СБРОСНОЕ ТЕПЛО АЭС – ВЫСОКОЭФФЕКТИВНЫЙ ЭКОЛОГИЧЕСКИ БЕЗУПРЕЧНЫЙ ЭНЕ

СБРОСНОЕ ТЕПЛО АЭС – ВЫСОКОЭФФЕКТИВНЫЙ
ЭКОЛОГИЧЕСКИ БЕЗУПРЕЧНЫЙ ЭНЕРГОРЕСУРС
ДЛЯ РЕГИОНАЛЬНОГО ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ
Санкт-Петербург
2012
Современное состояние теплоснабжения в России
Количество ТЭЦ
Количество котельных:
- мощностью до 3 Гкал/ч
- мощностью более 20 Гкал/ч
Объем произведенной тепловой энергии, млн. Гкал:
- в системах централизованного теплоснабжения, млн. Гкал
- в системах децентрализованного теплоснабжения, млн. Гкал
Объем реализации тепловой энергии, млрд. руб.
579
70 253
52 586
3 500
1 585
1 400
185
828
Доля теплоснабжения в топливном балансе страны, %
41
Доля природного газа, используемого на цели теплоснабжения, %
68
Общий расход топлива на цели теплоснабжения, млн. т у.т.
390
2
Параметры воздействия на окружающую среду
угольной ТЭС и АЭС мощностью 4000 МВт(э)
Параметр
Вещество
Потребление
ресурсов
Отходы
Радиоактивность
Значение, т/год
ТЭС
АЭС
Топливо
12 000 000
4
Кислород
32 000 000
-
Диоксид углерода
36 000 000
-
Оксиды серы
800 000
-
Оксиды азота
400 000
-
Твердые отходы
8 000 000
200
Сброс тепла в окружающую среду, МВт(т)
6 000
8 000
Годовой выброс основных дозообразующих
радионуклидов, Ки
20-25
0,1-0,5
3
Технология АЭС-ТНС
Технология
атомно-теплонасосного
теплоснабжения (АЭС-ТНС) основана на
трансформации
низкопотенциального
сбросного тепла энергоблоков АЭС (20…40˚C) в
тепло
теплофикационных
параметров
(80…100˚C)
с
помощью
теплонасосных
установок большой единичной мощности на
диоксиде углерода и передаче его по
транзитным тепломагистралям в системы
централизованного теплоснабжения
4
Тепловые насосы на СО2
Уникальное сочетание теплофизических свойств и
потребительских качеств диоксида углерода (СО2), по
сравнению с любыми рабочими телами тепловых насосов,
обеспечивает возможность эффективной реализации
технологии АЭС-ТНС в системах централизованного
теплоснабжения, с учетом специфики климатических
условий России:
Температура нагрева сетевой воды до 100 ˚С
Единичная тепловая мощность до 100 МВт и более
Высокая энергетическая эффективность трансформации
сбросного тепла (1 кВт электроэнергии, затраченной на
привод компрессора теплового насоса, обеспечивает
получение 4…5 кВт теплоты на цели теплоснабжения).
5
Возможности технологии АЭС-ТНС
 Создание на базе действующих, строящихся и
проектируемых АЭС многофункциональных
системообразующих энергокомплексов регионального
уровня;
 Производство тепла теплофикационных параметров в
объеме до 2500 МВт от одного энергоблока типа ВВЭР-1200
без вмешательства в тепловую схему АЭС;
 Многократное снижение паровлажностных и тепловых
сбросов из градирен АЭС;
 Управление тарифной политикой в области
энергопотребления в интересах регионов размещения
АЭС.
6
Области применения АЭС-ТНС
Обеспечение электричеством и теплом в регионах
размещения АЭС:
 объектов ЖКХ;
 производств стройиндустрии;
 химических производств, в т.ч. производство
удобрений;
 биотехнологических производств, в т.ч.
производство биокормов и биотоплив;
 производство и переработку сельхозпродукции, в
т.ч. предприятий малого и среднего бизнеса.
7
Работы по тематике АЭС-ТНС, выполненные по заказу
ПКФ ОАО «Концерн Росэнергоатом» в 2009-2012гг.
 Технико-экономические исследования (ТЭИ) теплонасосных систем
теплоснабжения на базе тепловых насосов большой единичной
мощности (не менее 100 МВт(т)) на диоксиде углерода в составе АЭС
(2009 г.)
 Экспертиза материалов ТЭИ (2010 г.)
ИНЭИ РАН, МЭИ (ТУ), ОАО «СПбАЭП», ОАО «СевЗап НТЦ», ОАО «ЛМЗ»,
ОАО «НПО ЦКТИ», ОАО «ВНИИХолодмаш-Холдинг», ОАО «ВНИИАЭС»,
ОАО «ВНИИАМ», ОАО «Силовые машины», НИИЭМ МГТУ им. Н.Э. Баумана,
КГТУ им. А.Н. Туполева
 Корректировка ТЭИ по результатам экспертных заключений (2011 г.)
 Эскизный проект теплового насоса на диоксиде углерода
мощностью 100 МВт (2011-2012 гг.)
8
9
Экономическая эффективность
Годовая выручка от одного энергоблока ЛАЭС-2
Отпускаемая
электроэнергия
8,14 млн.МВт∙ч/год
740 руб./МВт∙ч
6,03 млрд. руб.
2000МВт(т)
10
Экономическая эффективность
Годовая выручка от одного энергоблока ЛАЭС-2 и ТНС
ЛАЭС
Отпускаемая электроэнергия
3,69 млн. МВт∙ч/год
740 руб./МВт∙ч
2,73
млрд. руб.
Отбор мощности на ТНС и ТМ
Отбор
тепла на ТНС
656 МВт(э)
Отпускаемое тепло
2000МВт(т)
16,2 млн. МВт∙ч/год
ТНС
700…1100 руб./МВт∙ч
11,34…17,82
млрд. руб.11
Система теплоснабжения г.Санкт-Петербурга к 2025 г.
в соответствии с ГС-2025
Предлагаемая система теплоснабжения г.СанктПетербурга к 2025 г., с учетом возможностей АЭС-ТНС
12
Основные технико-экономические показатели технологии АЭС-ТНС
на примере теплоснабжения г.Санкт-Петербурга
от четырех энергоблоков ЛАЭС-2
(по результатам ТЭИ, в ценах 2012 г.)
Установленная электрическая мощность, МВт
4 794,8
Установленная теплофикационная мощность, МВт
10 000
Капитальные затраты (ТНС и тепломагистраль), млрд.руб.
Срок окупаемости основного оборудования, лет
212
7
Тариф на отпускаемую теплоту, с учетом затрат на транспорт теплоты, руб./Гкал*ч
900
ЧДД за срок службы, млрд. руб.
98,9
ВНД в течение срока службы, %
15,6
Возможная дополнительная экспортная выручка от реализации сэкономленного
природного газа, млрд.руб./год
> 70
13
Заключение
 Указанные возможности и преимущества технологии
АЭС-ТНС позволяют рассматривать её в качестве основы
экономически эффективных и экологически безопасных
региональных
систем
энергообеспечения
без
использования углеводородного топлива и атмосферного
кислорода
 Первоочередной
задачей
по развитию данного
направления является создание демонстрационного
образца системы АЭС-ТНС на базе теплового насоса на
диоксиде углерода мощностью 20 МВт(т) и её отработка
на площадке ЛАЭС
14