П.И. Карначев, Менеджер по охране труда Филиала «НИЛ ФГУН СЗНЦ гигиены и общественного здоровья» (г. Кировск)
И.П. Карначев, д-р тех. наук, проф. каф. ПМИГ горн. фак. (Россия, Апатиты, ФГБОУ ВПО КФ ПетрГУ), Вед. науч. сотр. НИЛ ФГУН СЗНЦ гигиены и общественного здоровья (Россия, Кировск, Мурманская обл.)
Аннотация
Рассмотрен вариант обеспечения энергосберегающей эффективности функционирования объекта теплоснабжения Мурманской области на базе концепции «наилучших доступных технологий». Основой концепции служит анализ сопоставления работы реального и идеального объекта теплоснабжения посредством мониторинга экологического состояния окружающей среды. Это позволит вносить корректировки, связанные с затратами ресурсов на производство тепловой энергии и соответствующим им безопасным уровнем выбросов загрязняющих веществ в атмосферу.
Ключевые слова: концепция «наилучших доступных технологий», энергосберегающая эффективность, объект теплоснабжения, российская Арктика.
Name of the article: Ensuring energy saving effectiveness of heat supply facilities in the Russian Arctic based on the concept of «best available technologies»
P.I. Karnachev, manager of labor protection of the Scientific Research Laboratory of Complex Problems of Hygiene and Occupational Deseases (Russia, Kirovsk, Murmansk region).
I.P. Karnachev, Ph.D (technical Sciences), professor of the chair PMIG faculty of mining (Russia, Apatity, KF PetrSU), senior researcher of the Scientific Research Laboratory of Complex Problems of Hygiene and Occupational Deseases (Russia, Kirovsk, Murmansk region).
Annotation
The article presents the evaluation of energy-saving effectiveness of heat supply facility in the Murmansk region on the basis of the concept of "best available technologies". The foundation of the concept is comparative analysis of real and ideal heat supply facilities considering the environmental monitoring. This approach will allow adjustments related to the costs of resources in producing heat energy and relevant safety level of atmosphere pollutant emissions.
Keywords: the concept of "best available technologies", energy efficiency, heat supply facility, the Russian Arctic.
Повышение энергоэффективности объектов теплоснабжения является крайне актуальным, поскольку в Российской Федерации затраты на производство и передачу тепловой энергии в промышленности и жилищно-коммунальном хозяйстве превышают аналогичные показатели в развитых зарубежных странах почти в 2 – 2,5 раза. Отметим, что в России затраты топлива, как на обеспечение населения теплом, так и на выпуск промышленной продукции – существенно высоки по сравнению с промышленно развитыми странами мира (табл. 1).
Концепция «наилучшие доступные технологии» (НДТ), широко используется в странах ЕС с конца прошлого века, и означает самую эффективную и передовую стадию развития производственной деятельности и методов эксплуатации производства, свидетельствует о практической пригодности определенных технологий для создания принципиальной основы энергосбережения без негативного воздействия на окружающую среду [1.2]. Наступил момент для использования реальной возможности внедрения этой концепции и для российских условий [3.4]. Эта актуальность подтверждается принятием федеральной Программы «Энергосбережение и повышение энергетической эффективности до 2020 г.» принятой 27.12.2010 г., в которой ставятся задачи о значительном снижении удельных затрат на производство [5].
По специфике климато-географического расположения Мурманской области (район Крайнего Севера и район российской Арктики) и особенностью её производства, связанной, в основном, с сырьевой направленностью основных отраслей промышленности (горно-химическая, горно-металлургическая, строительная) регион по показателю удельной энергоемкости ВРП (валового регионального продукта) является высокозатратным что требует особого внимания и отношения к вопросам энергосбережения (рис.) [6].
Правительством Мурманской области была разработана и принята долгосрочная целевая программа «Энергосбережение и повышение энергетической эффективности в Мурманской области на 2010-2015 годы и на перспективу до 2020 года» [7]. Результаты диагностики более чем трехсот российских систем теплоснабжения позволили сформулировать основные системные проблемы функционирования системы теплоснабжения промышленных и коммунально-бытовых объектов России. Полученные выводы были представлены авторами статьи в виде модели «трех китов», которые , в свою очередь, были разнесены по различным иерархическим уровням: от макро-уровня в виде – теплогенерирующих компаний (ТГК) до микро-уровня в виде тепловых сетей (см. табл. 2).
Оценка характеристик реального объекта теплоснабжения в соответствии «наилучших доступных технологий», была представлена следующим образом. По концепции предполагается, что есть некий «идеальный объект» теплоснабжения, который характеризуется определёнными затратами ресурсов на производство тепловой энергии и загрязняющими веществами, выбрасываемыми в атмосферу. И существует «реальный объект» теплоснабжения, который характеризуется своими затратами ресурсов на производство тепловой энергии и загрязняющими веществами, выбрасываемыми им в атмосферу. Характеристики двух этих объектов сравниваются, и по результатам сравнения принимается оптимальное решение, и соответственно определяется перечень мероприятий по корректировке для реального объекта теплоснабжения.
Была проведена оценка энергоэффективности работы котельной Апатитской ТЭЦ (Мурманская область) на основе концепции «наилучших доступных технологий». Использование факторов эмиссий (выбросов) загрязняющих веществ в соответствии с так называемой «схемой использования тепловой и электрической энергии в Европе» - является упрощённым подходом при оценке воздействия, обусловленного потреблением тепловой и электрической энергий на окружающую среду. Суть подхода состоит в применении специальных коэффициентов, позволяющих рассчитать выбросы SO2, CO2, и NO2, а также потребление нефти, газа и угля на единицу (ГДж) используемой тепловой и электрической энергии. Эти коэффициенты являются усредненными, они были получены в результате исследований европейских источников энергии.
Используя предложенную схему для оценки работы котельной Апатитской ТЭЦ были получены соответствующие значения. Полученные результаты сравнения реальных и идеальных характеристик объектов ТЭЦ показали незначительное уменьшение выбросов SO2, CO2, и NO2. И действительно, эти выводы подтверждаются данными из [8, с. 43, табл. 2.6], констатирующими, что г. Апатиты в 2013 г. стал занимать третье ранговое место по городским поселениям региона с превышением ПДК по отдельным загрязнителям (после г. Мурманска и г. Кандалакша) за три последних года. По результатам проведенных исследований, выполненных на базе материалов, предоставленных по Апатитской ТЭЦ, были предложены следующие рекомендации:
- повысить надёжность тепловых сетей за счёт применения труб с высокой заводской готовностью в пенопоулеритановой и пенополиминеральной изоляции;
- разработать новые теплоизоляционные конструкции трубопроводов;
- внедрить автоматизированные системы диспетчерского управления тепловыми сетями и информационно-графические системы теплоснабжающих предприятий;
- осуществить теплоснабжение с помощью автоматизированных тепловых пунктов с использованием автоматики.
Отметим, что Мурманская область относится к немногочисленным регионам российской Арктики, в которых не используется природный газ на цели отопления в виду его отсутствия. Данная парадоксальная ситуация для региона получила ещё в 2006 г в Интернете вполне чёткое наименование – «рядом с газом, но без газа» [9] или говоря по-русски - «сапожник без сапог». Ведь именно газ со Штокмана мог бы стать настоящим «спасательным кругом» для всей теплоэнергетической системы региона. Поэтому, вариант производства тепловой энергии на Апатитской ТЭЦ на основе газового сырья мог бы стать реальностью в связи со следующими двумя обстоятельствами. Во-первых, для Мурманской области до сих пор остается открытым вопрос о Штокмановском газоконденсатном месторождении, которое расположено в центре шельфовой зоны российского сектора Баренцева моря на расстоянии около 600 километров к северо-востоку от Мурманска. И хотя, в конце прошлого года было объявлено, что сроки реализации Штокмановского проекта сдвигаются, согласно последним данным, производство трубного газа в рамках Штокмана всё-таки планируется начать в 2016 году, а сжиженного природного газа – в 2017 году. И, во-вторых, в целях комплексного развития Мурманского транспортного узла существуют варианты создания газотранспортной структуры нефтегазовой компанией «Роснефть», посредством строительства газовых терминалов.
Список литературы:
1. Справочник по наилучшим доступным техническим методам в теплоэнергетике / опубл. при поддерж. МИД Великобритании через Фонд глобальных возможностей (GOF). – М.: ЮНЕСКО, 2008. – 123 с. – URL: http: // www.ecoindastry.ru
2. Справочник по наилучшим доступным технологиям для крупных топливосжигающих установок (пер. с англ.). / Приложение № 4 к программе «Модернизация электроэнергетики России на период до 2020 года» – 2006. – 20 с. – URL: http: // www. bigpowernews.ru
3. Энергетическая стратегия России на период до 2030 года. Утверждена распоряжением Правительства РФ от 13.11.2009 № 1715-р. – URL: http: // www.minenergo.gov.ru
4. Федеральный закон от 23.11.2009 № 261-ФЗ «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации». –URL: http: // www.base.garant.ru
5. Государственная программа Российской Федерации «Энергосбережение и повышение энергетической эффективности на период до 2020 года». Утверждена распоряжением Правительства РФ от 27.12.2010 № 2446-р. – URL: http: // www. ceskom.ru
6. Особенности реализации политики энергосбережения в регионах: аналит. сб. / авт.-сост. Гашо Е.Г., Пузаков В.С., Степанова М.В. – М.: АЦ при Правительстве РФ. – 2012. – 62 с.
7. Долгосрочная целевая программа «Энергосбережение и повышение энергетической эффективности в Мурманской области на 2010-2015 годы и на перспективу до 2020 года» – URL: http: // www.gisee.ru
8. Доклад о состоянии и об охране окружающей среды Мурманской области в 2013 году». Министерство природных ресурсов и экологии Мурманской области. – Мурманск, 2014. – 152 с. – URL: http:// www. new.gov-murman.ru/region/environmentstate/2013.pdf
9. Рядом с газом, но без газа. – «Полярная правда», вып. 163, 02.11.2006. – URL: http://www.b-port.com/smi/8/2041/38932.html