИ в своих изысканиях шли не по пути исключения (недопущения) условий, приводящих к хлопкам и взрывам, а по пути размещения взрывных клапанов различных конструкций, т.е. решали вопросы не предотвращения взрывов, а сокращения ущербов от них. Помимо взрывоопасности, сжигание пылевидного угля несло за собой ряд других проблем.

На одной из крупнейших ТЭЦ СССР – иркутской ТЭЦ-10, сжигающей бурые угли с высоким выходом летучих, были постоянные взрывы систем пылеприготовления (по две на каждом из 16 котельных установок мощностью по 25 т/ч перемолотого угля в каждой системе). Чтобы избавиться от взрывоопасных пылевых систем, главный инженер станции В.В. Поляков обратился к В.В.Померанцеву с предложением о совместной разработке мероприятий для внедрения НТВ-технологии безмельничного сжигания  угля на ТЭЦ-10. Кафедрой «Котлостроения» ЛПИ и конструкторским бюро ТЭЦ-10, вопреки заявлениям оппонентов ЦКТИ и ВТИ, был выполнен проект реконструкции котла ПК–24 (производительность 320 т/час пара).          С нач. 1975 г. приступили к реконструкции топки котла ПК–24 иркутской ТЭЦ-10 с целью устранения пылесистем, организации прямой подачи дробленого угля в топку.

Позже Дмитрий Сергеевич и Вера Яковлевна рассчитали оптимальный размер угольной частицы для сжигания в ПК-24, получили 3-5 мм. Далее, Рундыгин Ю.А. (ЛПИ) на других котлах путем изменения конструкции систем пылеприготовления  (помол, сепаратор) практически получил фракцию до 3 мм. Топочные процессы были оптимизированы, что позволило внедрять НТВ-технологию в СССР и за рубежом.   

В 1976 В.В.Померанцев предложил к.т.н.Калинину Д.С. поработать в Иркутском политехническом институте (ИПИ) с целью повышения уровня преподавания специи-альных дисциплин на каф. «Теплоэнергетики», одновременно участвуя в доводочных работах реконструируемого ПК-24 ТЭЦ-10. Позже, на базе  реконструированной топки был выполнен комплекс экспериментальных исследований и разработок.

Необходимо было исследовать термодинамические и физико-термохимические процессы в условиях вихревой аэродинамики (скорость газов из сопел нижнего дутья достигала 135 м/с), многократной циркуляции частиц угля (куски достигали 120 мм), аэротермического дробления, генерации вредных веществ.

К  работам были привлечены коллективы ученых и практиков:

  • Московский научно-исследовательский энергетический институт им. Г.М. Кржижановского,
  • Ленинградский политехнический институт;
  • Ленинградский технологический институт;
  • Иркутский политехнический институт,
  • Сибтехэнерго (г. Новосибирск) -  проведение сертифицированных испытаний,
  • Наладочная группа Иркутскэнерго.

Факельная технология безмельничного сжигания дробленного угля создавалась коллективами ИПИ, ТЭЦ-10 и ЛПИ. В 1977 была подана заявка на изобретение. В 1982г. было получено авторское свидетельство № 974034 на усовершенствованную топку. Новая технология была успешно внедрена на котле БКЗ-420-140-9 (420т/час), работающем по безмельничной схеме сжигания угля  (Усть-Илимская ТЭЦ). 

Главным результатом исследований безмельничной технологии сжигания угля и дальнейших разработок стало получение фракции мелкопористого угля и его улавливании из топочного факела с последующей его дополнительной активацией. Было разработано специальное устройство. В дальнейшем активированный уголь использовали для очистки стоков ртутного электролизного производства хлора Усольского Химпрома, предотвращая  попадания ртути в  р. Ангара.

С 1980г. на базе ИПИ в тесном сотрудничестве с коллективами иркутских ТЭЦ, крупных котельных, промышленных предприятий Восточной Сибири наш коллектив создавал фонтанно-вихревую технологию сжигания топлив. Технология была защищена одиннадцатью авторскими свидетельствами на изобретения СССР.

Первоначально технологию внедряли путем реконструкции котлов малой мощности (12 котлов). Но морально устаревшие котлы не позволяли достигнуть  высоких показателей. Поэтому было изготовлено новое энергоэффективное котельное оборудование (8 котлов). В производственный процесс был внедрен целый ряд новых технологий сжигания и переработки твердых топлив, прежде  всего – угля и технологических древесных отходов. Наилучшие результаты были достигнуты в условиях предварительной газификации топлив. Работы (1974-85) финансировались по государственной  Программе ОЦ 008 «Энергия».

В 1994 Калинин Д.С. и Калинин В.Д. перевели эти авторские в патенты на изобретения РФ, внедряя на промышленных предприятиях Восточной Сибири.

С 2008 г. работы были продолжены в рамках федеральной целевой программы  (ФЦП) «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007 – 2013 гг». Были выполнены НИОКР в рамках двух Государственных контрактов (ГК). Заказчик – Федеральное агентство по науке и инновациям (Роснаука) Министерства образования и науки РФ.

1. Контракт на ОКР № 02.526.11.6009 «Разработка и создание опытно-промышленной установки по комплексной технологии термической переработки торфа c получением высококалорийного газового топлива и углеродных материалов для энергетического и промышленного использования» (2008). Объем финансирования: федеральный бюджет - 87 млн. руб., внебюджетные средства – 30 млн. руб.  Срок выполнения 6-ти этапов 26.06.2008 – 30.11.2010. Новая созданная энерготехнология была защищена 4 ноу-хау, зарегистрированными в Роснауке (2008). Работы выполнял научно-технический консорциум в составе:  ИрГТУ (ответственный исполнитель  к.т.н. Д.С. Калинин), институт Геохимии, ОАО «Тимлюйский завод» (ответственный исполнитель к.т.н. Д.С. Калинин), ООО «Теплотехнологии» (ответственный исполнитель директор В.Д. Калинин). Научный руководитель –директор института Геохимии им.А.П.Виноградова СО РАН академик М.И. Кузьмин.

       В соответствии с Техническим заданием ОКР было необходимо получить: торфяной кокс, энергетические газы, активированный уголь, пироуглерод, а также электрическую и тепловую энергию. Выполненные в 2008 г. ОКР стали одной из основ тому, что ИрГТУ получил высокий статус Иркутского Национального исследовательского технического университета. 

     2. НИР ГК № 02.516.11.6174  «Разработка технологических основ использования твердых топлив (угля и биомассы) для котельных и мини-ТЭЦ автономных потреби-телей в регионах России» (2009). Исполнитель - ООО «НПП Эол». Были разработаны 9 энерготехнологий (ноу-хау).  Научный руководитель – к.т.н. доцент Д.С. Калинин.

     3. НИР №2011.23.366 «Разработка энергосберегающих моделей управления микрокли-матом при выращивании овощных и декоративных растений в защищенном грунте в условиях Иркутской области» (головной исполнитель – СИФИБР СО РАН). Разработана модель энерготехнологических круглогодично действующих теплиц с получением и аккумуляцией дополнительного тепла, необходимого для круглогодичной эксплуатации защищенного грунта в условиях БПТ (Иркутской обл.).

Таким образом, в ходе многолетних исследований и научно-практических работ (НИОКР) был разработан комплекс взаимодополняющих энергосберегающих экологически чистых инновационных энерготехнологий, позволяющих преобразовать существующий ТЭК, ориентированный на добычу ископаемых топлив и выпуск тепловой и электрической энергии, в современный энерготехнологический топливно-энергетический комплекс (ЭТЭК). ЭТЭК позволит перейти к более экологически чистому производству тепла и электричества, и дополнительной продукции, имеющей значительную добавленную стоимость на российском и мировом рынках.

1. В состав ЭТЭК включены все потребители топлива и энергии.

2. В состав ЭТЭК включены предприятия, формирующие возобновляемые топлива: отходы деревообработки и лесосеки, растительные  и сельскохозяйственные отходы - помет, навоз, коммунальные твердые отходы, осадки сточных вод.

3. Энерготехнологические электрические станции (ЭТЭС), входящие в состав ЭТЭК, помимо выпуска тепловой и электрической энергии производят различную  энергоемкую  промышленную продукцию.

4. В состав ЭТЭС входят энерготехнологические котельные установки (ЭТКУ). В ЭТКУ путем пиролиза будут перерабатывать ископаемые и возобновляемые топлива, техногенные  отходы, включая коммунальные твердые отходы, с одновременным получением из органической массы углеродсодержащей продукции, из минеральной массы металлов, вяжущих, теплоизоляционных материалов, другой  продукции с высокой рыночной стоимостью. Горючие газы пиролиза направляются для произ-водства электрической энергии по газовому циклу.  Полное сжигание остаточных продуктов пиролиза происходит в условиях химического связывания с щелочными металлами и предотвращения генерации вредных веществ. Устройства очистки дымовых газов позволяют достичь суммарного коэффициента очистки от твердых загрязняющих веществ не менее 99,9 %.

5. Для производства электрической энергии на ЭТЭС предлагаем применить газопаровые турбинные установки (ГПТУ) с КПД свыше 62 %.  

6. Замкнутая система водопользования ЭТЭС, реализованная на основе сорбционно-термической очистки, позволяет удовлетворить спрос потребителей по качеству и количеству воды, предотвращая сброс сточных вод (осадков) в водные объекты, включая  оз. Байкал и др. водоемы на территории БПТ.

7. В состав ЭТЭК включены энерготехнологические теплицы, оснащенные современными аккумуляторами тепла от солнечного излучения.

8. Для индивидуальных участников ЭТЭК разработаны энергоэффективные индивидуальные системы жизнеобеспечения (ЭИСЖ).

9. Параметры энергии, предоставляемой  потребителям, соответствуют требова-ниям, предъявляемым к коротким простым электрическим и тепловым сетям. Значи-тельно сокращены потери энергии при транспортировке и изменении параметров.

10. Потребители энергии, входящие в состав ЭТЭК, переводятся на энергосберегающие технологии, что позволяет снизить  расход энергии  от 3 до 8 раз.

 

2. Расчетный анализ экономической и энергетической эффективности, текущего  состояния ТЭК Байкальской природной территории и предлагаемого ЭТЭК  с производством дополнительной продукции, переработкой техногенных  отходов. 

Данные по энергетическим объектам, производству и отпуску энергии на БПТ   взяты из официальных источников:       Иркутская область --  www/irkutskenergo.ru/gi/24045;  

          Республика Бурятия         -- docs.cntd.ru/document/428654101;

          Забайкальский край   -- enery.csti.yar.ru/documents/75/7520140019_1_zab_kray1.

  Количество электрической и тепловой энергии, получаемой потребителями в ЭТЭК, остается неизменным. ТЭС и котельные модернизируются в ЭТЭС двух типов.

Мелкие котельные и  индивидуальные теплоисточники подлежат замене на энергоэффективные индивидуальные системы жизнеобеспечения (ЭИСЖ). Объем модернизации  конкретных ТЭС  и котельных или строительства новых ЭТЭС на БПТ будет определен после проведения энергетического и экологического обследования и выполнение технико-экономического и экологического  обоснования  с учетом перспективного развития потребителей энергии и сбыта дополнительной продукции. Возможные объемы модернизации  конкретных ТЭС  и котельных, электрических и тепловых сетей были представлены выше - во введении.

 

 

Для удобства восприятия табл.1, выполненные расчеты не предоставляются. Расчеты произведены в соответствии «Тепловой расчет котельных агрегатов (нормативный метод). Под ред. Н.В.Кузнецова и др., М., Энергия, 1973, 296 с.».

Таблица 1

 

Наименование показателей

существующий ТЭК

Предлагаемый ЭТЭК

ТЭС

Котель-

ные

Индивидуал.

ТЭС- ЭТЭС

ЭТЭС

Котель-

ные

ЭИСЖ.

1

2

3

4

5

6

7

8

9

1

Произведено // отпу-щено электроэнергии,

 млн. МВт*ч/год

13,7//11,6

0

0

2,53//

2,3

1,24//1,12

 

0

0

2

Произведено// отпу-щено тепла,

 млн. Гкал/год

29,8//28,3

12,2//

11,6 

 3,2//

3,2

14,4//

14

 

18,3//

17,8

 

0,23//

0,22

 

5,2//5,2

3

отпущено тепла за счет   электроэнергии млн. Гкал/год/ млн. МВт*ч/год

0

2,5/2,9

2/2,3

0

0

0

0

4

КПД производства // отпуска эл/энергии  %  

19,1//16,2

0

0

3,1//

2,8

0,47//

0,43

0

0

5

КПД производства// отпуска тепла %  

48,4//46

40//38

15//

15

20,6//

20

8,17//

7,9

90//90

90//90

6

КПД производства углеродсодержащей продукции,  %  

0

0

0

66,3

81,36

0

0

7

Потери в цикле и котлах, млн. Гкал/год//%

20//

32,5

18,9//62

18,1//

85

7//10

22,4//10

0,025//

10

0,58//10

8

Суммарный расход топлива, млн. т.у.т /год

8,8

4,4

3

10

32

0,036

0,83

9

Уголь, млн. т.у.т

8,8

4,2

0,5

5

1

--

--

10

Возобновляемые топлива млн. т.у.т

0

0,2

2,5

5

31

0,036

0,83

11

Цена на уголь с доставкой,  руб/т.у.т,

2300

3000

3200

2300

2300

0

0

12

Затраты  на уголь,

  млн. руб/год.

20240

12600

1600

11500.

2300

0

0

13

Цена на возобновляемые

топлива с доставкой руб/т.у.т,

-

200

2000

500

500

1000

1000

14

Затраты  на возобновляе-мые топлива млн. руб/год.

-

40

5000

2500

15500

36

830

15

Затраты электроэнергии на отпуск тепла кВт*ч/Гкал // млн. МВт*ч/год

0

70//

0,82

0

0

0

20//

0,004

10//

0,052

16

Потери электроэнергии в сетях,  %

22

0

0

15

8

--

--

17

Получено потребителями  ТЭКа, кроме котельных и электробойлеров, электро-энергии, млн. МВт*ч/год

3,03

0

0

2

1

0

0,05

18

Потери тепла в сетях,  %

25

23

0

15

12

12

0

19

Получено потребителями тепла млн. Гкал /год

12,15

10,86

 5,2

12,15

15,86

0,2

5,2

20

Затраты  на топливо  млн. руб/год.// % от общих

20240// 40

12640//40

6600//95

14000//65

17800//65

36//65

830//95

21

Общие затраты на энергоисточнике 

млн. руб/год

33730

31600

6950

21540

27385

55,4

873,7

1

2

3

4

5

6

7

8

9

22

Дополнительные затраты на электробойлеры,  

млн. руб/год

-

7500

2300

--

--

--

--

23

Затраты в электросетях  

млн. руб/год

16800

--

--

8000

2000

--

--

24

Затраты в теплосетях  

млн. руб/год

8400

8000

--

2000

500

4,6

--

25

Себестоимость электро-энергии, руб/ МВт*ч

4125

--

--

1150

346

--

--

26

Себестоимость тепла, руб/Гкал

1778

4337

1779

496

149

300

168

27

Достаточное электро-снабжение потребителей, млн. МВт*ч/год

3,04

-

-

2

1,06

0,004

0,052

28

Достаточное тепло-снабжение потребителей, млн. Гкал /год

12,15

10,86*

 

5,2

12,15

15,86

0,2

5,2

29

Производство углеродсодержащей продукции млн т.у.т.

--

--

--

6,63

26

--

--

30

Себестоимость углеродсодержащей продукции, руб/ т.у.т.

--

--

--

3472

1043

 

 

31

Произ-во продукции из минер. массы, млн. т.

--

--

--

1,11

0,3

0,0006

0,013

32

Цена  электроэнергии,

 руб/ МВт*ч

4500

--

 

1250

380

 

 

33

Цена тепла,  руб/Гкал

1950

4286

1721

550

160

450

 

34

Цена углеродсодержащ. продукции,    руб/ т.у.т.

--

--

--

20000

30000

--

--

35

Цена продукции из минеральной массы руб/ т.

--

--

--

2000

2000

2000

0

36

Валовая прибыль от  электроэнергии,  млн. руб/ год

3393

0

0

200

36

--

--

37

Валовая прибыль от  тепла  млн. руб/ год

2090

0

0

656

174

30

--

38

Валовая прибыль от  углеродсодержащей продукции млн. руб/ год

--

--

--

109580

752882

-

--

39

Валовая прибыль от  продукции из минеральной массы млн. руб/ год

--

--

--

2220

600

1,2

0

40

Суммарная валовая прибыль млн. руб/ год

5483

0

0

112656

753692

31,2

--

41

Отчисления в бюджеты 20 % млн. руб

1097

--

--

22531

150738,5

6,24

0

42

Инвестиции млн. руб

--

--

--

2000

80000

40

40000

43

Срок окупаемости, лет

--

--

--

0,02

0,1

1,3

-

 

 

 

3. Расчетный анализ по экологической эффективности ТЭК Байкальской природной территории и предлагаемого ЭТЭК

Таблица 2.

Наименование показателей

существующий ТЭК

Предлагаемый ЭТЭК

ТЭС

Котельные

Инди-видуал

ТЭС- ЭТЭС

ЭТЭС

Котельные

Индивидивидуальн.

Уголь

1

уголь млн. т.у.т// натур. т

8,8//14,87

4,4//7,44

0,5//0,85

5//8,5

1//1,7

--

--

2

Потери тепла с механическим недожогом, %

1

20

20

0

0

0   

0

3

Удельное количество   золы и несгоревших частиц, т/т.у.т.

0,225

0,395

0,395

0,216

0,216

0

0

4

количество   золы и несгоревших частиц, млн. т

1,98

1,738

0,2

1,08

0,216

0

0

5

КПД  золоуловителей, %

90

25

0

99,8

99,8

90

90

6

Количество   частиц направленных в золоотвалы, млн. т

1,78

0,434

0

0

0

0

0

7

Количество   частиц, выброшенных на рельеф и  в атмосферу, млн. т

0,2

1,304

0,2

0,002

0,0004

0

0

8

Удельное количество образующихся  окислов серы, т/т.у.т.

0,027

0,027

0,027

0,0054

0,0054

0

0

9

Количество окислов серы, выброшенных   в атмосферу, млн. т

0,237

0,119

0,013

0,027

0,0054

0

0

10

Удельное количество образующихся  окислов азота, т/т.у.т.

0,004

0,00355

0,003

0,0003

0,0003

--

--

11

Количество окислов азота, выброшенных   в атмосферу, млн. т

0,035

0,0156

0,0015

0,0015

0,0003

0

0

12

Удельное количество образующегося  углекислого газа, т/т.у.т.

2,853

2,853

2,853

2,853

2,853

0

0

13

Количество углекислого газа, выброшенного   в атмосферу, млн. т

25,1

12,55

1,4

14,26

2,853

0

0

Возобновляемые топлива

14

Возобновляемые топлива на энергию млн. т.у.т

0

0,2

2,5

1

1

0,036

0,83

15

Потери тепла с механическим недожогом, %

0

20

20

0

0

0

0

16

Удельное количество   золы и несгоревших частиц, т/т.у.т.

0

0,2

0,2

0,0173

0,0173

0,0173

0,0173

17

количество   золы и несгоревших частиц, млн. т

0

0,04

0,5

0,0173

0,0173

0,0006

0,014

18

КПД  золоуловителей, %

0

0,2

0

99,8

99,8

90

90

19

Количество   частиц, выброшенных на рельеф и  в атмосферу, млн. т

0

0,032

0,5

0,00003

0,00003

0,00006

0,0014

20

Удельное количество образующихся  окислов азота, т/т.у.т.

0

0,0025

0,002

0,00025

0,00025

0,00025

0,00025

21

Количество окислов азота, выброшенных   в атмосферу, млн. т

0

0,0005

0,005

0,00025

0,00025

0,00009

0,0002

22

Удельн. Кол-во образуемого CO2,   т/т.у.т.

0

3,214

3,214

3,214

3,214

3,214

3,214

23

Количество CO2, выброшен-ного   в атмосферу, млн. т

0

0,64

8,04

3,214

3,214

1,157

2,667

      Сравнение экологических показателей,  ущерба природе при сжигании топлив в существующем ТЭК  и прогнозируемом  ЭТЭК на БПТ, представлено в табл.3. Расчет ущерба выполнен без учета индексации платежей: зола – 103 руб/т; окислы серы-              40 руб/т;  окислы азота 52 руб/т;  углекислый газ – в России не учитывается

Таблица 3

 

Показатели

количество  выбросов и ущерб природе

существующий ТЭК

Прогнозируемый ЭТЭК

Снижение ущерба

Количество//разы

Количество   частиц направленных в золоотвалы  млн. т

2,214

0

2,214

Количество   частиц направленных на переработку млн. т

0,0

1,3452

--

Количество   частиц, выброшенных на рельеф и  в атмосферу млн. т

2,036

0,0039

2,032//

522

Ущерб природе от частиц в золоотвалах на рельефе и  в атмосфере млн. руб

437,75

0,4

437,35//

1094,37

Количество окислов серы, выброшенных   в атмосферу млн. т

0,369

0,0324

0,3366 //

11,39

Ущерб природе от окислов серы млн. руб

14,76

1,296

13,464

Количество окислов азота, выб.   в атмосферу млн. т

0,0576

0,00259

0,055//22,23

Ущерб природе от окислов азота млн. руб

3

0,135

2,865

Суммарный ущерб природе млн. руб

455,51

1,826

453,68//

249,46

Кол. углекислого газа, выбрасываемого.   в атмосферу  всего млн. т

47,73

27,365

20,365

Кол. углекислого газа, не учитываемого по Киотскому Протоколу млн. т

 

8,68

10,252

+ 1,572

Количество углекислого газа, учитываемого по Киотскому Протоколу млн. т

39,05

17,113

21,937

2,28 раза

 

Заключение 

     Выполнено расчетное сопоставление существующего  ТЭК, сжигаемого ископаемые топлива, с инновационным энерготехнологическим производством энергии и дополнительной продукции из угля и техногенных отходов. Расчеты ЭТЭК доказывают возможность и необходимость  формирования принципиально нового подхода к топливной энергетике и перевода ее из обслуживающей отрасли в основную высокодоходную базовую отрасль. 

Выполнено расчетное сопоставление существующего  ТЭК, сжигаемого ископаемые топлива, с инновационным энерготехнологическим производством энергии и дополнительной продукции из угля и техногенных отходов. Расчеты ЭТЭК доказывают возможность и необходимость  формирования принципиально нового подхода к топливной энергетике и перевода ее из обслуживающей отрасли в основную высокодоходную базовую отрасль.  

      Комитет по всемирному наследию ЮНЕСКО обратил внимание на недостаточное исполнение обязательств по Конвенции, потребовав у России разработать комплекс мер, направленных на предотвращение катастрофических пожаров в экосистеме оз. Байкал. Одной из причин  пожаров является самовозгорание торфяников и отходов,  включая лесосечные, свалки  деревообрабатывающих предприятий и коммунальных твердых отходов. Общее количество таких возобновляемых  топлив, вовлекаемых в топливный баланс БПТ, оценивается в 36 млн. т.у.т./год. Возобновляемые топлива необходимо вовлекать в энерготехнологическое производство углеродсодержащей продукции в виде пеллет, торрефицированных пеллет, восстановителей для металлургии, активированных углей. Валовая прибыль, получаемая от  производства углеродсодержащей продукции, оценена в 862,46 млрд.  руб/г, что позволит обеспе-чить экономическую эффективность полной уборки лесосечных отходов и свалок. 

       За счет повышения КПД энергоисточников и возобновляемые  топлива  позволят снизить расход угля с 13,7 млн. т.у.т до 6  млн. т.у.т. За счет перехода с сжигания угля на его переработку получаем  углеродсодержащую продукцию в виде малозольного кокса и полукокса, а так же продукцию из минеральной массы углей и возобновляемых  топлив. Валовая прибыль от  продукции из минеральной массы в количестве 1,35 млн. т/год  оценивается в 2,82 млрд.  руб/ год, что обеспечивает экономическую эффективность переработки золоотвалов и шламохранилищ, расположенных на БПТ и решает задачу восстановление территорий, подвергшихся экстремально высокому загрязнению.

    Количество минеральной массы и недогоревшего топлива, выбрасываемое в золо-отвалы, на рельеф и в атмосферу, сокращается с 4,25 до 0,0039 млн.т/г, т.е. в 1090 раз.  

    Газовые выбросы вредных веществ сокращаются:

- окислы серы с 0,369 до 0,0324 млн. т/год или в 11,4 раза;

- окислы азота с 0,0576 до 0,00259 млн. т/год или в 22,2 раза;

- углекислГаза, учитываемого Киотск.Протоколом, с 39 до 17,1 млн.т/год (в 2,3 раза)

     За счет низких цен на горючие техногенные отходы и энергосбережения на всех стадиях производства и транспортировки энергии себестоимость получаемой потребителями электрической энергии  снижается с 4,13 руб/кВт*ч до 0,35 руб/кВт*ч на ЭТЭС и до 1,15 руб/кВт*ч  на модернизированных ТЭС.  Себестоимость тепловой энергии снижается с 1778 руб/Гкал  на ТЭС и 4337  руб/Гкал в котельных  до 149 руб/ Гкал на новых ЭТЭС и до 496 руб/ Гкал на модернизированных ТЭС.

      Снижение себестоимости энергии и количества вредных выбросов  позволит выполнить основные цели разработанной Программы: «Охрана озера Байкал и защита Байкальской природной территории от негативного воздействия антропогенных, техногенных и природных факторов»; «Надежное обеспечение населения полным комплексом коммунальных услуг по доступным ценам. Сократить  заболеваемость населения, обусловленного загрязнением окружающей среды».

       Внедрение технологий ЭТЭК позволит выполнить специаль­ную резолюцию ООН о мировом уровне «Байкальской целевой территории устойчивого развития всемирного значения». Разработка ЭТЭК проводится на новых научных основах,   обеспечивающих комбинирование наилучших энергетических и технологических процесссов. Внедрение энерготехнологий обеспечивает рациональное, сба­лансиро-ванное и безотходное потребление природных бо­гатств. Технологии  ЭТЭК создают новые рабочие места, повышая качество жизни населения, обеспечивают реализацию прав нынешнего и буду­щих поколений на пользование природно-ресурсным потенциалом, бла­гоприятную окружающую среду.