Один из методов экономичности энергоносителей - эффективное использование высокопотенциальной составляющей теплоты сгорания химического топлива, которое используется для отопления и горячего водоснабжения, и использование выбросов тепла, которые имеют место при генерации электроэнергии на конденсационных ТЭС. Этот способ экономичности топлива довольно известный и реализуется он путем комбинированного производства электроэнергии и тепла на теплоэлектроцентралях (ТЭЦ). Согласно термодинамической терминологии, такой способ обеспечивает значительное повышение энергетического коэффициента полезного действия[3].

Несмотря на его распространенность в высокоразвитых странах, у нас использование теплофикационного цикла было и остается малораспространенным. Одна из причин этого - дешевые энергоносители ранее, и недостаточное понимание проблемы на данный момент. Только 4% электроэнергии от всего объема потребления вырабатывается на ТЭЦ, а около 60% - на конденсационных электростанциях, на которых только одна треть теплоты топлива превращается в электроэнергию, а две трети - выбрасывается в окружающую среду и является основным источником токсичного и теплового загрязнения.

Предлагается в Украине изменить технологическую схему производства электроэнергии и тепла так, чтобы использовать до 90% тепловой энергии, которая на данный момент выбрасывается в окружающую среду на ТЭС, и использовать высокопотенциальную составляющую теплоты сгорания топлива городских котельных. Суть предложения в следующем. Следует закрыть большинство ТЭС и городских котельных, а вместо них необходимо построить по Украине, в компактно заселенных районах (возле областных и районных центров и других городов и пгт), большое количество маленьких (5-50 МВт) и больших (100-200 МВт) современных теплоэлектроцентралей (ТЭЦ). Эти ТЭЦ будут вырабатывать электроэнергию и теплоту из природного газа (а также из угля и мазута), который на данный момент поставляется на городские котельные и ТЭС. Электроэнергия, которую будут вырабатывать ТЭЦ, будет компенсировать электроэнергию, которую раньше поставляли ТЭС, а тепло будет использоваться для обогрева зданий и горячего водоснабжения [3].

Эффективное сжигание всего объема топлива, которое используется на данный момент для отопления и горячего водоснабжения, по теплофикационному циклу позволило бы вырабатывать около 200 млрд. кВт ч электроэнергии, что на 15-20% превышает ее выработку на всех электростанциях Украины за год (в 1997 году было выработано 177 млрд. кВт·ч ). Затраты тепловой энергии, из которой будут вырабатывать электроэнергию на ТЭЦ, а это около третьей части от всей теплоты, можно будет компенсировать за счет устранения потерь (30-50%), которые имеют место на данный момент при транспортировании и потреблении тепла населением, коммунально-бытовыми и бюджетными организациями.

Конечно, реализация такого глобального проекта сразу и в полном масштабе проблематична, но приведенные цифры свидетельствуют о наличии мощного источника энергосбережения, которым является эффективное использование высокопотенциальной составляющей теплоты сгорания химического топлива, которое используется для отопления и горячего водоснабжения. на данный момент у нас доля малых промышленных и коммунальных ТЭЦ в производстве тепла составляет менее 10%, в то время как частица их в производстве тепла в Финляндии составляет - 43%, в ФРГ - 53%, в Голландии - 67%, Великобритании и США - более 90%[1]. Последние цифры являются доказательством того, что такой проект реален.

Полная реализация такого проекта по производству теплоты и электроэнергии и их сберегательное использование позволит отказаться от производства электроэнергии на тепловых конденсационных и атомных электростанциях. При этом отпадет необходимость импортировать ядерное топливо, и на 30 млн. т.у.т. сократится потребление энергоносителей, которые на данный момент сжигают на тепловых конденсационных электростанциях. Значительное снижение, приблизительно на 50 млн.т у.т., потребления химического и ядерного топлива существенно снизит количество вредных выбросов и тепловое загрязнение окружающей среды. Уменьшение потребления энергоносителей на 50 млн.т у.т. позволило бы в два раза снизить их импорт, что означало бы экономию средств в размере около 4 млрд. долларов в год.

так же одним существенным резервом энергосбережения является газовая промышленность, для функционирования которой необходимо значительное количество природного газа и электроэнергии. В особенности это касается газотранспортной системы Украины, которая имеет общую протяжность более 34 тыс. км, 120 компрессорных цехов, 779 газоперекачивающих агрегатов (ГПА) общей мощностью 5,5 тыс. МВт, из них с газотурбинным приводом (ГТП) составляют 80% парка, которые потребляют около 5,1 млрд. м3 газа в год [4].

Путем оптимизации технологического цикла можно значительно повысить КПД привода ГТП и максимально использовать теплоту выкидных газов. Для этого необходимо заменить газотурбинный привод электрическим на всех ГПА, а для электропитания таких ГПА необходимо построить парогазовые теплоэлектроцентрали (ТЭЦ) в местах, близких к крупным потребителям теплоты. Топливом для этих ТЭЦ будет природный газ, который сжигается в газовых турбинах ГПА. Приблизительные расчеты показывают, что в случае полной реализации предлагаемого проекта можно будет сэкономить 3.1 млрд м3 газа стоимостью около 250 млн. долларов США. Стоимость выкидного низкопотенциального тепла в количестве 10.4 млн. Гкал тепла будет составлять около 1 млрд. гривен [3]. Для сравнения, котельные коммунальной теплоэнергетики на данный момент вырабатывают 47 млн. Гкал тепла [5].

В Украине есть необходимая технологическая база и достаточные мощности для производства большей части машин и оборудования, чтобы обеспечить реализацию предложенного проекта. Для его реализации необходимо создать национальную программу по перестройке всей топливно-энергетической отрасли. Реализация программы будет иметь значительное влияние на экономику страны и даст толчок для развития производства. все - таки речь идет о создании продукции и экономичности топлива на десятки миллиардов гривен.

Кроме коммерческой выгоды следует также помнить о значительном снижении техногенного влияния на окружающую среду за счет сокращения мощностей конденсационных электростанций. Реализация предложения будет иметь значительный природоохранный эффект, все - таки значительно снизятся выбросы в окружающую среду. Так, согласно данным работы [5], каждая сэкономленная гигакалория теплоты предотвращает выбросы в атмосферу 2,2 кг твердых частиц, 3 кг оксидов серы и около 1 кг оксидов азота. Меньшее количество сжигаемого топлива позволит значительно уменьшить выбросы парниковых газов и прежде всего двуокиси углерода.

Последнее можно использовать как поощрение к инвестированию этого проекта западными государствами. все - таки для реконструкции теплоэнергетических предприятий, инженерных сетей, проведения мероприятий по теплоизоляции зданий нужны будут значительные средства. Заинтересованность западных инвесторов в участии финансирования этого проекта в следующем.

Согласно договоренности в Киото на Конференции Сторон Рамочной Конвенции ООН об изменении климата (декабрь 1997 г.) Западные страны должны снизить выбросы парниковых газов (в основном двуокиси углерода), что для них означает снижение производства, поскольку свои возможности по энергосбережению они фактически полностью использовали. Но страны, которые превысили свои квоты по выбросам СО2, могут получить сверхурочные квоты за счет снижения выбросов при реализации энергосберегающих проектов в других странах, что не будет влиять на развитие их производства. Например, в Украине снижение потребления химического топлива на 30 млн.т у.т. позволит снизить выбросы СО2 приблизительно на 80 млн. т., что будет составлять 1,6-8 млрд. долларов. Эти средства будут существенным вкладом в реализацию предлагаемого проекта.

Этот проект можно реализовать поэтапно, а сэкономленные средства, полученные после реализации первых этапов, использовать для последующего инвестирования следующих этапов. Такая схема значительно снижает стоимость всего проекта. Для первого этапа предлагается реорганизация топливно-энергетического комплекса Ивано-Франковской области. на данный момент Ивано-Франковское Теплокомунэнерго для теплоснабжения города на протяжении года сжигает около 150 млн м3 газа, из которого вырабатывает 1,1 млн. Гкал теплоты.

Это количество тепла можно получить без затрат на топливо. Для этого необходимо построить возле г. Ивано-Франковска теплоэлектроцентраль (ТЭЦ), которая бы потребляла топливо, потребляемое одним энергоблоком Бурштынской ТЭС, которая находится в 40 км от областного центра. При этом ТЭЦ будет вырабатывать больше электроэнергии, чем этот энергоблок (с учетом высшего коэффициента полезного действия: для современных парогазовых ТЭЦ КПД составляет 45-50%), а также будет вырабатывать дополнительно около 1,2 млн. Гкал тепла для потребностей города. Это больше, чем на данный момент вырабатывает Ивано-Франковское Теплокомунэнерго. Экономия средств только за счет уменьшения затрат топлива будет составлять около 60 млн. грн (из расчета $80 за 1 тыс. м3 газа). Приблизительно 90 млн.грн будет стоить дополнительно выработанная электроэнергия. При этом значительно уменьшится техногенное влияние на окружающую среду Прикарпатского региона.

Литература Ковалко М.П., Денисюк С. П. Энергосбережение - приоритетное направление государственной политики Украины. - К.: Украинские энциклопедические знания, 199 - 511с. Лихошва Ю.В. Энергосбережение в жилищно-коммунальном хозяйстве - приоритетное направление деятельности// Конгресс по энергоресурсосбережению. - Киев, 3-6 июня 1997г.- с.25-39 Козак Л.Ю. Эффективное использование высокопотенциальной составляющей теплоты сгорания топлива //Материалы международной научно-практической конференции.-Ивано-Франковск, 4-6 мая 1999 г.-с.32-35 Макар Р.М., Говдяк Р., Шелковский Н.А. Состояние, пути и перспективы газообеспечения Украины//Вестник ГУ Львовская политехника- Проблемы экономии энергии.- Львов, 1998.- с.7-10 Козак Л.Ю., Грудз В.Я., Середюк М.Д., Слободчан В.И. Энергосбережение в газотранспортной системе Украины// Нефтяная и газовая промышленность. 2001, №3, Козак Л.Ю., Давыдив М.П. Пути снижения техногенного влияния энергетики на окружающую среду Ивано-Франковской области//Разведывание и разработка нефтяных и газовых месторождений. - Ивано-Франковск,2000.- № 37- с.138-142