Российская Федерация является ведущей энергетической державой мира, которая способна полностью обеспечить свои внутренние потребности и необходимый экспорт как в настоящее время, так и на обозримую перспективу. На территории России, составляющей 10% территории Земли, сосредоточено около 13% мировых разведанных запасов нефти, 45 % запасов природного газа, 23 % разведанных запасов угля (третье место в мире после США и Китая), а также около 14 % запаса урана. Кроме того, экономический потенциал нетрадиционных источников энергии и местных запасов органического топлива (без торфа) оценивается более чем в 1 млрд т у. т.
В настоящее время на долю России приходится приблизительно седьмая часть производства первичных ресурсов в мире. От разумного распоряжения этим природным богатством зависит настоящее и будущее страны. К сожалению, из-за особенностей геологического строения и степени изученности недр России, сырьевые ресурсы для производства топлива и энергии размещены по территории страны неравномерно. Так, примерно 80 % разведанных запасов нефти и газа и около половины запасов угля расположены в Западной Сибири. Другие регионы страны характеризуются меньшей концентрацией запасов топливно-энергетических ресурсов, что предопределяет необходимость транспортировки больших объемов топлива и энергии из Сибири в европейскую часть страны. Наименее изучены и освоены в геолого-промышленном отношении территории Тимано-Печорской нефтегазоносной провинции, Восточной Сибири и континентального шельфа северных морей. Это обстоятельство создает благоприятные предпосылки для проведения в этих регионах поисково-разведочных работ на углеводородное сырье.
Нефть. Россия по разведанным запасам нефти занимает второе место в мире, а по добыче — третье. В настоящее время в России
открыто более 1800 нефтяных и газонефтяных месторождений с промышленными запасами, из них 10 месторождений расположены на шельфах морей.
Распределение запасов нефти по регионам России неравномерно. Основные запасы нефти промышленных категорий сосредоточены в Западно-Сибирском регионе — 72,3 %. На европейскую часть страны приходится 21 % общих запасов нефти.
Газ. Россия обладает самой мощной сырьевой базой в мире для добычи газа. К настоящему времени в России открыто свыше 750 газовых, газоконденсатных и газонефтяных месторождений. Из 600 трлн м3 потенциальных ресурсов газа в мире на Россию приходится 212 трлн м3 (35 % мировых). Более 75 % всех запасов газа в России сосредоточено в 21 месторождении с единичными запасами не менее 500 млрд м3, на которые приходится около 90 % текущего объема добычи.
Текущие разведанные запасы газа составляют 49,2 трлн м3 (или 20 % мировых), из которых около половины сосредоточены в разрабатываемых месторождениях, около 30 % — в подготовленных к разработке, 20 % — в разведуемых и менее 1 % законсервированы по технико-экономическим соображениям. На территории страны запасы газа распределены также неравномерно, основная их доля (79,9 %) находится в Западной Сибири. В этом регионе добывается 87 % российского газа.
Большая часть газа на внутриреспубликанские нужды поступает из Надым-Пур-Тазовского района Западной Сибири, где открыты такие известные месторождения, как Уренгойское, Ям-бургское, Бованенковское, Медвежье, Заполярное, Харасавейское и др. Не все из известных уникальных месторождений в настоящее время находятся в эксплуатации. Некоторые из самых крупных, например Бованенковское и Харасавейское, расположены в малоосвоенных районах полуострова Ямал, добыча газа на которых только начинается. Другие месторождения, например Штокманов-ское, находятся в прибрежной зоне Баренцева моря или на шельфе острова Сахалин (Лунское и Пильтун-Астохское), т.е. в сложных для освоения районах.
Уголь. Это один из наиболее распространенных энергоносителей. Запасы угля выявлены на всех континентах земного шара. Огромная величина мировых (11... 12 трлн т у.т.) и российских (4,5 трлн т н.т.) запасов углей позволяет утверждать, что и в отдаленной перспективе уголь сохранит свою весомую роль в топливно-энергетическом балансе. Доля угля составляет 12 % топливно-энергетического баланса России и 18,8 % в балансе котельно-печного топлива.
Различают три основные природные разновидности ископаемых запасов угля: бурый, каменный и антрациты. Основными направлениями их промышленного использования являются: энер-
гетическое (около 75...80% добываемых в России) и технологическое (получение металлургического кокса, в более ограниченном объеме уголь поступает на полукоксование и газификацию), а также для производства разнообразных химических продуктов. Теплота сгорания угля в пересчете на рабочее топливо составляет, МДж/кг: 6,1... 18,8 для бурого угля; 22,0 ...22,5 для каменного угля и 20 ...26 для антрацитов.
В Российской Федерации к настоящему времени разведано 22 угольных бассейна и 105 отдельных месторождений.
Промышленному использованию угля предшествуют процессы его подготовки — сортировка, обогащение с целью повышения в нем содержания органических соединений (углерода), подсушка для удаления избыточной влаги, а также брикетирование или дробление на куски (окускование). Ископаемый уголь залегает в виде пластов, пластообразных и линзовидных залежей. Размеры площадей непрерывного распространения угольных пластов и залежей колеблются от нескольких единиц до десятков тысяч квадратных километров, а мощность (толщина) пластов и залежей — от сантиметров до 200 м. Разработка угольных пластов ведется как подземным (шахты), так и открытым способом. Прогнозируется, что удельный вес добычи угля на открытых разрезах с 1995 по 2005 г. вырастет с 56 до 65 %.
Ядерная энергетика. В настоящее время в Российской Федерации на девяти АЭС эксплуатируется 20 энергоблоков общей установленной мощностью 21,2 ГВт, главным образом с корпусными (ВВЭР 440 и 1000 МВт) и канальными кипящими (РБКМ 100 МВт) реакторами. На АЭС вырабатывается примерно 11,5 % общего количества электроэнергии в стране.
Гидроэнергетические ресурсы. Экономически целесообразный гидроэнергетический потенциал России составляет порядка 852 млрд кВт ■ ч. Освоенный потенциал на действующих и строящихся ГЭС составляет 200 млрд кВт • ч, или 23,4 % (в том числе только на действующих ГЭС — 17,7 %). Установленная мощность ГЭС России составляет 43,8 млн кВт, удельный вес ГЭС по установленной мощности — 20,3 %. Выработка электроэнергии на ГЭС в 2000 г. составила 177 млрд кВт • ч, или 20,6 %.
Гидроэнергетика, основанная на использовании возобновляемых энергетических ресурсов, сберегает народному хозяйству значительное количество органического топлива. Благодаря выработке электроэнергии на ГЭС экономится около 50 млн т у. т. Однако роль ГЭС существенна не только для пополнения энергетического баланса России в целом и ее отдельных регионов, а преимущественно как специфического энергоносителя для покрытия неравномерной части графиков электрической нагрузки, регулирования частоты напряжения электрического тока, т. е. для повышения качества электроснабжения потребителей.
Нетрадиционные возобновляемые источники энергии. Такими источниками являются установки и устройства, использующие энергию ветра, солнца, биомасс, геотермальную энергию, а также тепловые насосы, использующие низкопотенциальное тепло, содержащееся в приземных слоях воздуха, воды, верхних слоях Земли и промышленных выбросах.
Нетрадиционная энергетика в России может эффективно использоваться для энергоснабжения потребителей, прежде всего в районах, не охваченных централизованным энергоснабжением. К этим зонам относятся обширные территории окраин России, в которых проживает около 20 млн чел., а также отдельные районы Крайнего Севера, Сибири, Дальнего Востока и сельские районы в центральной части страны (Архангельская, Вологодская, Кировская, Ярославская и некоторые другие области).
Геотермальная энергетика. Запасы геотермальной энергии представляют собой запасы термальных вод и пароводяной смеси (ПВС), которые могут быть использованы соответственно для отопления и сооружения геотермальных электростанций. В настоящее время в России разведано 56 месторождений и участков термальных вод с подачей в сутки до 300 тыс. м3 горячей воды и девять месторождений с возможной подачей 112 тыс. т в сутки пароводяной смеси.
Запасы пароводяной смеси, сосредоточенные в основном в Ку-рильско-Камчатской зоне, могут обеспечить работу геотермальной электростанции (ГеоТЭС) мощностью до 1000 МВт. Перспективные месторождения имеются также в Западной Сибири и на Дальнем Востоке.
Энергия биомассы. Биомасса — это отходы животноводства, сельскохозяйственного, целлюлозно-бумажного и лесозаготовительного производств, осадки городских сточных вод. В качестве источника энергии она имеет следующие преимущества: ее использование заметно улучшает экологическую обстановку в регионе; при ее сжигании выделяется менее ОД % серы и всего от 3 до 5 % золы; сельскохозяйственное производство получает ценное органическое удобрение. Экономический потенциал биомассы в России ориентировочно оценивается в 35 млн т у. т. в год.
Энергия ветра. Один из основных факторов, определяющих потенциал энергии ветра, — его среднегодовая скорость. Положительный экономический эффект от работы ветроэнергоустановок следует ожидать при скорости ветра более 5 м/с и использовании установленной мощности в течение 2000 ч в год и более. Такая возможность наиболее характерна для побережья наших северных и восточных морей. Экономический потенциал ветроэнергоустановок в настоящее время оценивается приблизительно в 10 млн т у. т. в год.
Солнечная энергия. В качестве критерия оценки солнечного потенциала используется средняя месячная сумма солнечной радиа-
ции и плотность солнечного излучения на 1 м2 площади. Технический потенциал преобразования солнечной энергии достаточно велик, однако экономически оправданный потенциал оценивается приблизительно в 12,5 млн т у.т. в год.
Низкопотенциальное тепло. Использование низкопотенциального тепла станций аэрации, незамерзающих источников, грунта, систем оборотного водоснабжения осуществляется с помощью тепловых насосов. Целесообразными областями применения тепловых насосов являются районы с повышенными требованиями к охране окружающей среды (санаторно-курортные зоны), а также для тепло-, холодоснабжения общественных зданий (школы, магазины, плавательные бассейны и т.д.), промышленных предприятий и на молочно-товарных фермах для охлаждения молока с одновременным подогревом технологической воды. Экономический потенциал этого вида нетрадиционного источника энергии оценивается приблизительно в 35 млн т у. т. в год.
2.4. Топливно-энергетический комплекс России и его роль в экономике страны
Топливно-энергетический комплекс России — один из межотраслевых народнохозяйственных комплексов, представляющий собой совокупность тесно связанных и взаимозависимых отраслей топливной промышленности и электроэнергетики, действующих как единое целое для удовлетворения потребностей народного хозяйства и населения страны в топливно-энергетических ресурсах. Он является стержнем экономики страны, обеспечивающим жизнедеятельность всех отраслей национального хозяйства и населения, а также интеграцию регионов и стран СНГ.
Важнейшая задача энергетической политики — повышение эффективности использования всех видов энергии внутри страны. В этом случае экспорт в основном поддерживался бы не простым увеличением объемов добычи нефти и газа, а за счет энергосбережения внутри страны, огромного потенциала, составляющего примерно 450...500 млн т у.т.
В топливно-энергетический комплекс как объект народного хозяйства входят электроэнергетика, топливная промышленность, включающая в себя угольную и торфяную промышленность, а также геологоразведочные работы на нефть, газ, уголь и урановые руды.
Электроэнергетика. Производственный потенциал отрасли объединяет тепловые и атомные электростанции, гидроэлектростанции, электрические сети, магистральные тепловые сети, котельные и установки нетрадиционной энергетики.
Установленная мощность электростанций в 2000 г. составила 215,3 млн кВт, производство электроэнергии — 860 млрд кВтч, в том числе на ТЭС произведено 583,4 млрд кВт • ч, на ГЭС — 177 млрд кВт ■ ч и на АЭС — 99,3 млрд кВт • ч. В стране создана и продолжает развиваться Единая энергетическая система (ЕЭС), доля которой в общереспубликанской выработке электроэнергии составляет около 90 %. Электростанции России в целом обеспечивают потребность страны в мощности и электроэнергии, а также экспорт электроэнергии в страны СНГ и дальнего зарубежья.
Нефтяная и нефтеперерабатывающая промышленность. Это базовая отрасль ТЭК России. В нефтяной промышленности страны функционирует множество вертикально интегрированных компаний, объединяющих разведку, добычу, переработку и распределение нефти и нефтепродуктов (АО «Роснефть», ОАО «ЛУКОЙЛ», НК «ЮКОС», ОАО «Сургутнефтегаз», АО «Сибнефть» и др.).
Эксплуатационный фонд нефтяных скважин насчитывает около 150 тыс. ед. В 1998 г. добыча нефти составила 303,2 млн т. На нефтеперерабатывающих заводах (НПЗ) России было переработано 163,7 млн т, более 100 млн т нефти экспортировано в страны дальнего и ближнего зарубежья. Основная задача на перспективу — стабилизация добычи нефти на период до 2000 г., с последующим ее плавным ростом до 320 млн т к 2005 г.
Газовая промышленность. Газовая отрасль — одна из наиболее стабильно работающих отраслей ТЭК. Стабилизация добычи газа в краткосрочном плане определяется объемами внутреннего спроса на газ, а также возможностями поставки его на экспорт. Перспектива увеличения добычи газа на территории России в решающей мере будет зависеть от темпов освоения газовых месторождений полуострова Ямал, региона Тюменской области и на шельфе морей.
Эксплуатационный фонд газовых скважин составляет около 5 тыс. ед., а добыча газа — 600 млрд м3. В стране создана и продолжает развиваться Единая система газоснабжения (ЕСГ), которая объединяет основную часть месторождений. В настоящее время магистральные газопроводы только по России протянулись на 144 тыс. км. Транспортировку газа обеспечивают 236 компрессорных станций, на которых установлены более 4 тыс. газоперекачивающих агрегатов. Имеются подземные хранилища газа с активной емкостью свыше 40 млрд м3.
Для бытовых нужд газом пользуется население более 2800 городов и поселков городского типа и более 90 000 сельских населенных пунктов. Российский газ поставляется на экспорт через Украину и Белоруссию в 13 стран Европы. Поставки на экспорт составляют более 20 % добычи газа, в том числе более 20 % в дальнее зарубежье и страны Балтии. Надежность этих поставок обеспечивается взаимосвязанной, целостной работой всей Единой системы газоснабжения России.
Угольная промышленность. Российская угольная промышленность как отрасль народного хозяйства формировалась в основном в предвоенные годы. Наибольший объем добычи угля в России был обеспечен в 1988 г. — 425,4 млн т. В настоящее время шахтный и карьерный фонд в значительной мере изношен. Для вхождения в рыночную экономику отрасль нуждается в коренной реструктуризации, основными целями которой являются: формирование конкурентоспособных угольных компаний, последовательное снижение государственной поддержки предприятий отрасли, социальная защищенность работников отрасли.
Перспектива наращивания добычи угля связана с освоением новых перспективных месторождений в Кузбассе (Ерунаковский р-н), Восточной Сибири (Канско-Ачинский бассейн) и на Дальнем Востоке (Приморский и Хабаровский края), преимущественно обрабатываемых наиболее эффективным открытым способом.
Роль ТЭК в экономике страны. В жизнедеятельности общества всегда была очень весомой. За годы реформ доля ТЭК возросла. Это объясняется тем, что темпы спада производства в других отраслях промышленности были существенно выше, чем в топливно-энергетическом комплексе. Топливно-энергетический комплекс производит более четверти промышленной продукции России, оказывает существенное влияние на формирование бюджета страны, обеспечивает почти половину валютных поступлений государства. Основные фонды ТЭК составляют третью часть производственных фондов промышленности, на предприятиях ТЭК трудится более трех миллионов человек. За счет разумного использования имеющегося богатого ресурсного и технологического потенциала ТЭК России может и должен стать «локомотивом» экономики.
2.5. Вторичные энергетические ресурсы
Экономия энергетических ресурсов в промышленности может осуществляться путем повышения коэффициента полезного действия (КПД) технологических агрегатов, а также за счет использования экономически целесообразных вторичных энергоресурсов (ВЭР) для удовлетворения потребностей в топливе, теплоте, электрической и механической энергии других агрегатов и процессов. Поэтому наряду с первичными топливными ресурсами заметную роль в промышленности играют ВЭР, получаемые из продукции, отходов, побочных или промежуточных продуктов технологических процессов.
Вторичные энергетические ресурсы по техническим характеристикам могут быть разделены на три вида:
горючие (топливные) — вторичные горючие газы плавильных печей (доменных, колошниковых, конверторных и т.д.), горю-
чие отходы процессов химической и термохимической переработки сырья, неиспользуемые (непригодные) для дальнейшей технологической переработки отходы деревообработки и др.;
тепловые — физическая теплота отходящих газов технологических агрегатов, физическая теплота основной и побочной продукции, теплота рабочих тел систем принудительного охлаждения технологических агрегатов и установок, теплота горячей воды и пара, отработавших в технологических и силовых установках;
вторичные энергетические ресурсы избыточного давления — потенциальная энергия газов и жидкостей, покидающих технологические агрегаты с избыточным давлением, которое необходимо снижать перед последующей ступенью использования этих жидкостей (газов) или при выбросе их в атмосферу.
Вторичные энергетические ресурсы могут использоваться либо непосредственно для удовлетворения потребности в теплоте и топливе, либо в утилизационных установках для производства теплоты, электроэнергии, холода, механической работы. С народнохозяйственной точки зрения необходимо стремиться к максимальному сокращению выхода ВЭР путем лучшего использования первичного энергетического топлива в самом технологическом агрегате, а также установления рациональных режимов его работы. Однако особенности некоторых технологических процессов приводят к образованию ВЭР, что вызывает необходимость установления рациональных направлений их использования. Возможны четыре основных направления использования ВЭР:
топливное — непосредственное использование горючих ВЭР в качестве топлива, например использование доменного газа для отопления мартеновских, прокатных и других печей;
тепловое — использование теплоты, получаемой непосредственно в виде ВЭР или вырабатываемой за счет ВЭР в утилизационных установках. К этому направлению относится также выработка холода за счет ВЭР в абсорбционных холодильных установках, например использование физической теплоты уходящих газов (после печей) для сушки сырья, материалов, для выработки пара в котлах-утилизаторах, использование утилизированной теплоты отработавших газов газовых турбин, компрессорных станций, магистральных газопроводов для получения пресной воды и др.;
силовое — использование потребителями механической или электрической энергии, вырабатываемой в утилизационных установках (станциях) за счет ВЭР, например использование избыточного давления доменного газа для производства электроэнергии; комбинированное — использование теплоты и электроэнергии, одновременно вырабатываемых за счет ВЭР в утилизационных установках (утилизационных ТЭЦ) по теплофикационному циклу. Основное количество ВЭР получается на тех предприятиях, где производится пирогенетическая переработка топлива и высоко-
температурная обработка металлов и сырья. Такие процессы происходят в металлургии, нефтеперерабатывающей, нефтехимической, целлюлозно-бумажной, химической промышленности, промышленности строительных материалов и т.д.
Использование ВЭР обеспечивает большой экономический эффект. На металлургических комбинатах с полным циклом выход ВЭР настолько велик, что за их счет может быть удовлетворена большая часть потребности в энергетическом топливе. На нефтеперерабатывающих заводах с глубокой переработкой нефти и выходом масел за счет использования ВЭР расход энергетического топлива может быть сокращен примерно на 80...85 %. Теплота, вырабатываемая в утилизационных установках, в 2...2,5 раза дешевле теплоты, получаемой на ТЭЦ и в котельных, работающих на первичном топливе. Капиталовложения в утилизационные установки, отнесенные к 1 т сэкономленного топлива, в 2...2,5 раза меньше капиталовложений в добычу и транспорт первичного топлива.
Для проектируемых предприятий со значительным выходом ВЭР рациональная схема энергоснабжения должна разрабатываться с учетом их использования. В условиях действующего предприятия рациональная доля и направление использовании ВЭР зависят от сложившейся схемы энергоснабжения предприятия. При раздельном централизованном энергоснабжении (электроснабжение из энергосистемы и теплоснабжение от котельной предприятия) и использовании ВЭР для производства теплоты получаем экономию топлива в котельной, а при их применении для производства электроэнергии — экономию топлива в энергосистеме.
При энергоснабжении предприятия от ТЭЦ (основной случай для теплоемких производств) использование ВЭР для производства теплоты приводит в первый период к сокращению отпуска теплоты из отборов турбин ТЭЦ и, следовательно, к уменьшению выработки электроэнергии по теплофикационному режиму. Это уменьшение компенсируется дополнительной выработкой электроэнергии в энергосистеме по конденсационному циклу с большим расходом топлива. Достигаемая в этом случае экономия топлива от использования ВЭР будет соответственно ниже, чем при раздельной схеме. В дальнейшем с ростом тепловой нагрузки района теплоснабжения перерасход топлива, связанный с использованием ВЭР, будет снижаться.
|
|
| где Ψn — коэффициент, учитывающий среднее снижение потерь теплоты в котлах, соответствующее диапазону их разгрузки от |
Экономия теплоты топлива при использовании ВЭР 
Q , приводящая к снижению отпуска теплоты из промышленной котельной QK , составит
| Разгрузки от Q1 до Q 2 . Величина Тп, определяется из выражения следующего вида: |
|
|
где η1, η2— КПД котельной при нагрузках Q1и Q 2 соответственно.
Если использование ВЭР приводит к остановке части котлов или уменьшению числа котлов в котельной (в условиях проектирования), то Ψn представляет собой величину, обратную среднему значению КПД котлов, которые не будут участвовать в работе ( Ψn > 1). Таким образом, количество сэкономленной теплоты в исходном топливе котельной будет больше теплоты, получаемой от утилизационной установки.
Если использование ВЭР приводит к сокращению отпуска теплоты из отборов турбин ТЭЦ 
Q отб , то экономия теплоты топлива составит
где Ψn т — коэффициент, учитывающий снижение потерь теплоты в котлах промышленной ТЭЦ; р — коэффициент, учитывающий снижение выработки электроэнергии на ТЭЦ по теплофикационному режиму и соответствующее повышение выработки электроэнергии по конденсационному циклу в энергосистеме в первый период эксплуатации; Q с — дополнительный расход теплоты, вызываемый изменением потерь в электрических и тепловых сетях. Величина р определяется из следующего выражения:
где уэ — снижение выработки электроэнергии по теплофикационному циклу, приходящееся на 1 ГДж снижаемого отпуска теплоты от турбины, тыс. кВт-ч/ГДж; r к — средний относительный прирост расхода теплоты на производство электроэнергии в энергосистеме по конденсационному режиму агрегатами, нагрузка которых повышается в связи с использованием ВЭР и снижением мощности ТЭЦ по теплофикационному режиму, ГДж/тыс. кВт • ч; Ψnк— коэффициент, учитывающий снижение потерь теплоты в котлах конденсационных электростанций; гт — средний относительный прирост расхода теплоты на производство электроэнергии по теплофикационному режиму, ГДж/тыс. кВт • ч.
|
|
При использовании ВЭР для производства электроэнергии в конденсационных утилизационных паротурбинных установках экономия топлива в энергосистеме составит
| где Эу — количество электроэнергии, отпущенное утилизационной установкой, тыс. кВт-ч; |
энергии в электрических сетях, тыс. кВт • ч; гс — средний относительный прирост расхода топлива в энергосистеме, соответствующий ее разгрузке при использовании утилизационной установки, т у.т./(МВт-ч).
Экономичность и рациональное направление использования ВЭР зависит от большого числа динамичных во времени факторов, связанных с характеристиками технологических процессов, технико-экономическими показателями утилизационных установок, замещаемого топлива, замещаемых установок, схемой энергоснабжения предприятия и т. п. Выбор наивыгоднейшего направления и степени использования ВЭР производится на основе технико-экономических расчетов.
Вопросы энергосбережения на промышленных предприятиях
Источником любого вида энергии являются природные ресурсы, которые после различных стадий обработки и преобразований, включая добычу, обогащение, транспорт и распределение, поступают в виде энергии к потребителям. Потребление конечной энергии Q в общем виде связано с первичным энергоресурсом В следующем соотношением:
где Ли — средневзвешенный КПД использования энергии потребителями; г|п — КПД перерабатывающих и преобразующих установок с учетом потерь при транспорте и распределении. Экономия единицы энергии на конечной стадии ее потребления приводит к экономии 3...4, а иногда и 10... 15 единиц первичного энергоресурса, что зависит от эффективности всех стадий преобразования, транспорта и распределения, которые проходят первичные ресурсы на пути к конечным потребителям.
Теплоснабжение и прямое использование топлива в теплотех-нологических системах промышленных предприятий являются самыми крупными потребителями органического топлива в России. Только доля потребления органического топлива всеми источниками теплоты составляет 46 % общего объема потребления топлива в целом по стране, что равно потребности в топливе всех остальных отраслей народного хозяйства и примерно в 1,5 раза больше, чем потребность в нем электроэнергетики.
|
|
Это связано с низкой степенью преобразования энергии в технологических процессах, несовершенством тепло-технологического оборудования, нерациональными тепловыми схемами теплотехнологических систем и слабым использованием избыточных внутренних энергоресурсов технологий во внешних системах потребления тепловой энергии. В рамках отдельного предприятия существуют теплотехнологические и теплоэнергетические системы, которые разрабатываются и проектируются различными отраслевыми организациями. При разработке теплотехнологических систем, как правило, не учитываются особенности той энергосистемы предприятия, структурными элементами которой они являются, а при проектировании теплоэнергетических систем промышленных предприятий практически не используются избыточные энергоресурсы применяемых технологий. Это приводит к значительному дисбалансу между выработкой и потреблением энергоносителей, уменьшение которого возможно при составлении топливно-энергетического баланса и реализации разработанных на его основе организационно-технических мероприятий.
Энергетические балансы промышленных предприятий предназначены для решения следующих основных задач:
планирование энергосбережения предприятия и его подразделений;
отчетность о потреблении и использовании энергоресурсов на предприятии;
оценка фактического состояния энергоиспользования на предприятии, выявление причин возникновения, определение потерь энергоресурсов и энергоносителей;
выявление и оценка резервов экономии топлива и энергии, разработка плана мероприятий, направленных на снижение потерь энергоресурсов;
улучшение режимов работы технологического и энергетического оборудования;
определение рациональных размеров энергопотребления в производственных процессах и установках;
совершенствование методики нормирования и разработки норм расхода топлива и энергии на производство продукции;
определение требований к организации и совершенствованию системы учета и контроля расхода энергоресурсов и энергоносителей;
получение исходной информации для создания новых высокоэффективных технологических систем, интенсификации технологических процессов, разработки нового оборудования в целях экономии энергетических затрат, оптимизации структуры энергетического баланса предприятия путем выбора оптимальных направлений, способов и размеров использования подведенных и вто-
ричных энергоресурсов, совершенствования внутрипроизводственного хозяйственного расчета и системы стимулирования экономии энергоресурсов.
Основным документом, регламентирующим работу энергохозяйства предприятия, является текущий синтетический энергобаланс по видам потребляемой энергии, объектам энергопотребления с разбивкой по целевому назначению и стадиям энергетического потока.
После окончания отчетного периода (квартала, года) по данным внутризаводских отчетных документов (журналов учета, ведомостей, справок и т. п.) составляется отчетный (фактический) энергобаланс (по статистическим и другим формам), показывающий распределение подведенных и произведенных энергоносителей внутри предприятия. По данным баланса, а также с учетом других сведений (полученных путем испытаний, расчетов) составляется с той или иной степенью детализации по объектам, целевому назначению, видам энергии фактический энергобаланс, отображающий разделение общего расхода энергоносителей на полезный расход и потери энергии. На основе проведенного анализа фактического энергобаланса разрабатывается перспективный энергоба ланс с учетом проведения работ по нормализации расходов энергоресурсов, мероприятий по рационализации и оптимизации структуры энергобаланса.
| Рис. 2.1. Тепловой баланс предприятия |
В качестве примера топливно-энергетического баланса рассмотрим диаграмму теплового баланса одного из предприятий по производству минеральных удобрений (рис. 2.1). Из рисунка видно, что потери тепловой энергии значительно превышают ее поступление от промышленной ТЭЦ и котельной предприятия. Следова-
тельно, при рациональном использовании теплоты от котельной и ТЭЦ можно отказаться. Применяемый в качестве топлива для технологических целей природный газ также в определенных условиях (новые технологии, схемы и т.п.) можно в значительной мере или полностью вывести из теплового баланса. В этом случае суммарное снижение поступления теплоты составит 24 + 5 + 9 = 38%, что значительно ниже имеющихся потерь теплоты (46 %).
Наиболее эффективные возможности энергосбережения основаны на реализации следующих принципов безотходной технологии: технология обеспечивает комплексное и полное товарное извлечение всех компонентов исходного сырья, полупродуктов, материалов (т.е. технология должна быть материалосберегающей); характеризуется наиболее низким уровнем теоретически необходимого общего энергопотребления в процессе комплексной переработки исходного сырья, полупродуктов, материалов (т. е. технология должна быть энергосберегающей); имеет наиболее низкий уровень расхода воды (т.е. технология должна быть маловодной); обеспечивает охрану окружающей среды (т. е. технология должна быть экологически совершенной); позволяет создать благоприятные производственные условия для человека (т. е. технология должна быть безопасной и легко управляемой). Комплекс возможных энергосберегающих мероприятий в теплотехнологии можно классифицировать по трем группам: утилизационной, энергетической модернизации и интенсивного энергосбережения.
При внедрении утилизационных мероприятий решаются задачи использования отходов теплоты потенциальной энергии в действующих теплоэнергетических установках (ТЭУ), теплотехноло-гических системах (ТТС) и теплотехнологических комплексах (ТТК). К мероприятиям энергетической модернизации относятся мероприятия, снижающие отходы теплоты, энергии в действующих ТЭУ, ТТС, ТТК, реализуемой без изменения принципиальных основ технологии, техники, управления и использования технологической продукции.
Интенсивное энергосбережение включает в себя мероприятия, которые реализуют предельно высокий энергосберегающий эффект, называемый потенциалом резерва интенсивного энергосбере жения. Этот потенциал определяется как разность между расходом топливно-энергетических ресурсов в действующем объекте и их расходом в термодинамически идеальной модели этого объекта. Потенциал резерва интенсивного энергосбережения достигается в общем случае на базе изменения принципиальных основ технологии, техники, управления, повышения качества технологической продукции и полноты ее полезного использования, а также на основе перехода к альтернативным сырьевым материалам и альтернативной малоэнергоемкой технологической продукции. Для многих предприятий, особенно химической, нефтехимической,
черной металлургии и некоторых других отраслей промышленности, даже при самой глубокой регенерации тепловой энергии в теплотехнологических системах остается значительное количество тепловых ВЭР (см. рис. 2.1). Поэтому эффективное решение проблем энергосбережения на промышленных предприятиях возможно только при комплексном использовании топливно-энергетических ресурсов в единой системе, объединяющей теплотехнологические и теплоэнергетические системы.
2.7. Основные положения энергетической стратегии России (ЭС—2020)
Топливно-энергетический комплекс России оказывает определяющее влияние на функционирование и развитие экономики страны. Это обусловлено не только значимостью ТЭК как инфраструктурного фактора обеспечения жизнедеятельности общества, но и его существенным влиянием на финансово-экономическую деятельность производительных сил страны и государства в целом. Такое положение ТЭК в большой мере предопределяется наличием в России богатых природных топливно-энергетических ресурсов и его крупным производственным потенциалом.
В настоящее время для ТЭК в структуре экономики страны характерно следующее: продукция комплекса составляет около четверти всей промышленной продукции, доля налоговых поступлений в бюджет государства от его деятельности превышает 50 % налоговых доходов всей промышленности, почти половина валютных поступлений в страну формируется от экспорта энергоносителей. Топливно-энергетический сектор экономики является наиболее инерционной и капиталоемкой структурой, поэтому необходимо своевременное прогнозирование и формирование долгосрочной стратегии его развития с учетом перспектив социально-экономической политики страны, которая определяет требования к ТЭК.
Первым и основополагающим программным стратегическим документом в области энергетической политики России был принятый в 1920 г. план ГОЭЛРО. Впоследствии его сменили планы развития экономики страны, которые были основаны на приоритетности энергетического сектора в развитии экономики. В условиях плановой системы хозяйствования они носили директивный характер. Конкретные количественные задания по их реализации являлись по сути основным содержанием народнохозяйственных планов.
За последние годы произошли существенные изменения как во внутренней, так и во внешней среде функционирования ТЭК. Они обусловили необходимость уточнения параметров модели
развития ТЭК, что и было зафиксировано при рассмотрении Энергетической стратегии на заседании Правительства РФ 23.05.02 (протокол № 18).
В настоящее время ТЭК является одним из наиболее устойчиво работающих производственных комплексов российской экономики. Он определяющим образом влияет на состояние и перспективы развития национальной экономики: на его долю приходится порядка 26 % ВВП, около 30 % объема промышленного производства России, 29 % налоговых доходов консолидированного бюджета, порядка 45 % валютных поступлений в страну.
В Энергетической стратегии на основе анализа состояния отраслей топливно-энергетического комплекса и прогнозных параметров ожидаемого социально-экономического развития страны, а также конъюнктуры мирового энергетического рынка оценены роль и возможности энергетики России, а также задачи государства в формировании и реализации долгосрочной энергетической политики. Стратегия исходит из предложенных Минэкономразвития России двух сценариев развития экономики страны — оптимистического и умеренного.
Оптимистический вариант характеризуется: ростом ВВП к 2020 г. в 3,3 раза по отношению к уровню 2000 г; увеличением физического объема инвестиций в основной капитал за рассматриваемый период в семь раз, высокими мировыми ценами на нефть марки Urals (до 30 долл./баррель в 2020 г.) и газ (138 долл./тыс. м3 в 2020 г.). Вариант исходит из интенсивного проведения экономических реформ и ускоренной либерализации цен и тарифов на продукцию и услуги естественных монополий, предусматривает быстрое создание конкурентной среды на рынках товаров и услуг естественных монополий, отличается активным использованием энергосберегающих и энергоэффективных технологий и высокими темпами снижения энергоемкости.
Умеренный вариант характеризуется ростом ВВП к 2020 г. в 2,3 раза по отношению к уровню 2000 г., увеличением физического объема инвестиций в основной капитал за рассматриваемый период в 3,6 раза, стабильными мировыми ценами на нефть марки Urals на уровне 18,5 долл./баррель, средними контрактными ценами на газ, не превышающими к 2020 г. 119 долл./тыс. м3.
Стратегическими ориентирами долгосрочной государственной энергетической политики являются энергетическая безопасность, энергетическая эффективность, бюджетная эффективность и экологическая безопасность энергетики.
Достижение указанных ориентиров, превышение управляемости процесса развития энергетики требуют формирования и осуществления основных составляющих государственной энергетической политики, к числу которых относятся: недропользование и управление государственным фондом недр, формирование ра-
ционального топливно-энергетического баланса, развитие внутренних топливно-энергетических рынков, внешняя энергетическая политика, региональная и социальная, научно-техническая и инновационная политика в энергетическом секторе.
Главным инструментом их осуществления будет комплекс мер экономического регулирования: тарифного, ценового, налогового, таможенного, инвестиционного, антимонопольного.
Для достижения этих параметров развития экономики необходимо кардинально повысить эффективность использования энергии. Энергоемкость ВВП к 2020 г. по сравнению с 2000 г., по расчетам, должна снизиться в два раза. Эта задача вполне реальна. Анализ зарубежного опыта показывает, что прогнозируемое увеличение энергоэффективности в России сопоставимо со снижением энергоемкости ВВП в развитых странах в период нефтяного кризиса 1970-х гг. Причем структурная перестройка экономики обеспечит примерно 2/3 снижения энергоемкости ВВП, а 1/3 — меры организационного и технологического энергосбережения. Однако мировой опыт показывает, что без поддержания в течение длительного времени относительно высоких цен на топливно-энергетические ресурсы (ТЭР) проблему снижения энергоемкости ВВП не решить.
Развитие ТЭК будет более эффективно при улучшении инвестиционного климата, позволяющего обеспечить экономически обоснованную доходность капитала, стабильность и предсказуемость налогового режима в отраслях ТЭК. Обеспечение достаточного уровня доходности на инвестированный капитал в электроэнергетике и газовой промышленности потребует постепенной либерализации рынка электроэнергии и газа, последовательного осуществления структурных реформ в этих отраслях, что необходимо также для сдерживания цен на услуги естественных монополий. Предельный рост цен на электроэнергию и газ в реальном исчислении в период до 2006 г. составит до 15% в год, что не вызовет недопустимых инфляционных возмущений и позволит ограничить годовой прирост потребительских цен в стране по этой причине в пределах 2...3 %.
Предлагаемая ценовая политика в ГЭК создаст условия:
для ликвидации диспропорций между ценами основных энергоносителей на основе приближения цен на природный газ к уровню, учитывающему его потребительские и экологические качества;
дальнейшей дифференциации цен, в наибольшей степени отражающей различие издержек при транспортировке ТЭР и реализации продукции ТЭК различным категориям потребителей (время суток, сезонность, объем потребления, мощность и т.д.).
Сдерживание цен на услуги естественных монополий и другие ТЭР (мазут, уголь) потребует совершенствования механизмов
мониторинга и антимонопольного контроля за ценами, создания механизмов биржевой торговли ТЭР.
Сравнительно высокий уровень расходов на энергообеспечение в доходах малообеспеченных слоев населения, недостаточный уровень социальной поддержки реформ обуславливают необходимость проведения активной социальной политики, целью которой является минимизация негативных последствий повышения цен на энергоресурсы для социально незащищенных групп населения.
Для достижения этой цели необходимо обеспечить:
рост в рассматриваемом периоде среднедушевых доходов населения не менее чем в 3,4...3,7 раз, в том числе для компенсации расходов на топливо и энергообеспечение (в 2,3...2,4 раза);
согласованность реформ, проводимых в жилищно-коммунальном хозяйстве, межбюджетных отношений и ликвидации перекрестного субсидирования;
создание институтов, ответственных за снабжение необходимыми объемами энергоресурсов населения, объектов жизнеобеспечения, стратегических объектов (гарантирующих поставщиков);
создание государством эффективной системы адресной социальной защиты малоимущих слоев населения.
В целях поддержания энергетической и экономической безопасности Россия будет стремиться диверсифицировать направления экспорта энергоресурсов с развитием северного, восточного и южного направлений экспортных потоков российских энергоносителей (прежде всего в страны Северной Америки и Северо-Восточной Азии) и последующим увеличением удельного веса этих направлений в географической структуре экспорта энергоресурсов.
Россия заинтересована в масштабном долгосрочном вовлечении в свой топливно-энергетический баланс углеводородных ресурсов (особенно природного газа) государств Центральной Азии. Это позволит экономить ресурсы северных газовых месторождений для будущих поколений и избежать необходимости форсированных капиталовложений в их разработку. В интересах России участие отечественных компаний в проектах по расширению энерготранспортной инфраструктуры по территории стран—участниц СНГ.
Россия, как один из крупнейших в мире производителей, экспортеров и потребителей топливно-энергетических ресурсов, будет активно вести диалог и со странами — производителями энергоресурсов, и с государствами, потребляющими их, участвуя в работе Международных энергетических конференций, сотрудничая с промышленно развитыми странами на основе декларации о сотрудничестве с международными энергетическими организациями и в рамках «большой восьмерки», а также взаимодействуя с ведущими странами —экспортерами нефти.
В соответствии с принятой динамикой макроэкономических показателей развития России рассчитаны параметры прогнозной потребности страны в топливе и энергии. В предстоящем двадцатилетии общая величина внутреннего потребления первичных энергоресурсов увеличится до 1145... 1270 млн т у.т. Внешний спрос на российские ТЭР, прежде всего на нефть и газ, также будет расти и может составить к 2020 г. 755... 855 млн т у.т, в том числе нефть — 268...309 млн т, газ — 236...245 млрд м3. В перспективе можно ожидать существенную географическую диверсификацию экспорта углеводородов.
Объем добычи нефти может возрасти к 2020 г. до 450...520 млн т. Добыча будет осуществляться и развиваться как в традиционных нефтедобывающих районах, таких как Западная Сибирь, Поволжье, Северный Кавказ, так и в новых нефтегазовых провинциях Европейского Севера (Тимано-Печорский регион), Восточной Сибири и Дальнего Востока. Важное значение имеет освоение Северо-Каспийской нефтегазовой провинции.
Развитие нефтедобычи потребует существенного увеличения прироста запасов жидкого топлива. Предусматривается рост объемов переработки нефти к 2020 г. до 190...215 млн т/год с одновременным увеличением глубины переработки до 85 %.
Приоритетной задачей отрасли является обеспечение сырьем (прямогонным бензином, бензином для химии, сжиженными нефтяными газами, ароматическими углеводородами, мономерами и др.) нефтехимической промышленности, стоимость продукции которой на порядок выше стоимости продукции собственно нефтепереработки. Предусматривается полностью обеспечить прогнозируемый рост (в два раза) потребности нефтехимической промышленности в сырье.
Добыча газа может составить 680...730 млрд м3. При этом увеличится прирост запасов газа, прежде всего в Восточной Сибири, на Дальнем Востоке и на шельфе морей. Либерализация европейского рынка газа не позволяет прогнозировать более высокие объёмы добычи природного газа в России для поставок его на экспорт в европейские страны. Тем не менее, экспорт газа за рассматриваемый период прогнозируется увеличить на 17...26% и наряду с традиционными направлениями этого экспорта в Европу прогнозируются его поставки в страны Дальнего Востока.
Экономически эффективным в рассматриваемый период может быть импорт природного газа из государств Центральной Азии (в первую очередь Туркмении) для газоснабжения южных регионов России, объем которого может составить до 80 млрд м3. Объемы добычи угля по стране могут составить к 2020 г. 375... 445 млн т.
Основными районами добычи угля будут Кузнецкий и Канс-ко-Ачинский угольные бассейны. Межрегиональное значение будет иметь добыча угля на месторождениях Восточной Сибири,
Бурятии, Печоры, Восточного Донбасса, Дальнего Востока и Якутии.
В последнее десятилетие проведены реструктуризация и приватизация угольной промышленности. В период 1999 — 2001 гг. в отрасли появилась тенденция инвестиционного и производственного роста. Однако проблемы развития отрасли далеко еще не решены. Это подтверждает и резкое падение добычи в прошлом году, и продолжающий оставаться высоким износ основных фондов (в отдельных случаях до 90%), и крайне низкая инвестиционная активность.
К 2020 г. суммарное производство электроэнергии должно возрасти до 1215... 1365 млрд кВт • ч. Энергетическая стратегия ориентируется на приоритетное развитие атомной энергетики. В результате этого в структуре производства электрической энергии увеличится удельный вес энергии, вырабатываемой АЭС, с 15 % в 2000 г. до 24 % в 2020 г.
Развитие электроэнергетики будет исходить из следующих экономически обоснованных приоритетов территориального размещения генерирующих мощностей в отрасли:
в Европейской части России — техническое перевооружение ТЭС на газе с замещением паросиловых турбин на парогазовые и максимальное развитие АЭС;
Сибири — развитие ТЭС на угле и гидроэлектростанций;
на Дальнем Востоке — развитие ГЭС, угольных КЭС, газовых ТЭЦ в городах и в отдельных районах — АЭС, АТЭЦ.
Для развития единой национальной электрической сети как основного элемента Единой энергосистемы России и укрепления единства экономического пространства страны предусматривается:
сооружение ЛЭП в объеме, обеспечивающем устойчивое и надежное функционирование ЕЭС России и устранение технических ограничений, сдерживающих развитие конкурентного рынка электрической энергии и мощности;
создание электрической связи между восточной и европейской частями ЕЭС России;
усиление межсистемных связей транзита между Объединенными энергетическими системами (ОЭС) европейской части страны;
развитие электрической связи между ОЭС Сибири и Востока с применением ЛЭП сверхвысоких напряжений. Состояние отрасли и параметры развития требуют продолжить работу по реформированию электроэнергетики и сформировать конкурентный рынок электроэнергии и мощностей.
Инвестиционные потребности отраслей ТЭК оцениваются в 540...630 млрд долл., что является приемлемым с точки зрения прогнозируемых макроэкономических параметров долгосрочного
развития экономики России. Предусматривается реализация крупных инвестиционных проектов: программы строительства АЭС в европейской части страны, магистральных нефтепроводов и неф-тепродуктопроводов, в том числе на Востоке страны, межсистемных линий электропередачи высокого напряжения, освоение нефтегазовых провинций в Восточной Сибири и на Дальнем Востоке, на полуострове Ямал и шельфах морей.
Контрольные вопросы
1. Какие энергоресурсы относятся к возобновляемым и невозобнов-
ляемым источникам энергии? Какова количественная оценка тех и дру
гих в мире?
2. Каковы запасы (ресурсы) возобновляемых и невозобновляемых
источников энергии в России?
3. Каким образом классифицируют ВЭР по техническим характерис
тикам?
4. Какие основные направления использования ВЭР вы знаете?
5. Для каких задач предназначено составление энергетического баланса?
6. По каким группам можно классифицировать комплекс возможных
энергосберегающих мероприятий?
7. Какова роль ТЭК в экономике страны?
8. В чем суть основных положений Энергетической стратегии России?
Дата: 2018-12-21, просмотров: 366.
