*111747*

УДК 338.26

Абсеитов Е. Т., Бекназарова А. С.,¹ Нуралина М. Е.,²

¹Казахский Агротехнический университет им. С. Сейфуллина г. Астана,

²РГП «Центральная лаборатория биоконтроля, сертификации и предклинических испытаний», КН МОН РК

КОНКУРЕНТОСПОСОБНОСТЬ ИННОВАЦИОННЫХ ПРОЕКТОВ В ОБЛАСТИ ЭНЕРГЕТИКИ, ИНДУСТРИИ,

В ЧАСТИ КВОТ НА ВЫБРОСЫ ПАРНИКОВЫХ ГАЗОВ

Основой энергетики Казахстана являются пылеугольные ТЭС, расположенные вблизи месторождений угля. Это обусловлено наличием более 100 угольных месторождений (геологические запасы 176,7 млрд. тонн, промышленные запасы 40,82 млрд. тонн), что наряду с развитой системой линий электропередач делает электроэнергию, вырабатываемую на этих станциях доступной и относительно дешевой. Однако в результате неэффективной работы золоулавливающего оборудования выбросы золы в атмосферу от пылеугольных ТЭС значительно превышают нормативные показатели. КПД установленного золоулавливающего оборудования меньше проектного показателя и составляет для Экибастузских ГРЭС 97,2 %. Выбросы оксидов серы и азота вообще не подвергаются очистке и составляют порядка 200 тыс. тонн в год. По результатам инвентаризации нетто-эмиссии всех парниковых газов в Казахстане выбросы составили в 2008 г. более 254,0 млн. тонн СО₂-эквивалента, а в 2009 г. – более 267,1 млн. тонн. Наиболее важным источником эмиссий парниковых газов в Казахстане является энергетическая деятельность, на долю которой в 2008 г. пришлось 227,5 млн. тонн СО₂-эквивалента, а в 2009 г. – 245,9 млн. тонн, или 89,56 % и 92,06 % всех эмиссий соответственно.

В категории «Энергетическая деятельность» около 98,4 % приходится на выбросы от сжигания топлива и около 1,6% - на летучие эмиссии при добыче, транспортировке и переработке топлива. [1]

Проработки КазНИИЭнергетики показали, что непосредственное применение мирового опыта очистки дымовых газов в Казахстане затруднительно из-за отсутствия в стране соответствующей отрасли промышленности и, особенно, по экономическим соображениям. Только для действующей пылеугольной энергетики Республики Казахстан затраты должны составить (в марках ФРГ 1990 г.) примерно 4,5 млрд. марок на сероочистку и около 2,5 млрд. марок азотоочистку, что практически неосуществимо. В этой связи необходим поиск альтернативных, доступных для реализации технологических, технических и экономических решений. [2]

Одним из таких возможных альтернативных решений является вступивший в силу 16.02.2005 г. Киотский протокол, требующий от развитых индустриальных стран снизить общие выбросы СО₂ на 5,2 % до 2012 г., в сравнении с их уровнем выбросов углекислого газа в 1990 г. при установлении конкретных ограничений для каждой из стран-участниц. Суть Киотского протокола состоит в том, что в последние годы мировое сообщество связывает проблему глобального потепления климата с общей тенденцией возрастания СО₂ в атмосфере. Так, в третьем оценочном отчёте Межправительственного совета по изменению климата сделаны выводы о том, что Земля нагревается и что часть этого нагрева порождена человеческой деятельностью, имеющее отношение к горению ископаемого топлива и сокращению лесов. Если текущая ситуация сохраниться, то удвоиться объём углекислого газа в атмосфере и произойдёт большое увеличение концентрации других газов. В отчёте указано, что это, например, могло бы выразиться изменениями в средней годовой температуры для западной части Северной Америки в 2-4 ⁰С выше диапазона температур, которые существовали в последние 1000 лет. Есть также вероятность, что будет увеличение осадков. Все это не может не отразиться на человеческом обществе и экосистемах.

Однако некоторые промышленные развитые страны, включая США и Австралию, не подписали Киотский протокол, считая, что он поставил бы их в невыгодное положение относительно экономик развивающихся стран, не входящих в Киотскую систему – Индии, Китая, Бразилии. Аналогичные сомнения высказал советник Президента России по экономике А. Илларионов. По ориентировочным расчетам в 2002 г. выбросы парниковых газов в США составили 1,5 млрд. тонн СО₂, что на 30 % выше их Киотских обязательств и чтобы выполнить эти обязательства США должны были израсходовать около 40 млрд. долларов по сегодняшним ценам Европейского углеродного рынка (для сравнения масштабов затрат отметим, что бюджет США в 2005 г. составил 445,6 млрд. долларов) [3].

Поэтому в июле 2005 г. США, Австралия, Япония, Индия, Китай и Южная Корея заключили новое соглашение под названием Asia-Pacific Partnership for Clean Development and Climate (APPCDC) – Азиатско-тихоокеанское партнерство по экологическому развитию и климату. Предполагается, что основой этого соглашения станут не нормы выбросов, а механизмы передачи «чистых» технологий от развитых стран к развивающимся. Страны-участницы новой инициативы рассчитывают, что её реализация даст возможность решать проблемы сокращения объёмов загрязнения окружающей среды, обеспечения энергетической безопасности и недопущения изменений климата. В совместной коммюнике Азиатско-тихоокеанского партнёрства определяются некоторые направления – речь идёт о сотрудничестве с целью использования более чистого угля, сжиженного природного газа, метана, невоенной ядерной энергетики, геотермальных источников, негородских энергетических систем, энергии солнца и ветра, а также биоэнергии. В долгосрочной перспективе участники соглашения предполагают заняться созданием водородных нанотехнологий; энергией расщепления ядра, и другими подобными разработками. Предполагается, что в структуре ценообразования должны появиться экологические компоненты, которые будут соответствовать реальным ценам за разрушение окружающей среды, в этом случае новые чистые виды энергетического топлива будут конкурировать на энергетическом рынке с дешёвым низкокалорийным углём, нефтью и прочими традиционными видами топлива. В настоящее время альтернативные источники энергии вовлекаются в оборот в развитых странах только в условиях сильной поддержки со стороны национальных законодательств и с привлечением государственных средств.

Таким образом, многие страны – Германия, Дания, Голландия – создали значительный потенциал возобновляемой энергетики. Но даже в этом случае около 90-95 % энергии обеспечивается традиционными источниками. Аналогичная ситуация складывается и в Казахстане, обладающем значительными потенциальными энергоресурсами, в том числе и возобновляемыми. Реализуемая, в настоящее время, Стратегия индустриально-инновационного развития Республики Казахстан предусматривает наряду с использованием альтернативных (возобновляемых) источников энергии создание экологически чистых тепловых электростанций отвечающих нормативным экологическим требованиям [4].

Существует несколько направлении развития угольных технологий: разработка пылеугольной топки с полной очисткой уходящих газов; топки с кипящем слоем; полная газификация угля с последующим сжиганием генераторного газа в комбинированных установках. Технологий сжигания в циркулирующем кипящем слое при атмосферном давлении – хорошо проверенная на Западе технология, обеспечивающая улавливание до 90 % диоксидов серы при сжигании среднесернистых углей. Циркулирующий кипящий слой образуется за счёт создания больших скоростей газового потока в топке котла. Чтобы поддержать и сохранить объём слоя в топочной камере на выходе двухфазного потока из топки, устанавливаются циклоны для отделения от дымовых газов частиц золы и несгоревшего угля и возвращения их в нижнюю часть топки, устанавливаются циклоны для отделения дымовых газов от частиц золы и несгоревшего угля и возвращения их в нижнюю часть топки. Использование технологий сжигания в кипящем слое под давлением и внутрицикловой газификации угля обеспечивает до 90 % улавливания диоксида серы, при этом имеет место низкий уровень выбросов оксидов азота и твёрдой фазы. Сжигание в кипящем слое под давлением – это технология комбинированного цикла. Уголь и сорбент сгорает в топке котла. Твёрдые частицы сепарируются в циклоне. Очищенные газы направляются в газовую турбину для выработки электроэнергии. Сработавшие в газовой турбине газы, пройдя стадию очистки, выбрасываются в атмосферу через дымовую трубу. В технологии внутрицикловой газификации угля процесс получения энергии состоит в газификации угля в реакторе-газификаторе под давлением с окисленным воздухом, кислородом и паром при последующем сгорании очищенного топливного газа в газовой турбине с выработкой электроэнергии [5].

Возобновляемые источники энергий, могут представлять реальную альтернативу традиционным технологиям сегодня и в перспективе. Казахстан располагает возможностями для использования ветровой энергии, особенно, в районах Джунгарских ворот и Чиликского коридора, где средние годовые скорости ветра составляют 7-9 м/с и 5-9 м/с, соответственно. Близость существующих линий электропередач, хорошая корреляция сезона ветров с растущей потребностью в. электроэнергии обеспечивает условия для эффективного использования этих ресурсов. Технически возможный к использованию энергетический потенциал ветра Казахстана оценивается в 3 млрд.кВт/ч. Казахстан характеризуется значительными ресурсами солнечной энергии. Продолжительность солнечного сияния составляет 2200-3000 часов в год, а энергия солнечного излучения 1300-1800 кВт/м² в год. Наиболее предпочтительные районы размещения гелиоэлектростанций в Казахстане – Приаралье, Кзылординская и Южно-Казахстанская области. Гидропотенциал Казахстана довольно велик и составляет порядка 170 ТВт в год, из которых, на сегодня, вырабатываются лишь 23,5 ГВт в год. Основные гидроэнергетические ресурсы Казахстана сосредоточены в Восточном и Юго-Восточном регионах. Широко известные преимущества ГЭС по сравнению с другими типами электростанций: постоянное беззатратное возобновление энергоресурсов, высокая маневренность, комплексное использование водных ресурсов, отсутствие загрязняющих атмосферу выбросов и экономия топлива.

Основным отличием APPCDC от Киото является ставка не на сокращение использования углеродсодержащих видов горючего, таких как нефть, природный газ и уголь, а на применение новейших технологии очистки на предприятиях использующих эти виды топлива. Страны-участники договора делают акцент на выработке новых способов сжигания угля, при которых выделение углекислого газа в атмосферу было бы минимальным. Помимо этого в промышленности предполагается внедрение альтернативных источников энергии таких как солнечная, ветровая, биоэнергия. Фактически реализация Киотского протокола и посткиотских соглашений сводится к тому, что развитые страны платят Казахстану за модернизацию энергетических предприятий в рамках продажи РК части квот на выбросы парниковых газов. Торговля квотами при сегодняшней цене 20 евро за тонну связанного СО₂ делает такую модернизацию с заменой технологий экономически рентабельной, а инновационные проекты в области энергетики, индустрии, высоких технологий привлекательными для инвесторов и конкурентоспособными.

Литература

1. Гизитдинов Н. Недавние природные катаклизмы заставили политиков подписать ПостКиото. Деловая неделя, 31 (659) 19.08.2005 г.

2. Квасов А.И., Александрова М.Г., Сыздыкпаева А.Р. Оптимизация сжигаемых на ТЭЦ углей на основе эколого-экономических критериев. Вестник ВКГТУ, № 2, 2003 г.

3. Гизитдинов Н. ПОСТКИОТО не является альтернативой Киотскому протоколу. Деловая неделя, 32 (660) 26.08.2005 г.

4. Емельянова М.Г., Квасов А.И. Баймолдаев Б.К.. Оптимизация энергоисточника по эколого-экономическим критериям. Материалы Первой Международной конференции «Энергетика, Экология, Энергоснабжение», 01.06.2005 г.

5. Емельянова М.Г., Квасов А.И., Управление воздействиями ТЭС на окружающую среду с применением экономико-математической модели. Материалы Международной научно-практической конференции, Кокшетауский государственный университет им. Уалиханова, 24.04.2005 г.

Сведения об авторах.

Абсеитов Ерболат Тлеусеитович - Казахский Агротехнический университет им. С. Сейфуллина г. Астана

Бекназарова Анар Султанбековна - Казахский Агротехнический университет им. С. Сейфуллина г. Астана

Нуралина Маржан Ембергеновна - РГП «Центральная лаборатория биоконтроля, сертификации и предклинических испытаний», КН МОН РК