Экологично, выгодно и надежно (Михаил Адамов)

04.10.2012

Экологично, выгодно и надежно

Михаил АДАМОВ

Как известно, вступивший в текущем году Закон РК «Об энергосбережении и повышении энергоэффективности», предусматривает создание правовой базы по вопросам энергосбережения и повышения энергоэффективности.

Данный нормативно-правовой акт содержит нормы, направленные на сохранение окружающей среды за счет новых технологий энергосбережения, а также новаторских разработок, способных решить вопросы энергоэффективности в региональных центрах.

В одном из своих обращений к депутатам Глава государства привел такие красноречивые данные: потеря электроэнергии в сетях составляет в Казахстане 20 процентов, тогда как в Южной Корее, например, всего четыре процента. В программных выступлениях этого года Президент отметил необходимость реальных системных мер по энергосбережению.

В русле стратегии, озвученной Главой государства, - проект, разработанный доцентом кафедры «Электроэнергетики и автоматизации технологических комплексов» Казахского национального технического университета имени К.И. Сатпаева Толеуханом МУНСЫЗБАЕМ (фото). Ученый считает, что множество проблем с энергозатратами решат принципиально иные - в отличие от современных «гигантских» АЭС - так называемые локальные мини-газотурбинные электростанции (мини-ГТЭС) с высоким коэффициентом использования энергии энергоносителя.

- Толеухан Мусалимович, прежде всего, на чем основано это ваше убеждение?

- На самых прогрессивных тенденциях развития энергетики во всем мире. Так, один из примеров современного подхода к энергетике продемонстрировали шведские ученые, создавшие экологически чистый город Мальмо, который не подключен к энергетической системе, и обеспечивает город за счет возобновляемых источников: энергии солнца и энергии, получаемой из биологических отходов, биогаза, а также за счет использования тепловой энергии Атлантического океана.

- Но ведь в настоящее время почти во всех странах преобладают электростанции, которые относятся к традиционной энергетике и объединены в единую электрическую систему, ЕЭС?

- Действительно, в традиционной энергетике в мировом масштабе еще недавно, скажем, десять лет назад, преобладала теплоэнергетика: на базе нефти вырабатывалось 39 процентов электроэнергии, угля — 27, газа — 24, т. е. в общем 90 процентов электроэнергии. На атомных электростанциях вырабатывалось лишь семь процентов, а на гидроэлектростанциях - всего три. Объединение этих гигантских электростанций в единую электрическую систему не дает гарантий бесперебойного электроснабжения потребителей, в частности, потому, что при аварии в системе электрических сетей может произойти отключение частично или всей системы обеспечения электрической энергией. Примером таких аварий могут служить поломки, произошедшие в свое время в Москве и в США, и другие ЧП, не освещенные в прессе.

Дело в том, что в тепловых электростанциях не более 12 процентов тепловой энергии невозобновляемого топлива преобразуется в электрическую энергию, а остальная часть энергии используется для получения тепла и горячей воды с коэффициентом полезного действия (КПД) 24-30 процентов в зимнее время. Таким образом, КПД ТЭС составляет не более 36-42 процентов в зимнее время. А в летний период КПД и того меньше. Мощность некоторых блоков электростанций достигает 100 и более МВт и строятся они вдали от населенного пункта и вблизи топливных (ТЭС) и водных (ГЭС) бассейнов.

Электростанции-гиганты объединены в ЕЭС для обеспечения высокой надежности энергоснабжения. Благодаря ЕЭС основная нагрузка в весенне-летний период падает на ГЭС, которые работают в полную мощность за счет накопленной воды в водохранилище в период весеннего половодья. Таким образом, благодаря работе ГЭС в летний период частично (10-20 процентов в зависимости от региона) снижаются затраты топлива на ТЭС.

В электрических сетях и подстанциях электрической системы имеют место естественные потери электрической энергии - до 40 и более процентов. Кроме этого, имеют место высокие капитальные вложения при строительстве электрических сетей, подстанций, систем управления и защиты. А также значительные эксплуатационные затраты и амортизационные отчисления для обеспечения бесперебойной работы ЕЭС. Надо учесть и то, что электрические сети занимают значительные площади, которые «очищаются» от всяких видов насаждений и не используются для других целей.

Таким образом, учитывая высокие капитальные вложения и эксплуатационные затраты и то, что гигантские АЭС, ТЭС и ГЭС наносят ущерб экологии, дальнейшее строительство гигантских электростанций а также восстановление изношенных гигантских электростанций и электрических сетей не имеет смысла. Тем более дорогостоящих АЭС - себестоимость одной такой установки составляет 3 млрд 500 тыс. евро.

- Но эффективную ли альтернативу ЕЭС, этим «гигантам в энергетике», представляет собой ваш проект «локальная мини-ГТЭС»?

- Мини-ГТЭС может максимально, до 60-65 процентов, преобразовать энергию энергоносителей в электрическую энергию, а оставшуюся часть - в тепловую энергию и обеспечить горячее водоснабжение.

В данном случае для обеспечения электрической энергией, теплом, горячей водой обособленного здания не требуется подключения извне электрической и тепловой энергии, горячего водоснабжения, т. е. транспортировка электрической и тепловой энергии. Топливом для предлагаемой мини-ГТЭС могут служить водород, природный газ или биогаз, а также жидкое топливо, керосин, бензин, спирт и т.д.

Это решит проблемы экологии, снижения расхода невозобновляемых источников энергии - нефти, газа, угля и урана - и обеспечения высокой надежности снабжения тепловой и электрической энергиями, а также горячей водой. Локальное обеспечение энергией исключает потери на транспортировку, как электрической, так и тепловой энергии. В случае выхода из строя мини-ГТЭС без энергии может остаться только одно здание, тогда как при аварии в ЕЭС могут остаться без энергии целые районы, области, регионы и даже отдельные государства.

Кроме того, при выходе из строя мини-ГТЭС время устранения аварии будет занимать на порядок меньше чем при устранении аварии в ЕЭС. При необходимости для бесперебойного энергоснабжения можно будет установить резервную мини-ГТЭС. Возможно также параллельное использование энергии невозобновляемых источников, так, например, использование в мини-ГТЭС биогаза, получаемого из биологических отходов. КПД такой мини-ГТЭС - более 90 процентов.

Самое главное, такими энергокомплексами можно обеспечить всех потребителей республики в течение пяти-десяти лет, затратив сумму, в десять раз меньшую стоимости атомной электростанции.

- А как вы относитесь к популяризации ветроустановок? Недавно немецкие бизнесмены обещали обучить казахстанцев искусству их монтажа и демонтажа - но с условием обязательной последующей установки их в Казахстане. Как вы думаете, окупятся ли затраты на обучение и приобретение этих систем?

- Думаю, нет. Ветер в нашей стране порывистый с завихрениями, поэтому пропеллерные ветроустановки в Казахстане практически не будут работать. Кроме того, энергия ветра не такая уж большая, так как удельный вес воздуха составляет 1,3 кг в одном кубическом метре.. Самое главное - ветроустановки нерентабельны: они требуют огромных эксплуатационных затрат и капитальных вложений, которые смогут окупиться только через десятки лет.