───────────────────────────────────────────────────────────────────────────
Угольный блок Nэл. = 660 МВт на Татауровская ГРЭС 2015
суперкритические параметры пара Ерковецкая ГРЭС
───────────────────────────────────────────────────────────────────────────
Угольный блок Nэл. = 330 МВт на Алтайская КЭС 2015
суперкритические параметры пара (ТЭЦ-22 Мосэнерго)
───────────────────────────────────────────────────────────────────────────
Угольный блок Nэл. = 900 - 1000 МВт на Березовская ГРЭС, 2015
КАУ на суперкритические параметры пара блок N 4
───────────────────────────────────────────────────────────────────────────
Современные технологии газоочистки по Рефтинская ГРЭС, 2015
улавливанию SO2, NOx, золовых частиц Троицкая ГРЭС,
для действующих угольных блоков 200 - Новочеркасская ГРЭС,
800 МВт (снижение NOx < 200 мг/м3, SO2 Череповецкая ГРЭС,
< 200 мг/м3, зол. част. < 10 - 30 Каширская ГРЭС,
мг/м3) Верхне-Тагильская ГРЭС
───────────────────────────────────────────────────────────────────────────
Угольный блок с ЦКС мощностью 330 МВт Новочеркасская ГРЭС 2012
на СКД параметрах пара
───────────────────────────────────────────────────────────────────────────
Опытно-промышленная ПГУ с газификацией (ТЭЦ-17 Мосэнерго) 2016
углей Nэл. = 200 МВт для выработки
электроэнергии и тепла
───────────────────────────────────────────────────────────────────────────
Опытно-промышленная ПГУ с газификацией КЭС, Закамская ТЭЦ 2015
углей Nэл. = 20 МВт для выработки
электроэнергии и тепла
───────────────────────────────────────────────────────────────────────────
Опытная энергетическая установка Nэл. = На одной из ТЭС 2015
50 МВт с улавливанием CO2 из цикла и Поволжья, вблизи
его последующим захоронением расположения
нефтепромыслов
───────────────────────────────────────────────────────────────────────────
Большая работа предстоит в рамках Стратегии по модернизации и техническому перевооружению устаревших угольных ТЭС, в структуре топлива которых отсутствует газ (Таблица 13).
Таблица 13. Техническое перевооружение устаревших угольных ТЭС, в структуре топлива которых отсутствует газ (источник: ЗАО "АПБЭ")
┌───────┬─────┬──────────────────┬────────────────────────────────────────┐
│Кол-во │Кол- │ │ │
│блоков │ во │ │ │
│ │ ТЭС │ │ │
├───────┼─────┼──────────────────┼────────────────────────────────────────┤
│ 2 │ 1 │ Энергоблоки │Повышение температуры пара до 565 °C/ │
│ 7 │ 3 │ К-800-23,5; │565 °C. Модернизация основного и │
│ 12 │ 4 │ К-500-23,5; │вспомогательного оборудования, │
│ │ │ К-300-23,5 <*> │совершенствование тепловой схемы, │
│ │ │ │реконструкция котлов, повышение КПД до │
│ │ │ │41 - 42%. │
│ │ │ │Вариант - замещение энергоблоками ССКП │
│ │ │ │с КПД до 44%. │
├───────┼─────┼──────────────────┼────────────────────────────────────────┤
│ 22 │ 6 │ Энергоблоки │Модернизация энергоблоков с повышением │
│ - │ - │ К-200-12,8; │температуры пара до 565 °C (при │
│ │ │ ПСУ 150 МВт и │пылевидном сжигании) с КПД до 40 - 41%. │
│ │ │ ниже <*> │Варианты: замещение энергоблоками ЦКС, │
│ │ │ │КПД > 40%; замещение энергоблоками ССКП │
│ │ │ │с КПД до 44%. │
├───────┼─────┼──────────────────┼────────────────────────────────────────┤
│ 212 │ 55 │Оборудование ТЭЦ с│Модернизация основного и │
│ │ │давлением пара Pп │вспомогательного оборудования, │
│ │ │= 12,8 МПа и ниже │совершенствование тепловой схемы, и │
│ │ │ <*> │повышение КПД 40 - 41% в │
│ │ │ │конденсационном режиме. │
│ │ │ │Вариант - котлоагрегаты ЦКС с КПД 39 - │
│ │ │ │41% │
└───────┴─────┴──────────────────┴────────────────────────────────────────┘
--------------------------------
<*> Газ в структуре топлива отсутствует.
Предлагается поэтапная стратегия замещения морально устаревшего оборудования угольных ТЭС, в структуре топлива которых имеется газ (Таблица 14).
Таблица 14. Техническое перевооружение устаревших угольных ТЭС, в структуре топлива которых имеется газ (источник: ЗАО "АПБЭ")
┌───────┬──────┬──────────────────────┬───────────────────────────────────┐
│Кол-во │ Кол- │ │ │
│блоков │ во │ │ │
│ │ ТЭС │ │ │
├───────┼──────┼──────────────────────┼───────────────────────────────────┤
│ 17 │ 3 │ Энергоблоки │I этап: Замещение газовых ПСУ на │
│ 16 │ 5 │ К-300-23,5; │ПГУ мощностью 400 - 450 МВт с КПД │
│ - │ - │ К-200-12,8; │51 - 57% (до 2020 г.). │
│ │ │ ПСУ 150 МВт и │II этап: Переход на ВЦГ и │
│ │ │ ниже. <*> │замещение прир. газа синтез-газом │
│ │ │ │с КПД до 50 - 51% │
│ │ │ │(после 2020 г.). │
│ │ │ │Вариант - замещение энергоблоками │
│ │ │ │СКП с КПД до 44%. │
├───────┼──────┼──────────────────────┼───────────────────────────────────┤
│ 258 │ 63 │ Оборудование ТЭЦ с │I этап: Замещение газовых ПСУ на │
│ │ │ давлением пара Pп = │ПГУ мощностью 100 МВт, 170 МВт и │
│ │ │ 12,8 МПа и ниже. │325 МВт с КПД 51 - 53% в │
│ │ │ <*> │конденсационном режиме. │
│ │ │ │II этап: Переход на ВЦГ и │
│ │ │ │замещение природного газа синтез- │
│ │ │ │газом с КПД 49 - 51% в │
│ │ │ │конденсационном режиме. │
│ │ │ │Вариант - замещение энергоблоками │
│ │ │ │ЦКС с КПД 39 - 41%. │
└───────┴──────┴──────────────────────┴───────────────────────────────────┘
--------------------------------
<*> Газ в структуре топлива имеется.
3.4.4. Развитие распределенной генерации и ВИЭ
Потребность во вводах новых генерирующих мощностей складывается из большой (общесистемной) генерации и распределенной генерации.
К общесистемной генерации относятся электростанции мощностью свыше 25 МВт, расположенные вдали от потребителей.
К распределенной генерации относятся тепловые электростанции мощностью до 25 МВт и возобновляемые источники энергии (ВИЭ), расположенные в непосредственной близости от потребителей.
Объем вводов распределенной генерации оценивается в объеме 5% от суммарной потребности во вводах.
На рисунке 16 приведена программа новых вводов энергоблоков малой мощности.
Рис. 16. Программа новых вводов ГТУ_ТЭЦ и ПГУ-ТЭЦ малой
мощности (ГВт) (источник: ЗАО "АПБЭ")
В соответствии с распоряжением Правительства Российской Федерации от 08.01.2009 N 1-р объем производства электроэнергии с использованием ВИЭ к 2020 году должен достигнуть 4,5% от суммарной выработки электроэнергии, или 14,3 ГВт (Рисунок 17).
Рис. 17. Программа новых вводов энергоблоков ВИЭ (ГВт)
(источник: ЗАО "АПБЭ")
К ВИЭ относятся малые ГЭС; ветроэлектрические станции; приливные, геотермальные, тепловые, использующие биомассу в качестве одного из топлив; солнечные электростанции.
В соответствии с проектом Программы модернизации электроэнергетики России на период до 2030 г., разрабатываемой ОАО "ЭНИН", до 2030 года должны быть реализованы всего лишь демонстрационные проекты солнечной электростанции (СЭС) мощностью 1 МВт с использованием фотоэлементов с КПД до 30 - 36% и ветровой электростанции (ВЭС) мощностью 1 МВт и выше с ортогональными машинами.
Широкому внедрению ВИЭ препятствует ряд проблем. Основной проблемой при производстве электроэнергии на основе использования ВИЭ является изменчивость во времени таких источников энергии, как солнечное излучение, ветер, приливы, сток малых рек, тепло окружающей среды. Если, например, изменение энергии приливов строго циклично, то процесс поступления солнечной энергии, хотя в целом и закономерен, содержит, тем не менее, значительный элемент случайности, связанный с погодными условиями. Еще более изменчива и непредсказуема энергия ветра. Электроэнергия же представляет собой весьма специфический вид продукции, который должен быть потреблен в тот же момент, что и произведен. Ее нельзя отправить "на склад", как уголь, нефть или любой другой продукт или товар, поскольку фундаментальная научно-техническая проблема аккумулирования электроэнергии в больших количествах пока не решена, и нет оснований полагать, что она будет решена в обозримом будущем. Для малых автономных ветровых и солнечных энергоустановок возможно и целесообразно применение электрохимических аккумуляторов, но при производстве электроэнергии за счет этих нерегулируемых источников в промышленных масштабах возникают трудности, связанные с невозможностью постоянного сопряжения производства электроэнергии с ее потреблением (с графиком нагрузки). Достаточно мощная распределенная система генерации электроэнергии и распределенные интеллектуальные системы управления, включающая также ветроэлектрические установки (ВЭУ) или ВЭС и СЭС, может компенсировать изменения мощности этих станций. Таким образом, решение задачи интеграции энергоустановок, использующих ВИЭ, с единой энергетической системой России имеет два аспекта: технический и организационный (нормативно-правовой).
В целом использование ВИЭ в мире приобрело ощутимые масштабы и устойчивую тенденцию к росту, и сам факт роста не подвергается сомнению. Различные виды ВИЭ находятся на разных стадиях освоения, наибольшее применение получил самый изменчивый и непостоянный вид энергии - ветер.
Анализ состояния машиностроительной отрасли для нужд ветроэнергетики России показал:
1. При изготовлении ВЭУ можно использовать без доработок и изменений следующие комплектующие и материалы, производимые отечественной промышленностью: трансформаторы, вентиляторы и нагревательные элементы системы кондиционирования, чугун, стальной прокат, крепеж, кабельную продукцию, лакокрасочные покрытия и другие мелкие изделия.
2. С доработками и изменениями можно использовать следующие изделия российской промышленности: высокооборотные генераторы, преобразователи частоты, приводы поворота лопастей и гондолы.
3. С проведением полного цикла проектирования и изготовления (ОКР, испытания, сертификация, организация и подготовка производства) на российских предприятиях можно организовывать производство следующих изделий: лопасти, ступицы, низко- и среднеоборотные генераторы, среднеоборотные мультипликаторы, корпуса гондол, обтекатели, башни.
4. Проведение НИОКР в области материаловедения и машиностроения, разработка отечественного станочного оборудования, создание (реорганизация) производственных цехов и участков позволит организовать в России выпуск следующих изделий: высокооборотных мультипликаторов, муфт, подшипников лопастей и опорно-поворотных устройств, упругих втулок и подвесок мультипликаторов и генераторов, тормозов ветроколес и опорно-поворотных устройств.
Таким образом, комплексное удовлетворение потребностей ветроэнергетики со стороны машиностроения включает в себя работы, связанные с научными исследованиями, реорганизацией машиностроительных предприятий, освоением выпуска новых материалов и изделий, а также оснащением новыми видами станочного оборудования.
Второе место по объему применения занимает геотермальная энергетика. ГеоТЭС вполне конкурентоспособны по сравнению с традиционными топливными электростанциями. Однако ГеоТЭС географически привязаны к месторождениям парогидротерм или к термоаномалиям, которые распространены отнюдь не повсеместно, что ограничивает область применения геотермальных установок.
Для внедрения ГеоТЭС и подготовки машиностроительного комплекса для производства комплектующих и агрегатов необходимо проведение НИОКР в области материаловедения и машиностроения:
1. Теоретические и экспериментальные исследования осаждения твердых частиц на металлических поверхностях;
2. Экспериментальные исследования образования твердых отложений в паропроводе ГеоЭС;
3. Исследования образования твердых отложений в проточной части геотермальных турбин;
4. Разработка механизмов предотвращения образования твердых отложений в проточных частях геотермальных турбин;
5. Разработка метода предотвращения образования отложений в линиях реинжекции.
Задачи по внедрению ГеоТЭС, также как и комплексное удовлетворение потребностей ветроэнергетики со стороны машиностроения, включают в себя НИОКР, реорганизацию предприятий, освоение выпуска новых материалов и изделий.
Солнечная энергия используется в основном для производства низкопотенциального тепла для коммунально-бытового горячего водоснабжения и теплоснабжения. Преобладающим видом оборудования здесь являются так называемые плоские солнечные коллекторы. Все активнее идет преобразование солнечной энергии в электроэнергию. Здесь используются два метода - термодинамический и фотоэлектрический, причем последний лидирует с большим отрывом.
Солнечная энергетика, по прогнозам, будет развиваться за счет нанотехнологий. С помощью многослойных пленок можно использовать почти весь спектр солнечной энергии, что позволит повысить КПД фотоэлементов более чем в четыре раза. Таким образом, главной задачей НИОКР на данный момент является необходимость усовершенствования научных разработок и развитие сферы нанотехнологий.
Другой проблемой отечественного машиностроения для нужд солнечной энергетики является низкий уровень сборочного производства модулей и солнечных батарей из-за отсутствия необходимого российского оборудования.
Не менее интенсивно развивается использование энергии биомассы. Последняя может конвертироваться в технически удобные виды топлива или использоваться для получения энергии путем термохимической (сжигание, пиролиз, газификация) и (или) биологической конверсии. При этом используются древесные и другие растительные, а также органические отходы, в том числе городской мусор, отходы животноводства и птицеводства. При биологической конверсии конечными продуктами являются биогаз и высококачественные экологически чистые удобрения.
Использование энергии биомассы находит все большее применение. Создание новых видов генераторов синтез газа и установок по производству биогаза позволяет прогнозировать значительный рост их производства. Задача машиностроения при этом - обеспечение достаточного количества комплектующих и агрегатов, то есть увеличение производства.
Гораздо меньше развито практическое применение приливной энергии. Еще менее развито использование энергии морских волн. Этот способ использования ВИЭ находится на стадии начального экспериментирования.
Для успешного решения вопросов, связанных с производством электроэнергии генераторами, использующими ВИЭ, помимо решения вышеперечисленных вопросов требуется обеспечить благоприятные экономические условия предприятиям, использующим установки на основе ВИЭ, а также разрабатывающим и производящим такие установки и комплектующие к ним.
В целом, задача увеличения относительного объема производства электроэнергии генераторами, использующими ВИЭ с 0,5% до 4, 5%, имеет следующие составляющие:
- Научную, связанную с созданием новых материалов, элементов, узлов электроустановок, работающих на ВИЭ;
- Техническую, связанную с созданием новых видов генераторов, реакторов, установок, станций, а также инструментальной базы, обеспечивающей их производство;
- Организационную, связанную с интеграцией установок, генерирующих электричество на основе ВИЭ, с единой энергетической системой России;
- Экономическую, связанную с разработкой экономических механизмов стимулирования производства и внедрения генераторов, использующих ВИЭ.
Следует разработать меры по государственной поддержке производителей оборудования для производства электроэнергии и тепла с использованием ВИЭ путем софинансирования из федерального бюджета выполнения НИОКР по разработке высокотехнологичного оборудования, предоставлению субсидирования части процентных ставок по долгосрочным кредитам за счет бюджетных средств, дотированию тарифов потребителям на использование электроэнергии, получаемой из ВИЭ, и другим мерам, без реализации которых невозможно развитие альтернативной электроэнергетики вследствие отсутствия экономической мотивации потребителей.
|
