Энергетика как система будущего - 2

Энергетика как система будущего - 2


Окончание. Начало материала можно прочитать здесь.


В США подобная программа по развитию угольной и возобновляемой энергетики, в том числе по созданию блоков на суперсверхкритических параметрах пара (The Ultimate Power Plant Concept, UPPC), идёт в рамках национального проекта Vision XXI, дорожной технологической карты, запущенной Департаментом энергетики (DOE) в начале 2000-х и рассчитанной в третьей фазе исполнения до 2025 года. «Если вы посмотрите на структуру выполнения этого плана, то увидите, что она очень напоминает то, как было построено управление инновациями в Советском Союзе», – говорит один из экспертов.
Департамент энергетики формирует все программы развития энергетики. В нём существует подразделение APRA-E (Advanced Projects Research Agency), аналог советского Госкомитета по науке и технике в плане развития оборудования и энерготехнологий, стратегическая цель которого – добиться прорывов в энергетической отрасли, улучшающих благосостояние государства и экологическую обстановку в стране.
Обычно частные инвесторы отказываются от финансирования идей, рассчитанных на долгосрочные перспективы из-за высоких рисков нерезультативных исследований и непредсказуемых сроков возврата инвестиций. Как раз в таких случаях включается APRA-E с бюджетным финансированием на ведение НИОКР и создание опытных образцов техники, снижающих энергозависимость от ископаемых источников за счёт увеличения эффективности большой энергетики, с одной стороны, и доли возобновляемых источников энергии – с другой. После создания проекта НИОКР, инициированного самим DOE, университетами или частными компаниями, к поисковой работе (то, чем занимаются у нас академические институты) привлекаются профильные подразделения университетов и исследовательские центры, такие как, например, Массачусетский технологический.
В подчинении департамента находятся два отраслевых государственных исследовательских института: EPRI (Electric Power Research Institute), который занимается вопросами по тепловой энергетике, и NETL (Национальная лаборатория энерготехнологий), где отрабатывают технологии в тесном взаимодействии с мощными R&D-подразделениями компаний, а те в свою очередь работают с сотнями смежных инжиниринговых и производственных компаний. Что касается авторских прав, то государство в эту собственность не входит и не пытается ею торговать (как это практикуется в России).
В рамках такой деятельности, к примеру, DOE за первое десятилетие XXI века профинансировал создание технологий современных газовых турбин в General Electric, Solar Turbines и Westinghouse на сумму почти 600 млн долларов. Эти деньги давно отбились – уже налажен серийный выпуск ГТУ и их реализация, а доходы компаний и государства превышают миллиарды долларов. На создание головного образца угольного энергоблока с параметрами A-USC по проекту UPPC DOE выделяет сейчас около 800 млн долларов.
К подобным программам подтягиваются международные государственные проекты, также с участием энергетических компаний. Одна из таких межгосударственных кооперационных схем – FutureGen, проект строительства экспериментальной чистой угольной электростанции, затеянной правительством США ещё в 2003 году. Для реализации проекта был создан индустриальный альянс FutureGen, куда вошли крупнейшие энергетические, энергомашиностроительные компании и организации нескольких стран, работающих с углём, такие как американские American Electric Power, Consol Energy Inc., Kennecott Energy, Peabody Energy, Foundation Coal и ряд других, австралийская BHP Billiton Energy Coal, Inc, китайская China Huaneng Group, предприятия Южной Кореи и Индии.
Общепризнано, однако, что зависимость человечества от угля далеко не исчерпывается рамками текущего десятилетия. Сегодня из угля производят около 40% общемировой электроэнергии, но из-за роста мировой экономики и населения его доля к 2030 году, как полагают в Международном энергетическом агентстве, достигнет 44%. Многие эксперты считают, что сейчас не время отказываться от использования угля, а нужно искать более чистые технологии его применения. Поэтому университеты, НИИ, корпорации и правительства разных стран прилагают совместные усилия для решения проблемы углеродных выбросов и разработки более эффективных угольных электростанций. В авангарде этих многонациональных усилий находятся Китай и США – крупнейшие потребители угля, крупнейшие и по выбросам парниковых газов в мире, но они же – ключевые игроки новой растущей индустрии чистой энергии.
К примеру, для Китая, где спрос на электроэнергию в отличие от развитых стран продолжает расти, а уровень выбросов CO2 выше, чем в тех же США (Китай лидирует в мире по объёму углекислых выбросов в целом), более эффективные и экологичные угольные ТЭС – необходимый шаг к выполнению им взятых на себя обязательств по Киотскому протоколу, да и для собственной экологической безопасности. В настоящее время основой энергоресурсов в Китае является уголь, объём выработки электроэнергии на тепловых электростанциях составляет приблизительно 82% от общего объёма выработки электричества в стране.
Для поисков решения в этой области на базе FutureGen был инициирован совместный американо-китайский проект GreenGen, поддержанный китайским правительством и профинансированный крупнейшими угольными компаниями и инвестиционными группами страны. Было заключено межправительственное соглашение между США и Китаем о совместных исследованиях в области энергосберегающих технологий и очистки воздушной среды.
На сегодняшний день разрабатываются три основные системы, работающие по технологии чистого сжигания угля (CCT). Две основаны на традиционном способе сжигания угольной пыли для образования пара в паровых турбинах, генерирующих электричество. Первая из них – кислородно-топливная, когда уголь сжигают в кислороде для получения концентрированного потока CO2 без примеси азота. Вторая – улавливание после сжигания, когда газ, образующийся после сжигания, подвергают химической обработке для удаления CO2. Третья, и наименее продвинутая (и технологически, и, соответственно, коммерчески), – это IGCC (комбинированный цикл с внутрицикловой газификацией угля).
Безвыбросная технология IGCC – во многом продукт подобного партнёрства. Два года назад в Тяньцзине как результат этой кооперации была пущена первая в Китае и шестая по счёту в мире опытно-промышленная IGCC-электростанция комбинированного цикла с внутренней газификацией угля. Причём Китай имеет полное право интеллектуальной собственности на все технологии, созданные в рамках этого совместного проекта.
Это самая экологически чистая в мире угольная электростанция – объём загрязняющих выбросов, осуществляемых этой станцией, составляет лишь около 10% от объёма вредных веществ, выбрасываемых обычными угольными ТЭС. В будущем ставится цель достичь нулевых выбросов углекислого газа IGCC-электростанциями. Необходимо отметить, что создатели станции подчёркивали, что не относились к этому проекту как к чистой коммерции, веря, что за похожими – будущее, причём основные затраты пришлись на крупнейшую в Китае государственную электроэнергетическую компанию China Huaneng Group, поддержанную госсубсидиями.
Подобная станция по технологии IGCC мощностью 630 МВт (это самая крупная и современная коммерческая ТЭС по технологии IGCC в мире) пущена американской Duke Energy в Эдвардспорте, штат Индиана. В рамках FutureGen реализуется ещё несколько похожих проектов: в 2013–2020 годах – RWE Goldenbergwerk IGCC 450 МВт с удалением 90% CO2 (Германия,) в 2009–2017 годах – австралийская Wandoan IGCC 400 МВт, также с удалением 90% CO2 и ряд других.
В России при обсуждении проблем развития энергетики зачастую упускают тот факт, что в развитых странах (а теперь и в Китае, Индии, Бразилии) при разработке и создании головных образцов оборудования для станций, подобных вышеописанным, большую часть расходов (70–80%) зачастую берёт на себя государство. Надо отметить, что эти страны не гоняются при этом за технологическими рекордами, а преследуют сугубо экономические интересы: например, в США от реализации подобных программ ожидается получение существенного эффекта благодаря снижению себестоимости выработки электроэнергии, что повышает конкурентоспособность американских производителей и экономики страны в целом.
Из международного, да и советского опыта абсолютно очевидно, что управление энергетикой в нашей стране не может двигаться как стохастический процесс. Из опыта других стран мы видим, что отрасль довольно жёстко регулируется и управляется, и нет каких-то рыночных механизмов, которые случайным образом организуют её развитие. «Такие программы, как Vision XXI, – утверждает один из наших собеседников, – это абсолютно другая философия управления инновациями, в отличие от той, которую предпочитают наши государственники. Во многом она использует подходы, развивающие опыт руководства технологическими проектами, существовавший в нашей стране 30 и более лет назад, и которые требуют всех усилий с привлечением компетенций академических и отраслевых институтов, вузовской науки, объединённых с потенциалом производственных компаний, с вовлечением новых кадров, поиском выдающихся управленцев-технократов. Необходимо и у нас начать формулировать подобный проект с условным названием «Энергетика России как система будущего», к которому должна быть жёстко привязана программа разработки перспективного отечественного энергооборудования.


Автор: Ирик ИМАМУТДИНОВ

20 октября 2015 в 19:00

электроэнергетика, ТЭС, возобновляемые источники энергии, источники энергии, энергетика России, тепловая энергия, электроэнергетика России, ТЭС групп, электростанции России, ТЭС России крупнейшие

Другие пользователи читают

Уценённый ДПМ от старения

Впервые озвученный лишь неделю назад вариант модернизации российской энергетики молниеносно превратился в фактически...

Вчера в 20:42
Мусорный компромисс

Власти практически определились с механизмом дальнейшего финансирования программы строительства мусоросжигательных заводов...

05 октября 2017 в 21:07
Антисанкционный манёвр во благо «Россетей»

Правительство России консолидирует электросетевой комплекс Крыма на базе создаваемого АО «Крымэнерго» и готово отдать в ...

22 сентября 2017 в 17:33
ДПМ без ручки

Основные игроки рынка альтернативной генерации, в том числе «Роснано», ратуют за сохранение механизма господдержки в её ...

10 октября 2017 в 20:45