Архів новин
28 Травня 2014
Газ может быть конкурентом углю только при цене ниже $160 — Effective Energy Technologies
В последнее время все активнее в Украине поднимается тема снижения зависимости от российского газа и возможность "пристроить" некоторые объемы добываемого в больших количествах украинского угля. На помощь приходят новые технологии - к примеру, производство топлива других видов из угля: синтез-газа и водоугольного топлива.
И если о первой разновидности применения продукции шахт сказано достаточно много, то о втором говорят крайне мало. Андрей Морозов, CEO австрийской "Effective Energy Technologies" — инжиниринговой компании, которая разрабатывает решения для внедрения водоугля, — рассказал, сколько может сэкономить Украина при частичном отказе от газа, во сколько обойдется переоборудование теплоэлектроцентралей и безопасна ли новая технология в больших городах.
Что из себя представляет водоугольное топливо и из чего оно производится?
Водоугольное топливо (ВУТ) представляет собой смесь (суспензию) мелкоизмельченного углеродосодержащего сырья и жидкости. Как правило, твердой фракцией в нем является уголь (любых марок, добываемых на территории Украины) или его отходы. В качестве сырья может использоваться пирокарбон от переработки покрышек, нефтяной кокс. Жидкостью является, как правило, вода, хотя целесообразнее использовать водные эмульсии с мазутными отходами или другими отходами, которые обычно выбрасываются. При этом типовое соотношение твердых и жидких материалов в ВУТ составляет 59-63% против 37-41%.
По физическим свойствам ВУТ похоже на кефир или мазут и ничем не пахнет. А по технологическим - близко к жидкому топливу, используемому на котельных, поэтому может быть использовано в паровых и водогрейных котлах самостоятельно или совместно с газом, мазутом, углем.
Насколько нова данная технология? И в каких странах сейчас наиболее популярно данное направление?
В 60-х годах 20 века ВУТ планировалось использовать, прежде всего, для утилизации угольных шламов - глины черного цвета с включениями угля до нескольких миллиметров. В 1959 году начаты работы по созданию и энергетическому использованию водоугольных суспензий, прежде всего из угольных шламов, накопившихся к тому времени в очень больших объемах.
В 70-х годах к разработкам этого топлива приступили в Японии, США, Италии. Однако дешевые нефть и газ не способствовали развитию таких инноваций.
Начиная с 1989 года в СССР началась эксплуатация углепровода для данной разновидности топлива протяженностью 262 км Белово-Новосибирск. Сжигание ВУТ производилось на Новосибирской ТЭЦ-5. Проект был планово убыточным, в связи с чем в 1993 году прекратил свое существование. Впрочем, проект так и не возобновили из-за низкой стоимости газа.
Сейчас направление популярно в Азии. Начиная с 1995 года, в Китае и Японии сжигается по несколько миллионов тонн ВУТ ежегодно для выработки тепла и электричества. За основу приняты решения, использованные в СССР на Новосибирской ТЭЦ-5.
В чем преимущество водоугольного топлива при использовании в энергетике по сравнению с газом и углем?
Основных преимуществ два: тепловая энергия из ВУТ дешевле, так как сырьем, как правило, являются отходы. Да и выбросы от сжигания ВУТ более "чистые" и проще поддаются удалению.
Тепло, вырабатываемое из ВУТ, дешевле тепла из мазута и газа. С учетом постоянного роста цен на газ и мазут эта разница будет только увеличиваться.
Стоимость 1 Гкал на газе (при цене газа $400) — $50. Стоимость 1 Гкал на ВУТ (при цене угля $82/тонна) — $18,88. Газ может быть конкурентом ВУТ при его цене ниже $160. Понятно, что помимо топливной составляющей имеются другие затраты, но в целом замена газа на ВУТ в Украине позволит во многих случаях снизить себестоимость производства тепла на 20-40% в зависимости от местных условий.
Есть и другие преимущества водоугольного топлива. Для хранения ВУТ не требуется поддержание такой же температуры как для мазута (около +70С), что сокращает топливные затраты. При использовании ВУТ первоначальные затраты снижаются за счет экономии на подключении к газовым магистралям. Газообразные выбросы от сжигания этого топлива практически идентичны выбросам при сжигании газа и содержат меньше вредных веществ, чем выбросы при сжигании мазута, а зола является экологически чистой и используется в строительстве (в том числе при приготовлении пескобетонов). А в качестве резервного страховочного топлива можно использовать газ или мазут.
Эксперты энергоотрасли часто указывают на некоторые проблемы в использовании водоугля, в частности, необходимость организации золоотвалов. Проблемно ли организовывать такие инфраструктурные единицы в больших городах, таких как Киев?
Большинство существующих котлов можно переоборудовать под сжигание ВУТ. Для этого нужно установить оборудование по производству топлива, хранилище, систему его подачи. При этом приготовление ВУТ можно вынести за пределы города, а доставку ВУТ осуществлять автоцистернами. Например, такой способ применялся для японской электростанции в Накосо.
Основной вопрос - организация системы золоудаления. Поскольку основная зола является сухой, потребуется организация регулярно работающей логистической схемы, позволяющей отправлять золу прямо потребителям, например, цементным заводам. Кроме того, для крупных городов целесообразно говорить лишь о частичной замене газа, что позволит уменьшить выбросы золы, а также об использовании низкозольного и более качественного сырья.
Какова стоимость производства данного топлива?
Стоимость производства топлива составляет обычно не более 15% от стоимости сырья, необходимого для его производства. Это если речь идет об использовании угля. При использовании пирокарбона или нефтяного кокса стоимость приготовления хотя и растет в относительных значениях, но остается весьма низкой для получения значительного экономического эффекта от внедрения ВУТ.
На ранних стадиях технологии предлагалось использовать добавки-пластификаторы для стабилизации топлива. Теперь же они не являются обязательным и необходимым условием применения ВУТ - в настоящее время имеется тенденция ухода от добавок и применения других технологий.
Какова стоимость перехода одной ТЭЦ на такую разновидность топлива? Скажем, для Львовской ТЭЦ-1 мощностью в 20 МВт?
Стоимость реконструкции котла существенно зависит от принятых решений, типа котла и пр. Типовой срок возврата инвестиций по котлу составляет от 2 до 7 лет, что позволяет говорить о возможности привлечения кредитных средств или средств инвесторов.
Этот вопрос требует детальной проработки, выбора технических решений и прочего. Очевидно, что стоимость реконструкции такой станции, даже с частичной заменой газа, составит не менее $10 млн.
Насколько использование ВУТ может помочь Украине сократить зависимость от российского газа?
В долгосрочной перспективе до 80% котельных ЖКХ могут перейти на ВУТ и до 20-40% крупной энергетики использовать это топливо в качестве основного или дополнительного топлива. При таких значениях потребления собственного угля Украины будет недостаточно.
Внедрение сегодня на 99% зависит от финансовых возможностей заказчиков - почти ни у кого нет средств на инвестиции для внедрения новой технологии на своих объектах, хотя эти инвестиции редко превышают годовые затраты на само топливо.
И если о первой разновидности применения продукции шахт сказано достаточно много, то о втором говорят крайне мало. Андрей Морозов, CEO австрийской "Effective Energy Technologies" — инжиниринговой компании, которая разрабатывает решения для внедрения водоугля, — рассказал, сколько может сэкономить Украина при частичном отказе от газа, во сколько обойдется переоборудование теплоэлектроцентралей и безопасна ли новая технология в больших городах.
Что из себя представляет водоугольное топливо и из чего оно производится?
Водоугольное топливо (ВУТ) представляет собой смесь (суспензию) мелкоизмельченного углеродосодержащего сырья и жидкости. Как правило, твердой фракцией в нем является уголь (любых марок, добываемых на территории Украины) или его отходы. В качестве сырья может использоваться пирокарбон от переработки покрышек, нефтяной кокс. Жидкостью является, как правило, вода, хотя целесообразнее использовать водные эмульсии с мазутными отходами или другими отходами, которые обычно выбрасываются. При этом типовое соотношение твердых и жидких материалов в ВУТ составляет 59-63% против 37-41%.
По физическим свойствам ВУТ похоже на кефир или мазут и ничем не пахнет. А по технологическим - близко к жидкому топливу, используемому на котельных, поэтому может быть использовано в паровых и водогрейных котлах самостоятельно или совместно с газом, мазутом, углем.
Насколько нова данная технология? И в каких странах сейчас наиболее популярно данное направление?
В 60-х годах 20 века ВУТ планировалось использовать, прежде всего, для утилизации угольных шламов - глины черного цвета с включениями угля до нескольких миллиметров. В 1959 году начаты работы по созданию и энергетическому использованию водоугольных суспензий, прежде всего из угольных шламов, накопившихся к тому времени в очень больших объемах.
В 70-х годах к разработкам этого топлива приступили в Японии, США, Италии. Однако дешевые нефть и газ не способствовали развитию таких инноваций.
Начиная с 1989 года в СССР началась эксплуатация углепровода для данной разновидности топлива протяженностью 262 км Белово-Новосибирск. Сжигание ВУТ производилось на Новосибирской ТЭЦ-5. Проект был планово убыточным, в связи с чем в 1993 году прекратил свое существование. Впрочем, проект так и не возобновили из-за низкой стоимости газа.
Сейчас направление популярно в Азии. Начиная с 1995 года, в Китае и Японии сжигается по несколько миллионов тонн ВУТ ежегодно для выработки тепла и электричества. За основу приняты решения, использованные в СССР на Новосибирской ТЭЦ-5.
В чем преимущество водоугольного топлива при использовании в энергетике по сравнению с газом и углем?
Основных преимуществ два: тепловая энергия из ВУТ дешевле, так как сырьем, как правило, являются отходы. Да и выбросы от сжигания ВУТ более "чистые" и проще поддаются удалению.
Тепло, вырабатываемое из ВУТ, дешевле тепла из мазута и газа. С учетом постоянного роста цен на газ и мазут эта разница будет только увеличиваться.
Стоимость 1 Гкал на газе (при цене газа $400) — $50. Стоимость 1 Гкал на ВУТ (при цене угля $82/тонна) — $18,88. Газ может быть конкурентом ВУТ при его цене ниже $160. Понятно, что помимо топливной составляющей имеются другие затраты, но в целом замена газа на ВУТ в Украине позволит во многих случаях снизить себестоимость производства тепла на 20-40% в зависимости от местных условий.
Есть и другие преимущества водоугольного топлива. Для хранения ВУТ не требуется поддержание такой же температуры как для мазута (около +70С), что сокращает топливные затраты. При использовании ВУТ первоначальные затраты снижаются за счет экономии на подключении к газовым магистралям. Газообразные выбросы от сжигания этого топлива практически идентичны выбросам при сжигании газа и содержат меньше вредных веществ, чем выбросы при сжигании мазута, а зола является экологически чистой и используется в строительстве (в том числе при приготовлении пескобетонов). А в качестве резервного страховочного топлива можно использовать газ или мазут.
Эксперты энергоотрасли часто указывают на некоторые проблемы в использовании водоугля, в частности, необходимость организации золоотвалов. Проблемно ли организовывать такие инфраструктурные единицы в больших городах, таких как Киев?
Большинство существующих котлов можно переоборудовать под сжигание ВУТ. Для этого нужно установить оборудование по производству топлива, хранилище, систему его подачи. При этом приготовление ВУТ можно вынести за пределы города, а доставку ВУТ осуществлять автоцистернами. Например, такой способ применялся для японской электростанции в Накосо.
Основной вопрос - организация системы золоудаления. Поскольку основная зола является сухой, потребуется организация регулярно работающей логистической схемы, позволяющей отправлять золу прямо потребителям, например, цементным заводам. Кроме того, для крупных городов целесообразно говорить лишь о частичной замене газа, что позволит уменьшить выбросы золы, а также об использовании низкозольного и более качественного сырья.
Какова стоимость производства данного топлива?
Стоимость производства топлива составляет обычно не более 15% от стоимости сырья, необходимого для его производства. Это если речь идет об использовании угля. При использовании пирокарбона или нефтяного кокса стоимость приготовления хотя и растет в относительных значениях, но остается весьма низкой для получения значительного экономического эффекта от внедрения ВУТ.
На ранних стадиях технологии предлагалось использовать добавки-пластификаторы для стабилизации топлива. Теперь же они не являются обязательным и необходимым условием применения ВУТ - в настоящее время имеется тенденция ухода от добавок и применения других технологий.
Какова стоимость перехода одной ТЭЦ на такую разновидность топлива? Скажем, для Львовской ТЭЦ-1 мощностью в 20 МВт?
Стоимость реконструкции котла существенно зависит от принятых решений, типа котла и пр. Типовой срок возврата инвестиций по котлу составляет от 2 до 7 лет, что позволяет говорить о возможности привлечения кредитных средств или средств инвесторов.
Этот вопрос требует детальной проработки, выбора технических решений и прочего. Очевидно, что стоимость реконструкции такой станции, даже с частичной заменой газа, составит не менее $10 млн.
Насколько использование ВУТ может помочь Украине сократить зависимость от российского газа?
В долгосрочной перспективе до 80% котельных ЖКХ могут перейти на ВУТ и до 20-40% крупной энергетики использовать это топливо в качестве основного или дополнительного топлива. При таких значениях потребления собственного угля Украины будет недостаточно.
Внедрение сегодня на 99% зависит от финансовых возможностей заказчиков - почти ни у кого нет средств на инвестиции для внедрения новой технологии на своих объектах, хотя эти инвестиции редко превышают годовые затраты на само топливо.
