Одной из ключевых проблем современного мира является проблема энергетической безопасности, под которой понимается гарантированное получение энергии в том количестве и того качества, которые требуются обществу в данных экономических условиях. Для нашего региона эта проблема особенно актуальна вследствие экономических и геополитических условий, в которых он оказался после распада СССР.
Несмотря на ввод в эксплуатацию первого энергоблока Калининградской ТЭЦ-2 и предстоящего удвоения электрической мощности станции, проблему энергетической безопасности в перспективе не решить без ввода дополнительных мощностей. При этом одним из важнейших требований обеспечения энергетической безопасности является разнообразие источников получения энергии.
На разных этапах общественного развития в СССР структура энергетического баланса формировалась не только на основе экономических, технологических и геологических возможностей, но и под воздействием идеологических принципов с использованием административного ресурса и даже вкуса лиц, находящихся у власти. Калининградская область на 92% обеспечивалась поставками электроэнергии из единой системы России через бывшую союзную Республику Литву. Не было необходимости (и возможности) формировать свою, региональную, энергетическую политику.
Сегодня жизнь поставила нас перед выбором стратегии развития энергетики региона, обеспечивающей его энергетическую безопасность на перспективу. Представляется, что наиболее надежным является вариант развития собственных генерирующих источников, чтобы не было зависимости от подключения к энергосистеме ЕС и от перетоков из РФ через границы других государств.
Но на какие ресурсы может рассчитывать наш регион, создавая собственную независимую энергетику? Этот вопрос активно обсуждается в СМИ с начала 90-х годов прошлого века, а в последнее время обсуждение заметно активизировалось. Этому способствовала, на наш взгляд, разработка перспективной программы развития региональной энергетики, в основу которой было заложено строительство трех мощных ТЭЦ на торфе общей энергетической мощностью 480 МВт и двух станций на угле по 75 МВт каждая в Светлом и в Балтийске.В то же время в программе не нашлось места для развития «малой» энергетики на нетрадиционных возобновляемых источниках энергии (НВИЭ).
Хотелось бы изложить здесь другое видение проблемы энергетической безопасности региона с учетом современных взглядов на развитие топливно-энергетического комплекса (ТЭК) в России и в Европе, а также исторического опыта в СССР и в мире.
Еще в 1998 году первый московский международный форум «Энергетика и общество» одобрил основные положения Новой энергетической идеи на XXI век, в которых в частности утверждается, что дальнейшее развитие ТЭК в России должно осуществляться не на установках по реализации тех или иных «грандиозных» ресурсопоглощающих проектов, а на принципе гармоничного сосуществования системы «энергетика-экономика-природа-общество».
О торфе
Его запасы действительно велики. Но велики не только у нас, но и во многих странах Евросоюза. Однако ни одна страна не делает ставку на торф как основное энергетическое топливо. Торф - это местное топливо, и относить его к числу возобновляемых источников энергии можно лишь в объемах ежегодного прироста. Наука требует чрезвычайно осторожного обращения с этим ресурсом (см. Географический атлас Калининградской области, КГУ, К-д, 2002 г. стр.22-23; Геология и полезные ископаемые Калининградского региона В.А.Загородных и Т.А.Кунаевой, К-д, 2005 г. стр.73 и др.). В том же Географическом атласе запасы торфа, рекомендованные к эксплуатации в Калининградской области, определены в количестве 57,8 млн тонн при общих запасах 311 млн тонн. Нетрудно определить, что рекомендованных к разработке запасов при мощности трех станций 480 МВт хватит всего на 26 лет работы. А если вычерпать всё без остатка, невзирая на научные рекомендации, то всего на 140 лет!
А что будет потом? Во что превратится наш небольшой регион? В сплошное озеро или в лунный пейзаж? Ведь одной золы ежегодно будет образовываться более 112 тыс. тонн. Каким тепловым потребителям потребуется 1,8 млн Гкал тепла в год? Есть ли такие в Черняховске, Гусеве, Немане? Какие ресурсы потребуются для организации разработки торфа и доставки топлива на ТЭЦ общей мощностью 480 МВт?
Люди старшего поколения хорошо помнят, что в прошлые годы, когда советская энергетика была заражена гигантизмом, серьёзно рассматривались проекты Нижне-Обской и Ахтубинской ГЭС, реализация которых начисто исключала бы возможность добычи газа, которым мы сегодня пользуемся, а также рыбных запасов в устье Волги. Хорошо, что в свое время нашлись силы, доказавшие ошибочность строительства новых ГЭС на Оби и Волге. Нам представляется, что проекты гигантских ТЭЦ на торфе в нашем регионе можно причислить к описанным выше ошибочным предложениям. В энергетике нельзя руководствоваться принципом «после нас хоть потоп!».
Мы полагаем, что использование торфа в качестве топлива возможно лишь в местных котельных или мини-ТЭЦ с электрической мощностью не более 10-15 МВт для тепло- и электроснабжения отдельных предприятий, поселков и небольших городов.
Об угле
К сожалению, своего угля у нас нет. Но все крупные электростанции Восточной Пруссии работали на угле. Современные технологии позволяют сжигать его очень эффективно и практически без твердых отходов. На ТЭЦ-2 в польском Гданьске вся зола гранулируется и идет на изготовление различных строительных конструкций. Эта ТЭЦ находится в центральной части города, отличается высокой технологической культурой и не нуждается в территории для золоотвалов.
Энергетическая безопасность страны определяется не только общим потенциалом энергосистемы, но и научно обоснованным ранговым распределением всех ее генерирующих источников. Имея у себя в регионе такой мощный источник энергии, как ТЭЦ-2, нам не нужно больше строить крупные электростанции. Недостающие потребности в энергии нужно восполнять на нескольких средних и многочисленных мелких станциях, которые должны использовать нетрадиционные возобновляемые энергоресурсы.
О ядерной энергетике
В качестве альтернативы торфу и, может быть, углю следует обратиться к ядерной энергетике. Отрадно отметить, что в 2008 году наконец-то в СМИ появились высказывания специалистов о необходимости строительства АЭС в Калининградской области. До сих пор об этом говорилось лишь вскользь и даже как-то стыдливо. Возможно, оттого, что часть населения пока негативно относится к использованию этого вида энергии. Поэтому нужна серьезная разъяснительная работа среди населения в СМИ, тем более что решение о строительстве АЭС уже принято федеральным центром и региональной властью.
Однако нам не нужны такие АЭС, как в Твери, Игналине, Смоленске. Как уже было сказано выше, при наличии ТЭЦ-2 нам нужны несколько средних АЭС средней мощности. Такими могут быть многомодульные подземные (ПАТЭС) или прибрежные (ПрАТЭС) атомные теплоэлектростанции, проекты которых разработаны в ЦНИИ им. акад. А.Н. Крылова на основании опыта эксплуатации отечественных корабельных реакторных установок и освоенных судостроительной промышленностью технологий. Компоновочные схемы представлены модулями по 75 МВт, позволяющими осуществлять проекты в диапазоне мощностей от 75 до 300 МВт. Относительно небольшие единичные тепловые мощности ПАТЭС и ПрАТЭС позволяют использовать их для теплоснабжения небольших городов и промышленных узлов. Реализация таких проектов возможна не только а подземном, но и в прибрежном наземном и даже плавучем вариантах. Они были рекомендованы разработчиком для ряда областей России и Белоруссии, в том числе для Калининградской области (см. «Энергия, экономика, техника, экология», 2002 г., № 11, с. 9, 14).
Нужно отметить, что руководство «Янтарьэнерго» еще в 2000 году проявило интерес к этим разработкам и получило от разработчика соответствующие материалы. Гарантированная радиационная безопасность для населения с учетом любых внутренних аварий и экстремальных внешних воздействий позволяет размещать такие станции в непосредственной близости от жилых и общественных построек. А транспортабельность атомных модулей и отработанных отходов морским транспортом открывает перспективы их реализации в нашем регионе.
О малой энергетике
Следует особо сказать о малой энергетике, о многочисленных электростанциях малой мощности, которые в соответствии с оптимальной организацией структуры каждой энергосистемы должны обеспечивать потребности в тепловой и электрической энергии не крупные города и промышленные зоны, а отдельные поселки, мелкие и средние производства, фермерские хозяйства, объекты курортной зоны, отдельные жилые постройки и т.п. Здесь необходимо всемерно использовать НВИЭ. Нет никакой необходимости, да и слишком затратно, подводить к каждому отдельно стоящему объекту газопровод или ЛЭП.
Среди многочисленных НВИЭ для нашего региона наиболее перспективно использовать энергию биомассы, ветра, малых ГЭС и (по возможности) солнца. И если какие-то попытки в использовании энергии ветра и малых ГЭС в последние годы в области предпринимались, то серьезных попыток использования биомассы в энергобалансе региона не было. А ведь это самый крупный региональный ресурс среди всех НВИЭ. В конце прошлого года в РГУ им. Канта была защищена кандидатская диссертация, в которой был определен возможный энергетический потенциал региональной биомассы.
Департамент НВИЭ Европейской комиссии выделил биоэнергетику в самостоятельную отрасль. Не случайно, что еще в 2003 г. вклад биомассы в общий энергобаланс стран ЕС составил 3,6% (тогда как вклад всех прочих НВИЭ, вместе взятых, составил всего лишь 3,4%). К 2010 г. этот вклад увеличится до 12%, а к 2040 г. доля биомассы может возрасти до 24%.
В качестве биотоплива в нашем регионе могуть быть использованы отходы растениеводства, животноводства, птицеводства, звероводства; посадки быстрорастущих кустарников на неудобьях: отходы древесины от рубок ухода за лесом и выборочных санитарных рубок; твердые бытовые отходы жилых зданий, учреждений и предприятий (ТБО); промышленные отходы предприятий (ПО), в том числе отходы деревообработки и горючие отходы ряда других производств; залежи ТБО на свалках и ПО в короотвалах. По своему происхождению их можно разделить на две группы: сельские (первые три вида) и городские (три последних). В соответствии с такой классификацией следует определить два приоритетных направления использования биомассы в Калининградской области – сельское и городское.
Сельское направление предполагает создание автономных теплоэнергетических комплексов (АТК), рассредоточенных по территории региона для получения биогаза, тепловой и электрической энергии, а также экологически чистых удобрений для сельского хозяйства. В КГТУ и РГУ им. Канта разрабатываются предложения по размещению наиболее крупных биоэнергетических установок (БЭУ) на территории области. Морфология основных элементов АТК с комбинированным использованием различных видов НВИЭ разработана в Астраханском ГТУ. Такие комплексы уже действуют в Германии, Швеции, Польши и ряде других стран.
Городское направление предполагает создание в Калининграде и других крупных городах области (Советск, Черняховск, Гусев) комплексных районных тепловых станций (КРТС), где для выработки тепловой и электрической энергии в качестве основного топлива должны использоваться ТБО и ПО, а в качестве резервного – какое-либо природное топливо. Концепция таких КРТС для России еще в 1996 г. была разработана Институтом теплофизики Сибирского отделения РАН. Современные технологии очистки уходящих газов от вредных веществ позволяют размещать такие КРТС в городской черте, например, на месте существующих РТС и котельных. В КГТУ в рамках дипломного проектирования уже сделан ряд таких проработок. Одна из них предполагает постепенную ликвидацию свалки в городской черте Советска с использованием отечественной технологии, предложенной НЦП «ПОИСК-ПЛИС». Эта технология позволяет, помимо тепловой и электрической энергии при переработке свежих и свалочных ТБО, получать целый ряд других товарных продуктов: металл, строительные материалы, товарный синтез-газ. Одновременно решается проблема круглогодичного горячего водоснабжения Советска.
Здесь важно отметить, что использование биомассы сельского и городского происхождения в АТК и КРТС решает не только проблему энергетической безопасности, но и целый ряд других проблем: экологическую, санитарную, социальную. В частности, утилизация мусора должна быть практически безотходной. Ни одно крупное животноводческое, птицеводческое и звероводческое хозяйство не должно функционировать без БЭУ, утилизирующей его отходы. В противном случае наш регион в обозримом будущем превратится в сплошную мусорную свалку с болотами из нечистот и золоотвалами от крупномасштабной разработки торфяников. Станут ненужными проектируемые сегодня приморские и кольцевые автострады, ибо область лишится основной своей привлекательности – здоровой окружающей среды.
Цена вопроса
Конечно, развитие малой энергетики на НВИЭ требует немалых затрат. В странах, которые всерьёз обеспокоены не только сегодняшним днем, но и будущим благополучием своего населения, усиленно финансируются работы, связанные с разработкой новых технологий получения тепловой и электрической энергии за счет НВИЭ. В Германии на эти работы бюджетные затраты составляют 28,3% от общих затрат на НИОКР в энергетическом секторе, в Испании – 23,5%, в Португалии – 51% (см. Теплотехника, № 8, 2007 г.). У нас же отношение к малой энергетике совершенно иное. Часто можно слышать от современных менеджеров: «А какова цена вопроса?».
Нам представляется, что этот последний тезис абсолютизировать нельзя. На современном этапе, когда конкурентоспособность НВИЭ еще не достигнута, государство и частный капитал должны найти возможность стимулировать развитие технологий их внедрения в энергобаланс региона.
Здесь уместно отметить, что на кафедре судовых энергетических установок и теплоэнергетики КГТУ уже давно в рамках дипломного проектирования разрабатываются проекты создания в регионе малых ТЭЦ на торфе, прибрежных атомных ТЭЦ мощностью до 150 МВт, АТК на биотопливе для сельских районов, КРТС с использованием ТБО в Калининграде и в Советске, модернизации современных РТС и котельных с установкой на них генерирующих мощностей.
Конечно, дипломные разработки не являются поводом для их немедленной реализации. Но наметить перспективы развития энергетики региона по ним вполне можно. Тем более что высказанные в этой статье мысли не новы. Они озвучивались нами ранее на разного рода международных и региональных научных конференциях, публиковались в научных журналах (например, «Электрика», № 8, 2006 г. и др.). Однако создается впечатление, что научные работники и лица, определяющие политику в области энергетики, существуют в разных мирах. И стратегические решения во многом, как и в советские времена, определяются либо вкусом лиц, принимающих эти решения, либо в момент отчаяния под угрозой надвигающегося энергетического кризиса. Но поспешность здесь неуместна.
По нашему мнению, должна быть разработана четкая стратегия энергетической безопасности региона с использованием как традиционных, так и нетрадиционных возобновляемых источников энергии, включая атомную энергию по технологиям ЦНИИ им. Крылова. Всемерное использование НВИЭ, в первую очередь биомассы городского и сельского происхождения, позволяет одновременно с энергетической безопасностью решать проблемы экологические, санитарные и социальные.
Виктор СЕЛИН
Нашли ошибку? Cообщить об ошибке можно, выделив ее и нажав
Ctrl+Enter
© 2003-2024