443
І газ економить, і викиди скорочує
— Енергетика
У цей час виграють економіки тих країн, у яких ефективність використання палива вища. Найбільш прогресивна технологія використання природного газу в теплоенергетичних установках уперше у світі була запропонована в Інституті технічної теплофізики (ІТТФ) НАН України. Вона базується на новому методі перетворення енергії - термохімічній регенерації (ТХР).
На сьогоднішній день розроблені наукові основи і практичні методи реалізації ТХР у різних теплоенергетичних установках, отримано більше 50 авторських посвідчень і патентів
Теоретичними та експериментальними дослідженнями доведено, що застосування ТХР, наприклад, у промислових печах дозволяє скоротити витрату природного газу на 30-35% та у комбінації з повітряною регенерацією досягти найбільшого значення коефіцієнта використання палива. При використанні ТХР у двигунах внутрішнього згоряння (ДВЗ), газотурбінних установках і парогазових установках їх ККД підвищується на 7-13%.
Якби названі теплоенергетичні установки використовували ТХР, то сьогодні споживання природного газу в Україні було б на 15-25% менше, а кількість шкідливих викидів в атмосферу скоротилося б у три-п'ять разів. Відповідно зменшилася б паливна складова в собівартості багатьох товарів. Це дозволило б знизити їхню ціну і тим самим значно підвищити конкурентноздатність. Таким чином, завдяки впровадженню енергозберігаючої технології могла бути підвищена економічна безпека країни. Однак, незважаючи на такі великі можливості ТХР, сьогодні вона в Україні не використовується. Чому?
Великою перешкодою на шляху реалізації термохімічної регенерації, як це не дивно, стало те, що ТХР має надзвичайно великі можливості підвищення ККД практично для всіх типів перерахованих вище теплоенергетичних установок. Її можливості поширюються на всі види палива (тверде, рідке і газоподібне). Причому ККД завдяки технології ТХР може перевищувати навіть ту межу, яку досягнуть за допомогою яких-небудь інших відомих методів.
Звичайно, людині недосвідченій такі "надможливості" ТХР можуть здатися неправдоподібними. Саме невір'я окремих енергетиків створювало перешкоди (відсутність фінансування, ліквідація наукового відділу, унеможливлення досліджень із тематики і т.д.), що паралізували роботи із впровадження ТХР в Україні.
Не сприяли її впровадженню і дуже низькі ціни на природний газ у Радянському Союзі. З одного боку, у розроблювачів був відсутній інтерес до впровадження, тому що це не давало можливості одержати відчутний економічний ефект. З іншого боку, у підприємств не було зацікавленості в економії палива.
І все-таки ТХР вдалося впровадити. Правда, сприяли цьому більше не економічні стимули, а екологічні. Це відбулося, на жаль, не в Україні, а в Узбекистані (м. Чирчике) на заводі "Узбекхіммаш". Причому, як відзначалося вище, ТХР цікавила завод не стільки як можливість економії природного газу, а насамперед як засіб від забруднення атмосфери (існувала загроза закриття ковальсько-пресового цеху з екологічних причин). Уперше у світі на цьому заводі була побудована та введена в експлуатацію нагрівальна піч із ТХР. При використанні такої комбінованої регенерації теплоти була майже вдвічі скорочена витрата природного газу, а коефіцієнт використання палива в печі досяг рекордного значення - 92-93%. При цьому екологічні показники роботи печі перебували на рівні, що значно нижчі від гранично припустимих норм.
Напевно, у читача виникло запитання: а яка зараз ситуація із впровадженням ТХР в Україні, коли ціни на природний газ зросли в багато разів? Якщо раніше були гроші, але не було економічного стимулу, то зараз є стимул, але немає грошей. На це питання можна відповісти й інакше: очевидно, поки ціна на природний газ підвищилася не настільки, щоб ТХР була б затребувана в Україні.
Виходить, що підвищення ціни на енергоносії не стимулює в достатній мірі гостру потребу в широкому використанні енергозберігаючих технологій. Принаймні, стосовно ТХР такої потреби не виникло. І це незважаючи на те, що вже при існуючих цінах на природний газ можна одержати колосальний економічний ефект. Якщо всього лише на одній печі (з витратою природного газу 1000 м3 на годину) установити ТХР, то плата за річну витрату газу зменшиться приблизно на 0,5 млн. дол. США. Якщо ж ціна на газ підвищиться до європейського рівня (що цілком можливо в найближчі роки), то плата за газ при використанні технології ТХР буде меншою вже на 1 млн. дол. США. Оскільки в Україні (і не тільки) десятки тисяч різних печей, неважко собі уявити, який величезний прибуток мала б країна, використовуючи цей метод тільки на печах.
Роботи із впровадження ТХР ведуться інтенсивно, але, на превеликий жаль, не в Україні. У цей час реалізується спільний проект із Інститутом газової технології, що перебуває в м. Чикаго, з використання ТХР для низки американських двигунобудівних фірм (на відповідний спосіб та пристрій є патент США). Розвиваються дослідження з використання ТХР у промислових печах для декількох американських заводів.
Декілька країн (насамперед Росія) останнім часом досить інтенсивно нарощують свій енергетичний потенціал в основному за рахунок будівництва високоефективних ТЕС, ККД яких буде перевищувати 50%. У Європі ККД більшої частини ТЕС уже давно близько 50%, у той час як в Україні цей показник не перевищує 40%. Якщо в найближчі роки не підвищити ефективність перетворення енергії природного газу в електроенергію, то ціна, що прийдеться платити за перевитрачений газ, що може являти серйозну загрозу економічній безпеці України.
Істотну допомогу в вирішенні цієї проблеми може надати ТХР. Якщо двигун внутрішнього згоряння, що виробляється на Харківському заводі ім. Малишева, обладнати ТХР, то на його базі можна створити міні-ТЕЦ, ККД якої складе близько 50%. Широке використання таких автономних міні-ТЕЦ дозволить у короткий термін істотно підняти ефективність використання природного газу при виробництві електроенергії в Україні.
Для реалізації ТХР не потрібно створювати яке-небудь нове енергетичне обладнання - достатньо в існуючих теплоенергетичних установках усього лише змінити систему живлення паливом. Для цього до звичайної системи додається теплообмінник, призначений для нагрівання суміші палива із частиною продуктів згоряння. При нагріванні суміші відбуваються хімічні реакції, у результаті чого утвориться нове паливо, калорійність якого істотно перевищує вихідне.
З огляду на те, що ТХР практично готова до реалізації, а також те, що для її впровадження не потрібно великих капітальних витрат, можна сподіватися, що нова технологія в короткий термін знайде широке застосування в Україні. Це дозволить не тільки одержати велику економію природного газу, але і значно скоротити викиди парникових газів в атмосферу.
Вільям Носач
За матеріалами: Дзеркало Тижня
Поділитися новиною
