ТЭК и практическая реализация инжиниринговых решений.

 

В 2009 году относительные потери электроэнергии в электросетевом хозяйстве составили приблизительно 11%. При снижении потерь электроэнергии до среднего уровня развитых стран Евросоюза ( 7-8% ) возможно высвободить до 1 ГВт электрической мощности.

В свете решения задач по развитию экономики Украины приоритетное значение имеет работа по энергосбережению и повышению энергетической эффективности, поскольку энергоёмкость отечественной экономики в 2-3 раза выше, чем в развитых странах мира.

Настало время практической реализации, прежде всего в отношении секторов экономики с высоким потенциалом энергосбережения и инновационного развития. Среди них в первую очередь следует назвать ТЭК. При этом в ТЭК потенциал энергосбережения и повышения энергоэффективности достигает около 50% от общего потенциала.

Основными направлениями работы по освоению резервов энергоэффективности и энергосбережения в секторах ТЭК являются:

─ увеличение коэффициента извлечения нефти;

─ глубина переработки нефти;

─ рациональное использование попутного нефтяного газа;

─ снижение уровня технологического потребления природного газа

    ( приоритетное значение этот показатель имеет для обеспечения транспортировки газа );

─ повышение КПД генерирующего оборудования ( в текущем состоянии не превышает 33 – 38%;

─ снижение потерь в электрических сетях;

─ внедрение новых технологий в добычу и переработку угля, в том числе метано-угольных пластов;

─ технологий получения жидких топлив из угля и т.д.

 

Ухудшение ресурсной базы обуславливает необходимость комплексного подхода к разработке и обустройству месторождений. Главным принципом эффективной разработки месторождений необходимо утвердить комплексное объективное восприятие, отражённое в соответствующих геологических и гидродинамических моделях, а также в материальном балансе. Основанный на нём индивидуальный подбор передовых технологий, соответствующих жизненному циклу месторождения, позволит достичь наилучших результатов, а именно: добиться того самого КИН

( коэффициента извлечения нефти ) при минимальных значениях водонефтяного фактора.

Ещё одним существенным фактором повышения энергоэффективности в отрасли является рациональное использование попутного нефтяного газа;

выделение ценных компонентов для газохимии, в первую очередь этана, 

пропана, бутана, гелия; выработка электрической тепловой энергии; переработка для производства метанола; закачка в пласт для поддержания давления, сжижение сухого отбензиненного газа. При этом вопросы рационального использования попутного нефтяного газа ( ПНГ ) рассматриваются в плоскости максимальной эффективности использования каждого его компонента. Данная задача сопряжена с тенденциями существенного изменения природного газа; в нём всё больше жидких компонентов. В ближайшем будущем содержание жидких компонентов должно вырасти в разы. Возникает справедливый вопрос: как наиболее эффективно использовать это ценное сырьё? Основное направление – глубокая переработка в газонефтехимии.

Основными направлениями повышения эффективности в области транспортировки газа является повышение КПД газоперекачивающих агрегатов.  КПД применяемых агрегатов составляет 27%. Лучший мировой опыт – 42%. Применение высокопрочных труб различных классов большого диаметра ( 1420 мм ) позволяет сократить металлоёмкость газопровода на 13 – 15%. Это достигается за счёт повышения давления в газопроводах и, следовательно, сокращает затраты на строительство. Использование труб с внутренним гладкостным покрытием позволяет уменьшить перепад давления и повысить пропускную способность трубы. Повышение рабочего давления до 11.8 МПа позволяет увеличить количество перекачиваемого газа при аналогичных внутренних геометрических параметрах трубы. Совокупное применение новых технических решений может позволить в перспективе  снизить удельные транспортные расходы на 42%.

Основной статьёй затрат при транспортировке нефти является потребление электрической энергии. Энергосберегающие мероприятия – это обеспечение эффективного диаметра нефтепровода за счёт обеспечения эффективности очистки внутренней полости магистральной трубы от парафиновых отложений, снижение энергопотребления за счёт замены электродвигателей с коэффициентом полезного действия до 92-94% с действующих 85%, оптимизации режимов перекачки нефти и внедрение программных средств контроля за режимами работы нефтепроводов. Этот комплекс мер позволит сократить расходы по электропотребления на тонну транспортируемой нефти только в период с 2010-2012 гг. на 4,8%, а также довести удельные операционные тарифы на транспортировку нефти до лучших мировых показателей.

Переработка нефти в Украине исторически сформирована на принципе экстенсивного способа переработки ( нефтеперегонка )  при наличии в СССР достаточного количества нефти. Но в настоящее время когда Украина уже почти 20 лет живёт в условиях отдельного хозяйствования, непозволительная роскошь работать на устаревшем оборудовании.  

В среднем украинская нефтепереработка характеризуется низкими показателями качества: глубина до 70%; соотношение первичных процессов к вторичным около 50%; индекс Нельсона – 4,9%. Требуется комплекс мер по стимулированию эффективности нефтепереработки, а также достижения качества моторных топлив. Данные направления развития нефтепереработки будут связаны с внедрением процессов гидрооблагораживания дизельного топлива, гидрокрекинга, каталитического крекинга вакуумного газойля и других современных технологических процессов. В результате показатель, характеризующий качество переработки – индекс Нельсона, достигнет 11-12, а глубина переработки 80-83% с выходом светлых нефтепродуктов ( бензин, дизельное топливо ) на уровне 75%.

Ещё большим потенциалом энергосбережения и повышения энергоэффективности  распологает энергетика. На действующих ТЭС требуется снизить расход топлива в среднесрочной перспективе до 300 гр условного топлива на киловатт-час, а удельные расходы на производство тепловой энергии хотя бы до 140 кг. Одна из основных причин увеличения расхода топлива в электроэнергетике – снижение когенерации, в том числе вытеснения ТЭЦ котельными. Причиной является недостаточная координация действий по развитию муниципальной и большой энергетики.

В Украине доля электроэнергии, вырабатываемой на ТЭЦ в теплофикационном режиме снизилась с 65% в 1980 году до 30% в 2010 году. Вопросы развития когенерации должны найти своё решение в проекте закона о теплоснабжении.

Большие резервы энергосбережения и повышения энергоэффективности имеются в электросетевом хозяйстве. Это также касается и тепловых сетей.

В 2009 году относительные потери в системе составили порядка 11%. При снижении потерь электроэнергии в электрических сетях Украины до среднего уровня  развитых стран ЕС, где этот показатель равняется 7-8%, возможно высвободить 1 ГВатт электроэнергетических мощностей.

Для эффективного развития народного хозяйства Украины требуется ввод значительного количества мощностей с применением новых технологий с повышенным КПД. При этом доля нового генерирующего оборудования в общем парке к 2020 году должна составить как минимум 50% по сравнению с 6% в 2010 г. При этом будет значительный потенциал экономии угля в среднесрочной перспективе.

К основным направлениям энергоэффективности в отрасли наряду со структурными преобразованиями следует также отнести утилизацию шахтного метана. При этом ресурсная база метана угольного бассейна Украины находится на необозримой величине. В настоящее время российская компания ОАО «Газпром» в Кузбассе начал промышленную добычу метана из угольных пластов в Талдинском месторождении в целях использования его в качестве газомоторного топлива, для выработки электроэнергии, а также для газификации предприятий угольной отрасли и населённых пунктов.

Следует отметить, что общий успех в снижении энергопотребления и повышение энергоэффективности в ТЭК будет зависеть от принятия и реализации общесистемных решений, от успеха практики внедрения в экономику мер по стимулированию снижения удельного энергопотребления и повышения энергоэффективности, которые должны быть предусмотрены в принятии закона по энергоэффективности и энергосбережения.

Существенный вклад в повышение энергоэффективности должна внести отечественная машиностроительная отрасль. Для ликвидации отставания Украины от ведущих стран по энергоэффективности необходим качественный рывок в технологиях и оборудовании. Целесообразно привлечь для разработки современного энергоэффективного оборудования украинские научно-исследовательские, проектно-конструкторские организации, а также решить вопрос приобретения лицензий на производство для сокращения сроков внедрения.

Учитывая текущую экономическую ситуацию и выход на посткризисную траекторию развития, повышение энергоэффективности отраслей ТЭК целесообразно осуществлять поэтапно.

На первом этапе ( 2010 – 2015 гг. ) необходимо осуществить комплекс организационно-технических мероприятий на основе массового применения имеющихся типовых энергоэффективных проектов, внедрение уже апробированных технологий оборудования. Параллельно с этим на основе отечественного научно-технического и промышленного потенциала создавать новую инновационную продукцию для ТЭК и довести её до промышленного применения, что позволит запустить процесс как самой модернизации энергетики, так и экономики страны.

На втором этапе ( 2015 – 2020 гг. ) необходимо обеспечить внедрение инноваций и создать задел для перехода к принципиально новым энергетическим технологиям, основанным на последних достижениях науки и техники. Такими прорывными технологиями могу стать сверхпроводимость, интеллектуальные сети, включая накопители энергии, водородные технологии, а также возобновляемых источников энергии:

энергии ветра, солнца, древесной биомассы и так далее.

В целях обеспечения инновационного развития отраслей ТЭК необходимо подготовить комплекс мер по поддержки инвестиционной активности, в том числе этот комплекс мог бы предусматривать ускоренную амортизацию вводимого энергоэффективного оборудования, предоставление инвестиционных налоговых кредитов при внедрении энергоэффективного оборудования, отнесение затрат капитального характера, связанных с внедрением и применением технологий и техники по повышению нефтеотдачи пластов на себестоимость продукции.

Целенаправленная реализация мероприятий по энергосбережению и повышению энергоэффективности в ТЭК способна к 2015 году обеспечить экономию первичной энергии, эквивалент которой составит 25 млн. тонн условного топлива, а к 2020 году – до 50 млн. тонн условного топлива.

 Кроме того, задачу по системному управлению инновациями и аккумулирования знаний не решить без создания «интеллектуального моста», соединяющего проблемы отрасли, научные разработки, внедрение в промышленность и подготовку кадров. Без налаживания чёткой координации научно-технической деятельности в отрасли и создания инжиниринговых центров, обеспечивающих трансферт передовых технологий и реализацию отраслевых инвестиционных проектов, эту задачу тяжело решить. В наших условиях таким центром мог бы стать Комитет по Науки и Техники в тесном сотрудничестве с Национальным Агенством по      

обеспечению эффективного использования энергетических ресурсов и Институтом Нефти и Газа г. Ивана-Франковск. Для этого предлается создать долгосрочную рабочую комиссию при Кабинете Министров Украины из вышеперечисленных организаций для оптимального управления.