Реферат: История атомной энергетики Украины
Один из путей экономии энергоносителей - эффективное использование высокопотенциальной составной теплоты сгорание топлива, которое используется для отопления и горячего водоснабжения. Такое энергосбережение является довольно известным, а один из способов его реализации - комбинированное производство электроэнергии и тепла0 на теплоэлектроцентралях (ТЭЦ). Соответственно термодинамической терминологии, такой способ обеспечивает значительное повышение энергетического коэффициента полезного действия. Но, несмотря на это, использование теплофикационного цикла было и есть слабораспостранённым. Причинами этого были дешевые энергоносители раньше, и недостаточное понимание проблемы сегодня. Только 4% электроэнергии от всего объема потребления вырабатывается на ТЭЦ, а близко 90% - на конденсационных электростанциях, на которые только одна третья теплоты топлива превращается в электроэнергию, а две третьих - выбрасывается в окружающую среду и есть основным источником теплового загрязнения.
Комбинированный способ выработки электроэнергии и теплая имеет значительные экономические преимущества. В результате применения этого способа, доходы от реализации выработанных теплоты и электроэнерги на единицу количества сожженного топлива возрастают в сравнении с доходами, которые полученные от реализации выработанных теплоты и электроэнерги в отдельности - в котельных и на конденсационных электростанциях. Например, если стоимость тепла, полученного с 1 м3 газа в обычной котельной, составляет 0.448 грн. при стоимости газа 0.226 грн./ м3, а стоимость электроэнергии полученной с 1 м3 газа на конденсационной электростанции 0.36 грн., то стоимость полученной продукции при комбинированном производстве электроэнергии и теплоты с 1 м3 газа составляет 0.616 грн. В среднему стоимость выработанной с 1 м3 газа продукции по комбинированной схеме по сравнению с обычной повышается на 35-40%, при существующих сегодня ценах. Но эта стоимость будет возрастать при росте цен на электроэнергию. К девальвации гривны эта разность в стоимости составляла 52%.
Из 1 м3 газа, при сжигании его с к.п.д. 0.85, можно получить около 8 кВт*год тепловой энергии (28,8МДж) или около 2.8 кВт*год электроэнергии (к.п.д 30%) . Цена 1 м3 газа потребляемого городскими котельнями - 0.226 грн. Стоимость 1Гкал - около 65 грн. Стоимость теплоты, полученной из 1 м3 газа в городских котельнях - 0.056 х 8 кВт*час = 0.448 грн. Стоимость электроэнергии, полученной из 1 м3 газа составляет 0.12 х 2.8 кВт*час =0.34 грн. (Стоимость газа в 1 кВт*час теплоты - 0.028 грн., а в 1 кВт*час электроэнергии - 0.096 коп., при стоимости 0.288 грн/м3 ).
При изготовлении электроэнергии на конденсационных электростанциях из 1 м3 газа получают 2.8 кВт*час электроэнергии, а около 6.8 кВт*час теплоты выбрасывается в окружающую среду. Если же перейти на комбинированное производство электроэнергии и теплоты, то с 1 м3 газа можно вырабатывать около 2.8 кВт*час электроэнергии, а около 5 кВт*час использовать для отопления или гарячего водоснабжения. В этом случае стоимость полученной из 1 м3 газа теплоты и электроэнергии будет: 2.8 кВт*час х 0.12 + 5 кВт*час х 0.056 = 0.616 грн., т.е, сжигая 1 м3 газа при таком способе, можно получить на 0.616 - 0.448 = 0.168 грн. больше, или на 0.168 : 0.448 х 100% = 38 % больший доход.
Кроме экономических преимуществ, изготовление тепла и электроэнерги комбинированным способом значительно снижает затрату топлива (близко 50%), поскольку разрешает использовать то тепло, которое почти не используется на конденсационных электростанциях.
По данным работы [1] в Украине на отопление и горячее водоснабжение имеющегося жилого фонда используется 70-75 млн. т.у.т., из них около 34 млрд. м3 газа. При этом, около 30-50% выработанной теплоты теряется из-за эксплуатации малоэффективного и изношенного оборудования, аварийного состояния инженерных сетей, низких теплозащитных свойств заградительных конструкций зданий и т.д. [1-3].
Эффективное сжигание всего объема топлива, которое используется сегодня для отопления и горячего водоснабжения по теплофикационному циклу разрешило бы вырабатывать около 200 млрд. квт*час. электроэнергии, которая превышает ее выработку на всех электростанциях Украины за год (в 1997 году было выработано 177 млрд. кВт*час). А за счет устранения потерь, которые имеют место при настоящем транспортировании и потреблении тепла, можно компенсировать затраты тепловой энергии, которая необходимая для производства электроэнергии на ТЭЦ. Таким образом, полное использование на ТЭЦ топлива, которое тратится сегодня в Украине на отопление и горячее водоснабжение, а также эффективная теплоизоляция теплосетей и зданий дало бы возможность обеспечить полностью наши потребности в тепле и электроэнергии. Внедрение комбинированного способа производства теплоты и электроэнергии и их сберегательное использование разрешило бы отказаться от производства электроэнергии на атомных и тепловых конденсационных электростанциях. При этом отпадёт необходимость импортировать ядерное топливо и на 30 млн. т.у.т. сократится потребление энергоносителей, которые сегодня сжигают на тепловых конденсационных электростанциях. Значительное снижение, приблизительно на 52 млн. т.у.т, потребление химического и ядерного топлива существенно снизит количество вредных выбросов и тепловое загрязнение окружающей среды. Уменьшение потребления энергоносителей на 30 млн. т.у.т. позволило бы снизить импорт природного газа на 26 млрд. м3, что означало бы экономию средств в размере 2.1 млрд. долларов. Если сюда добавить средства, которые идут на закупку ядерного топлива, то экономия окажется еще большей и будет составлять вцелом около 4 млрд. долларов в год.
Конечно, реализация такого глобального проекта довольно таки проблематична, но приведенные расчеты являются свидетельством мощного потенциала энергосбережения за счет эффективного использования высокопотециальной составляющей теплоты сгорания топлива, которое используется для отопления и горячего водоснабжения. Сегодня у нас процент маленьких промышленных и коммунальных ТЭЦ в производстве тепла составляет менее 10%, тогда как процент их в производстве тепла в Финляндии составляет - 43%, в Германии - 53%, в Голландии - 67%, Великобритании и США - более 90% [1]. Последние цифры являются доказательством того, что такой проект является реальным. Для его реализации необходимо создать национальную программу по перестройке всей топливно-энергетической области. Нужны значительные средства для реконструкции теплоэнергетических предприятий, инженерных сетей, проведение мероприятий по теплоизоляции зданий. С другой стороны, вследствие их значительного физического и морального износа, такие изменения, так или иначе, необходимо будет проводить уже в ближайшее время. Большие затраты на техническое переоборудование теплоэнергетических предприятий с переходом их на комбинированное производство тепла и электроэнерги быстро окупятся.
Например, УкрЭСКО работает над реализацией нескольких инвестиционных проектов по трансформации обычных котельных на комбинированное производство электроэнергии и теплая.
Так, государственная компания "Энергия", что вырабатывает тепло для ряда фабрик и горячую воду для центрального отопления города Обухов, предлагает установку паровых турбин для производства электроэнергии как для внутреннего потребления, так и на продажу. Затраты на инвестицию составляют 4,0 м?