Угольные сомнения

Туманности в хрустальном шаре

Природный газ стремительно становится основным источником энергии в американской энергосистеме. Однако на прошедшем 19 апреля в Филадельфии энергетическом симпозиуме «Сеть 20\20», организованном сетевой компанией PJM, множество экспертов сошлись во мнении, что полагаться лишь на этот вид топлива было бы опрометчивым шагом.

«Не слишком ли много у нас газовой генерации?» – спросил, открывая форум, Энди Отт, президент и исполнительный директор PJM Interconnection Inc., компании, управляющей сетями в 13 штатах и в столичном округе Колумбия. Многие эксперты, выступавшие на симпозиуме, также задавались вопросом: не собираются ли политики притормозить масштабный и поспешный перевод национальной энергогенерации с угля и атомной энергии на новые источники, в том числе природный газ и ВИЭ?

Согласно исследованию компании PJM, опубликованному в конце марта, поставки газа с месторождений на территории США способны обеспечить до 86% энергетических потребностей страны. При условии, что будет создана соответствующая инфраструктура. Участники форума «Сеть 20\20» попытались выяснить, станет ли американская энергосистема менее устойчивой и более уязвимой для атак в результате перехода на единственный вид топлива. Несмотря на то что относительно дешёвый природный газ постоянно выигрывает конкуренцию у угля и ядерной энергии на оптовых рынках, сразу несколько спикеров высказались однозначно: диверсисификация источников энергии – это залог безопасности.

Динамика генерации по видам топлива в штатах Пенсильвания и Нью-Джерси (США).

«Разнообразие очень и очень важно, – заявил Марк Маккалоф, исполнительный вице-президент по генерации AEP, крупной генерирующей компании, работающей на Среднем Западе США. – Оно позволяет нам лучше понимать все эти туманности в хрустальном шаре, ведь мы по-настоящему не знаем, что нас ждёт через 10 лет, а учитывать возможные изменения в планировании просто необходимо».

Электростанции на базе природного газа, несмотря на свою гибкость и эффективность, зависят от топлива, поступающего по трубам. В этом и заключается их ахиллесова пята. Разрушение газопровода от так называемого «маловероятного события с высокой степенью воздействия» – шторма или иного стихийного бедствия – способно приостановить производство энергии.

«Что произойдёт, если мы слишком доверимся газу? – задаётся вопросом Джеки Робертс, руководитель управления по защите прав потребителей Западной Вирджинии. И продолжает: «Регуляторы, такие как Федеральная регуляторная энергетическая комиссия (FERC), должны в большей степени влиять на строительство газовой инфраструктуры, как региональные сетевые операторы координируют строительство силовых линий и электростанций. В отличие от энергетики газовая индустрия пока не имеет единой структуры, отвечающей за планирование и управление, а такая структура сейчас очень нужна, учитывая сколь популярным становится этот вид топлива».

Представители компаний, занимающихся планированием сетей и традиционно озабоченных угрозами природного или механического свойства, сфокусировались главным образом на проблеме терроризма. Их беспокоила критическая зависимость энергетического сектора от газопроводной инфраструктуры, которую не так-то просто защитить.

«Каков ваш план на тот случай, если газопровод выйдет из строя? – обратился к собравшимся Джозеф Макклелланд, директор департамента безопасности энергетической инфраструктуры FERC. Чиновник отметил, что компании-планировщики должны считаться с возможностью координированных и массированных атак на трубопроводную инфраструктуру.

По словам Марка Маккалофа из АЕР, в его компании есть большое подразделение, специализирующееся как раз на кибербезопасности.

«Чтобы быть готовыми к атакам, мы должны по меньшей мере не отставать от злодеев стратегически и технологически. Угроза энергетического терроризма отнюдь не теоретическая. Ежедневно мы сталкиваемся с десятками тысяч попыток атаковать нашу систему. Это очень серьёзный вызов», – подчеркнул эксперт.

Выброс с британского рынка

21 апреля, впервые со времён промышленной революции, Великобритания целый день провела без использования угольных электростанций. А к 2025 году британцы намерены полностью отказаться от угольной генерации. Тем временем научные и энергетические компании, накопившие огромный опыт в этой сфере, вынуждены искать применение своим компетенциям на внешних рынках. Один из таких примеров – RJM International, консалтинговая фирма из Винчестера. В феврале её специалисты завершили свой первый крупный проект в Китае, усовершенствовав тепловую станцию в пекинском районе Фенгтай и приведя её в соответствие новым требованиям по выбросам оксида азота (NOx).

Фенгтайская ТЭЦ – один из множества проектов по всему миру, в которых RJM применяет свои сложные технологии для снижения вредных выбросов. Внешние рынки стали особенно важны для компании, в 2015 году взявшей за своё технологическое решение главный приз на британском конкурсе Queen’s Award, с тех пор как правительство этой страны решило вывести из строя все электростанции на угле.

RJM International занимает несколько зданий в центре Винчестера, но основной штаб компании по-прежнему расположен на кухне управляющего директора Джона Голдринга. Посетителей этого домашнего офиса заливистым лаем встречает собака менеджера. По словам Джона Голдринга, выкупившего свою долю и отделившегося от американской RJM Corporation в 2005 году, преимущество его относительно небольшого предприятия в том, что в отличие от более крупных и нерасторопных конкурентов оно способно предложить клиентам индивидуальное решение, с учётом всех обстоятельств и условий.

«Наши технологии позволяют снизить эмиссию от сжигания угля на 15%. Еще пять лет назад никто и не думал, что такое возможно», – говорит предприниматель.

В сердце бизнеса RJM International – новая конструкция топки для действующих тепловых электростанций, позволяющая снижать уровень выбросов. Благодаря особой конструкции дизайна печи завихрения воздушных потоков предотвращают смешивание азота с кислородом и образование оксида азота. Угольные электростанции, оснащенные топкой от RJM International, достигли уровня эмиссии оксида азота в 200 мг на кубометр топлива, в то время как эмиссия на обычных угольных ТЭЦ достигает 1500 мг.

«Казалось немыслимым снизить выброс NOx ниже показателя в 500 мг при полной загрузке топки. Так было до тех пор, пока мы не показали, что это возможно», – говорит Джон Голдринг.

В ходе работы над пекинским проектом перед RJM стояла задача иного рода. Газовая тепловая станция в районе Фенгтай уже выбрасывала лишь 140 мг оксида азота на куб топлива, однако новые нормативы требовали снижения этого показателя до 30 мг.

«У нас уже была готова печь с ультранизким уровнем эмиссии, которую мы успешно установили на нескольких станциях в Европе и у нас, в Англии, – рассказывает Голдринг. – Но чтобы довести её показатели до соответствия пекинским стандартам, нам пришлось ещё поработать. Для достижения желаемых 30 мг, мы снизили температуру горения, предотвратив образование NOx из азота, содержащегося в воздухе».

К тому времени, когда британское правительство анонсировало полный отказ от угольной генерации, у RJM International уже были заключены контракты с более чем половиной всех угольных электростанций страны.

«Теперь мы вынуждены выходить на внешние рынке и пытаться побеждать в более сложных условиях, таких как в Китае», – резюмирует Голдринг.