УДК 620.9:662.6 Староверов Сергей Владимирович с.н.с.

УДК 620.9:662.6
Староверов Сергей Владимирович
с.н.с.
ГУП «Институт Нефтехимпереработки»
г. Уфа
ЭКОНОМИКО-ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ
ИСПОЛЬЗОВАНИЯ МИНИ-ТЭC В ТОПЛИВОДОБЫВАЮЩЕЙ
ПРОМЫШЛЕННОСТИ
ECONOMIC AND ENVIRONMENTAL BACKGROUND OF MINI
POWER PLANT USAGE IN FUEL INDUSTRY
В современных условиях развития промышленного производства все
больше добывающих компаний и регионов страны испытывают дефицит
электрической энергии. Поэтому в последние годы все большее внимание
стало уделяться развитию малой энергетики.
Одним из важнейших направлений современной энергетической политики является переход от традиционной, централизованной модели развития единой энергетической системы России с преобладанием крупных
источников генерации к разнообразию типов форм и гармоничному сочетанию объектов большой и малой распределенной энергетики в регионах
России. Концепция формирования распределённого производства энергии
подразумевает наличие множества потребителей, производящих электрическую и тепловую энергию для собственных нужд, а также направляющих излишки в общую сеть. При этом, как правило, строительство дополнительных источников электроэнергии осуществляется в непосредственной близости от потребителей. Мощность таких источников выбирается
исходя из имеющейся потребности с учетом ограничений (технологических, правовых, экологических и т. д.) и может варьироваться в широких
пределах (от двух-трех до сотен киловатт).
Внедрение и развитие малой энергетики должно осуществляться с
учетом инновационных технологий и отечественного опыта строительства
и эксплуатации малых электростанций (мини-ТЭС) на промышленных
объектах для выработки электроэнергии на собственные нужды.
В качестве дополнительных источников электроэнергии могут применяться как традиционные установки малой и средней мощности, работающие на природном газе (как на наиболее чистом виде топлива), так и средства альтернативной энергетики (солнечные батареи, ветровые генераторы,
топливные элементы и др.) [1]. В этом случае благодаря расположению
установок непосредственно у потребителей, становится возможным использование не только вырабатываемой электроэнергии, но и побочной
тепловой энергии на нужды отопления, горячего водоснабжения владельца
мини-ТЭС или сторонних потребителей, расположенных поблизости. Это
212
позволяет добиться высокой эффективности использования топлива (до 90
% от потенциальной энергии).
В настоящее время в качестве источника топлива для мини-ТЭС могут
использоваться неразрабатываемые мелкие газовые месторождения, попутный нефтяной газ, метан угольных пластов, получаемый как при его
непосредственной добыче, так и при осуществлении дегазации в шахтах.
Небольшие объемы природного газа могут рассматриваться в качестве
первичного энергоносителя работы микротурбинных, газотурбинных, газопоршневых, газодизельных и других энергетических установок [2].
Для потенциальных инвесторов и потребителей электроэнергии и тепла при принятии решения о формировании собственного источника электроэнергии основными являются следующие вопросы:
 источники первичных топливно-энергетических ресурсов для выработки автономной электроэнергии и тепла на объектах, насколько они
надежны для использования в течение длительного периода времени (15 –
20 лет);
 технико-экономические условия поставки газа на мини-ТЭС;
 технические и технологические решения по созданию, размещению
и эксплуатации мини-ТЭС на различном удалении от потребителей;
 институциональная среда в недропользовании и энергетике.
Избыток электроэнергии для собственных нужд может реализовываться через уже существующие на данной территории энергосбытовые
компании, или вновь созданные организации, имеющие доступ к электроэнергии от независимых производителей.
При создании в районе источника топлива новых энергоемких производств обеспечивается существенная экономия материальных затрат в связи с отсутствием необходимости транспортирования газа, электрической и
тепловой энергии от источников к потребителям. Так, например, по данным компаний, занимающихся проектированием и строительством объектов энергетической инфраструктуры, затраты на сооружение 1 км сетей
составляют:
- газопровода – 6,0 – 7,0 млн. руб.;
- кабельной линии электропередачи (ЛЭП) напряжением 0,4 кВ – 4,97,1 млн. руб.;
- кабельной ЛЭП напряжением 10 кВ –5,1-7,5 млн. руб.;
- воздушной ЛЭП напряжением 10 кВ – 1,5-2,0 млн. руб.;
- теплотрассы диаметром 100 мм при бесканальной прокладке – 1518 млн. руб.
В настоящее время наибольшее распространение получили газопоршневые мини-ТЭС, приводом электрического генератора в которых является
поршневой двигатель внутреннего сгорания, использующий в качестве источника первичной энергии газообразное топливо. Диапазон электрической мощности, при котором целесообразно использовать газопоршневые
когенерационные установки, находится в пределах от 1 до 12 МВт. Исходя
из главного технического условия использования мини-ТЭС - расхода газа
213
на выработку кВт. ч. электроэнергии (расход газа 0,2 – 0,3 м3 кВт. ч.) – потенциал источника топлива должен составлять 12 – 15 тыс. м3/сутки. При
использовании мини-ТЭС давление газа на входе не превышает 1,6 Мпа,
что практически исключает дополнительные затраты на повышение давления в сетях.
Комбинированное производство энергии двух видов на мини-ТЭЦ
(когенерация) способствует не только гораздо более экологичному использованию топлива по сравнению с раздельной выработкой электроэнергии и
тепловой энергии на котельных установках, но и повышению чистоты воздушного бассейна, улучшению общего экологического состояния окружающей среды. Когенерационные технологии выгодно отличаются от традиционных ТЭС и других энергетических технологий, использующих природный газ: выбросы СО2 от когенерационных установок на 30% ниже,
чем от современных парогазовых агрегатов и составляют не более 250 кг
СО2/МВт∙ч. При эксплуатации мини-ТЭС происходит значительно меньшее загрязнение атмосферного воздуха продуктами сгорания топлива, тепловое и акустическое загрязнение окружающей среды. Выбросы загрязняющих веществ для газопоршневых и дизельных двигателей мощностью 1
МВт приведены в табл. 1.
Таблица 1.
Выбросы загрязняющих веществ в атмосферу.
Загрязняющее
вещество
СО
NO2
NO
СН
С
SО2
СН2О
Валовые выбросы загрязняющих веществ для
типа двигателя, т/год
Газопоршневой
Дизельный 8ДМ-21С
8Г4Н22/28
14,89
51,7
19,54
62,1
0,229
10,1
–
25,9
–
4,3
–
8,6
–
1,0
Основное преимущество газопоршневых двигателей перед дизельными - более дешёвое топливо. Даже при использовании в качестве резервного топлива газовой смеси пропан-бутан, стоимость единицы электрической
энергии, произведённой на газопоршневой установке, в 1,3 раза меньше,
чем на дизельной. Удельные капвложения в производство электрической и
тепловой энергии газопоршневыми двигателями значительно ниже [3].
Другое важное преимущество перед дизельными установками - экологическая безопасность, например, уровень выбросов NOx в 3 раза меньше.
214
При оценке экономической эффективности использования мини-ТЭС
следует учитывать ущерб, наносимый окружающей среде. Величину экономической оценки ущерба от загрязнения окружающей среды следует
вычесть из получаемой прибыли от реализации электроэнергии и тепла потребителям. В этих условиях величина NPV будет определяться по формуле:
NPV   Pjt  Z jt  Y jt 1  r 
T
n
1 t
t 1 j 1
где
Pj ,t
- приток денежных средств, обеспечиваемый за счет реализа-
ции добытого газа на j-м месторождении в год t:
Pj ,t  С  Q год
jt
;
Z j ,t
- отток денежных средств, образующийся за счет затрат на обустройство источника топлива, строительство инфраструктуры и эксплуатационных затрат на добычу газа в год t, а также затрат на рекультивацию
территории ;
Y j ,t
- экономическая оценка ущерба, наносимого окружающей среде,
от добычи природного газа и производства электроэнергии и тепла на газопоршневой мини-ТЭС;
Tj
- продолжительность эксплуатации месторождения j:
условии постоянного годового объема добычи газа
Tj 
Q
Q год
j
Q год
 Q год
t  1,2,...T j
j
jt
при
.
Использование мини-ТЭС для производства электроэнергии и тепла
для компаний топливодобывающей промышленности является одним из
важных экономико-экологических преимуществ развития производственной деятельности, формируемых от:
- утилизации метана угольных пластов, получаемого в результате дегазации шахтных полей;
- утилизации попутного нефтяного газа;
- использования запасов близлежащих невостребованных мелких газовых месторождений.
Литература.
1. Воропай Н.И. Распределенная генерация в электроэнергетических
системах: предпосылки, масштабы, особенности. // Проблемы ТЭК и их
решения, 2005. – Выпуск 5. – С. 14-20.
2. Новоселов А.Л., Староверов С.В. Использование мелких газовых
месторождений для развития малой распределенной энергетики в России.
// Минеральные ресурсы России. Экономика и управление, 2013. – № 2. –
С. 51-53.
3. Ильин А.А. Роль малой энергетики в обеспечении энергетической
безопасности России // ТЭК: Топлив.-энерг. комплекс, 2003. – С. 96-97.
215
Аннотация.
В статье рассмотрено одно из важнейших направлений современной
энергетической политики, которое основано на переходе от традиционной,
централизованной модели развития к единой энергетической системе
России, включающее разнообразие типов форм и гармоничное сочетание
объектов большой и малой распределенной энергетики во всех регионах.
In article one of the most important directions of modern power policy
which is based on transition from the traditional, centralized model of
development to the power pool system of Russia, an including variety of types
of forms and a harmonious combination of objects of the big and small-scale
power distributed generation in all regions is considered.
Ключевые слова.
промышленное производство, источники генерации, энергетическая
политика, энергетическая система
industrial production, generation sources, power policy, power system
216