Когда «чистый уголь» появится на ТЭС
Раушан Шулембаева, Алматы
Но здесь есть проблема: среди угольных месторождений у нас преобладают залежи низкосортного и высокозольного угля. Проще говоря, с большим содержанием золы и вредных примесей в отходящих газах. Тем не менее и от него не стоит отказываться. Он дешев, доступен – остается только найти способ минимизировать его вред экологии.
И отечественные ученые нашли выход. Для презентации на ЭКСПО-2017 в свое время была предложена перспективная разработка – плазменно-топливная система (ПТС) для эффективного сжигания низкосортного угля на тепловых электростанциях и котельных. Автору идеи, заведующему лабораторией плазмохимии Института проблем горения МОН, доктору технических наук, профессору кафедры теплофизики и технической физики КазНУ им. Аль-Фараби Владимиру Мессерле, часто задают вопрос, каков будет экономический эффект от нововведения?
– Судите сами, – говорит он, – если установить ПТС на всех 240 пылеугольных котлах ТЭС Казахстана, то экономический эффект от их использования достигнет более 50 миллиардов тенге в год. И это не считая экологического эффекта, заключающегося в значительном снижении мехнедожога топлива и вредных выбросов.
Разработка актуальна, если учесть, что в Казахстане практически все энергетические угли низкосортные. Именно по этой причине сегодня на ТЭС до 10–15% угля не сгорает, а вылетает в дымовую трубу и отравляет атмосферу. Это – несгоревший углерод и дымовые газы с оксидами азота и серы, которые, соединяясь с парами воды в атмосфере, выпадают на землю в виде кислотных дождей. ПТС как раз и решает эту проблему с помощью плазмотрона, который разогревает воздух до 5–6 тыс. градусов, что позволяет воспламенить плазменным факелом высокозольный уголь даже в холодной топке. В результате он сгорает практически полностью. Черного дыма и сажи, которые сегодня можно наблюдать на любой электростанции, при использовании плазмотронов не будет. Снизятся и вредные выбросы: оксидов азота – на 50%; оксидов серы – на 30–40%. Преимущество плазменной технологии еще и в том, что при быстром воспламенении и более полном выгорании угля высоту котла можно уменьшить на 25–30%, что существенно снизит металлоемкость энергетического оборудования.
Несмотря на эти преимущества, разработка не востребована, хотя ею широко пользуются за рубежом. «Презентации проходят хорошо, – рассказывает Владимир Ефремович, – но когда дело касается ТЭО, настроение у бизнесменов меняется, окупаемость в четыре года никому не нравится. Получается, выгоднее заплатить экологический штраф, чем вкладывать инвестиции в модернизацию котлов».
Проблема серьезная, если учесть, что энергетика – это фундамент промышленности, на котором строятся все остальные базовые отрасли. Что же мы имеем?
На всем постсоветском пространстве тепловые электростанции находятся примерно в одинаковом состоянии – они работают на пределе своего ресурса, имея амортизацию в 60–70%. Новые энергоблоки практически не вводятся. «Мы имеем дело с устаревшим оборудованием времен СССР, – продолжил разговор профессор. – И, как следствие, либо губим окружающую среду, либо тратим большие деньги, чтобы улавливать вредные выбросы, вместо того чтобы подавить их образование на начальной стадии».
Модернизация, технологическое перевооружение с высокими эколого-экономическими показателями, о которых говорится в Послании Президента, – это настоятельная необходимость. Эксплуатация старого оборудования становится дорогой и экологически неприемлемой. Глава государства уже поручил Правительству совместно с бизнесом разработать комплекс мер технологического перевооружения базовых отраслей. Без таких мер сложно говорить о прогрессе.
– Наша технология в Китае уже используется, – говорит Владимир Ефремович. – Они, конечно, модернизировали идею и оснастили нашей системой 627 котлов в своей стране, получив экономический эффект за время внедрения, начиная с 2008 года, около 25 миллиардов юаней. Для сравнения скажу, что в Казахстане всего 240 пылеугольных котлов. В Китае смогли быстро решить вопрос с помощью государства: правительство приняло решение после того, как в 1995-м я провел у них первые испытания ПТС. Тогда они создали специальную государственную компанию, выделили финансирование и уже в 2002-м вышли на свой рынок, а также Кореи, Индонезии, России и Турции.
Сегодня в Китае уже пять государственных компаний по внедрению плазменных технологий в энергетику. Каждая из них в год получает больше миллиарда юаней прибыли плюс значительное снижение экологической нагрузки.
К слову, когда Владимир Мессерле проводил в Китае первое испытание своей системы, его снимало телевидение, представив плазмотрон как изобретение... китайских ученых при участии Казахстана! Обжегшись с «китайскими котлами», ученый отказался подписывать контракт с компанией «Сименс», который давал бы ей право внедрять нашу технологию по всему миру.
Понятно, что разработка профессора КазНУ, которая по своим до удивления простым характеристикам (на пылеугольную горелку ставится небольшой по размеру плазмотрон, только и всего) опережает западные технологии, одной из первых вошла в список отечественных ноу-хау для представления на ЭКСПО в Астане. Может быть, на всемирной выставке, наконец, заговорят о ее практическом внедрении и в нашей стране?
И отечественные ученые нашли выход. Для презентации на ЭКСПО-2017 в свое время была предложена перспективная разработка – плазменно-топливная система (ПТС) для эффективного сжигания низкосортного угля на тепловых электростанциях и котельных. Автору идеи, заведующему лабораторией плазмохимии Института проблем горения МОН, доктору технических наук, профессору кафедры теплофизики и технической физики КазНУ им. Аль-Фараби Владимиру Мессерле, часто задают вопрос, каков будет экономический эффект от нововведения?
– Судите сами, – говорит он, – если установить ПТС на всех 240 пылеугольных котлах ТЭС Казахстана, то экономический эффект от их использования достигнет более 50 миллиардов тенге в год. И это не считая экологического эффекта, заключающегося в значительном снижении мехнедожога топлива и вредных выбросов.
Разработка актуальна, если учесть, что в Казахстане практически все энергетические угли низкосортные. Именно по этой причине сегодня на ТЭС до 10–15% угля не сгорает, а вылетает в дымовую трубу и отравляет атмосферу. Это – несгоревший углерод и дымовые газы с оксидами азота и серы, которые, соединяясь с парами воды в атмосфере, выпадают на землю в виде кислотных дождей. ПТС как раз и решает эту проблему с помощью плазмотрона, который разогревает воздух до 5–6 тыс. градусов, что позволяет воспламенить плазменным факелом высокозольный уголь даже в холодной топке. В результате он сгорает практически полностью. Черного дыма и сажи, которые сегодня можно наблюдать на любой электростанции, при использовании плазмотронов не будет. Снизятся и вредные выбросы: оксидов азота – на 50%; оксидов серы – на 30–40%. Преимущество плазменной технологии еще и в том, что при быстром воспламенении и более полном выгорании угля высоту котла можно уменьшить на 25–30%, что существенно снизит металлоемкость энергетического оборудования.
Несмотря на эти преимущества, разработка не востребована, хотя ею широко пользуются за рубежом. «Презентации проходят хорошо, – рассказывает Владимир Ефремович, – но когда дело касается ТЭО, настроение у бизнесменов меняется, окупаемость в четыре года никому не нравится. Получается, выгоднее заплатить экологический штраф, чем вкладывать инвестиции в модернизацию котлов».
Проблема серьезная, если учесть, что энергетика – это фундамент промышленности, на котором строятся все остальные базовые отрасли. Что же мы имеем?
На всем постсоветском пространстве тепловые электростанции находятся примерно в одинаковом состоянии – они работают на пределе своего ресурса, имея амортизацию в 60–70%. Новые энергоблоки практически не вводятся. «Мы имеем дело с устаревшим оборудованием времен СССР, – продолжил разговор профессор. – И, как следствие, либо губим окружающую среду, либо тратим большие деньги, чтобы улавливать вредные выбросы, вместо того чтобы подавить их образование на начальной стадии».
Модернизация, технологическое перевооружение с высокими эколого-экономическими показателями, о которых говорится в Послании Президента, – это настоятельная необходимость. Эксплуатация старого оборудования становится дорогой и экологически неприемлемой. Глава государства уже поручил Правительству совместно с бизнесом разработать комплекс мер технологического перевооружения базовых отраслей. Без таких мер сложно говорить о прогрессе.
– Наша технология в Китае уже используется, – говорит Владимир Ефремович. – Они, конечно, модернизировали идею и оснастили нашей системой 627 котлов в своей стране, получив экономический эффект за время внедрения, начиная с 2008 года, около 25 миллиардов юаней. Для сравнения скажу, что в Казахстане всего 240 пылеугольных котлов. В Китае смогли быстро решить вопрос с помощью государства: правительство приняло решение после того, как в 1995-м я провел у них первые испытания ПТС. Тогда они создали специальную государственную компанию, выделили финансирование и уже в 2002-м вышли на свой рынок, а также Кореи, Индонезии, России и Турции.
Сегодня в Китае уже пять государственных компаний по внедрению плазменных технологий в энергетику. Каждая из них в год получает больше миллиарда юаней прибыли плюс значительное снижение экологической нагрузки.
К слову, когда Владимир Мессерле проводил в Китае первое испытание своей системы, его снимало телевидение, представив плазмотрон как изобретение... китайских ученых при участии Казахстана! Обжегшись с «китайскими котлами», ученый отказался подписывать контракт с компанией «Сименс», который давал бы ей право внедрять нашу технологию по всему миру.
Понятно, что разработка профессора КазНУ, которая по своим до удивления простым характеристикам (на пылеугольную горелку ставится небольшой по размеру плазмотрон, только и всего) опережает западные технологии, одной из первых вошла в список отечественных ноу-хау для представления на ЭКСПО в Астане. Может быть, на всемирной выставке, наконец, заговорят о ее практическом внедрении и в нашей стране?
