Теплоэлектроцентрали Астаны предлагают теплонасосные технологии для экономии угольного топлива и снижения выбросов

Автор: Данияр Сериков

Ученые НИИ «Энергосбережение и энергоэффективные технологии» предлагают ТЭЦ-2 Астаны внедрить теплонасосные технологии, однако пока безрезультатно. Об этом на международном симпозиуме «Инновационные технологии в области рационального использования природных ресурсов» в Назарбаев центре заявил директор института Алтай Алимгазин.

«Миллионы, миллиарды народных тенге улетают в воздух, их можно, в принципе, вернуть. Я приглашал в 2008-2009 годах директоров трех китайских заводов, и они говорили: «Вот у вас источники тепла для города, почему вы его не используете?» Поэтому у меня все-таки надежда, что с созданием центра международных технологий мы постараемся эту точку сдвинуть иначе, тем более сейчас планируется создание тепличных комплексов возле ТЭЦ-2. Совместно с магистрантами защищена магистерская диссертация по применению тепловых насосов, реально действующая схема на ТЭЦ-2, где новая водогрейная котельная, экономия, в принципе, очень хорошая получалась. Пока передали материал и результаты не знаем», – сообщил он.

Тепловые насосы, как технология, помогают утилизировать тепловые отходы с температурой 5-45 градусов с промышленных и энергетических предприятий, говорится в презентации ученого. Благодаря их внедрению можно добиться снижения вредных выбросов в атмосферу и получить тепло более высоких параметров. Это, в свою очередь, позволяет экономить топливо, воду в градирнях и обеспечивать дополнительное теплоснабжение. Срок окупаемости установки теплонасосов может достигать двух-пяти лет. В Казахстане применение такой технологии может быть эффективнее из-за жесткого климата и продолжительного отопительного сезона.

По словам Алимгазина, внедрение тепловых насосов могло бы сэкономить теплоэлектростанции столицы бюджетные средства, выделяемые на закуп топлива и поддержание деятельности, а также снизить выбросы в атмосферу города.

«Вот пример ТЭЦ-2 города Астаны – это система градирни. На ТЭЦ-2 порядка 68 тысяч тонн горячей воды ежегодно охлаждается на воздухе или с помощью принудительной вентиляции. Это тепло можно было давно использовать. Мы на протяжении десяти лет с различными командами акимата города Астаны работали, рядом строится наш индустриальный парк, рядом тепличный комплекс, но, к сожалению, пока не удалось до конца пробить эту технологию. Хотя в других регионах тоже направление идет. Предлагается разработанная, запатентованная казахстанская технология, конечно, за базу мы брали известные мировые технологии (Китая и России. – Ред.), но адаптировали к казахстанским климатическим условиям в различной компоновке, как стационарной, так и блочно-модульной. Эти технологии уже начали внедряться по Казахстану», – рассказал Алимгазин.

В среднем внедрение тепловых насосов на обычной ТЭЦ позволяет сэкономить от 50 тысяч до 80 тысяч тонн угольного топлива, показал проведенный совместно с российскими коллегами анализ института. Тогда как 45-55% сжигаемого топлива в виде тепла и воды уходит в канализацию, отметил энергетик в своем выступлении. На АО «ТЭЦ-2» температура сбросной воды достигает 25-40 градусов Цельсия, указывается в его раздатке.

Перспективные воды

В целом институту в Казахстане есть где развернуться: в стране действует 37 ТЭЦ, несколько ГРЭС, заводы черной и цветной металлургии, нефтехимии. Их сбросное тепло можно утилизировать. За последние годы было проведено обследование на 15 казахстанских ТЭЦ, отмечается в докладе ученого.

Сейчас специалисты НИИ работают над проектом в KSP Steel. Чтобы уменьшить затраты на покупку тепловой и электрической энергии на сумму 3,4-4 млрд тенге ежегодно у павлодарской ТЭЦ-2, на предприятии вкладывают инвестиции в использование оборотной воды в качестве источника энергии в теплонасосах.

В итоге стоимость собственной насосной теплоэнергии будет в 4,4 раза меньше покупного. Альтернативное теплоснабжение также позволит обогревать будущий тепличный комплекс и коттеджный городок близ предприятия. Кроме того, институт подписал договор о создании совместного производства теплонасосов на базе KSP Steel в 2019-2020 годах.

«Это целый пласт низкотемпературных тепловых сбросов или отходов, которые загрязняют атмосферу, окружающую среду. Это сбросы канализационно-очистных сооружений. Мы проводили работу по всему Казахстану, замеряли температуру по разным регионам. Температура сбросной воды в канализационно-очистных сооружениях 38 градусов составляет. Аксуйская ГРЭС города Аксу – девять тысяч тонн в час горячей воды 35-45 градусов сбрасывается в Иртыш, и на протяжении почти 40 километров ниже Аксу температура воды в 40-градусный мороз составляет 25-28 градусов. Вы представляете, сколько будет в летнее время? Это очень большие сбросы. Я не говорю о том, что системы технического водоснабжения промышленных предприятий – это потери десятков тысяч тонн тепла, миллионов гигакалорий тепла», – констатировал Алимгазин в ходе своей презентации.

 Пилот промышленного применения тепловых насосов был запущен в далеком 1999 году на «Казцинке». В итоге стоимость 1 Гкал тепла там была выработана на уровне 190 тенге, хотя по Казахстану в среднем она достигала 3 тыс. тенге. Проект окупился тогда за 2,5 года. Сейчас стоимость предлагаемых теплонасосных технологий мощностью до 2 МВт составляет примерно 220 тыс. долларов на 1 Гкал, что ниже шведских и немецких аналогов в 1,5-2 раза, утверждается в докладе ученого.

Перспективность применения отдачи тепловых насосов поняли и на Аксуском заводе ферросплавов ТНК «Казхром», входящем в ERG. Там использование низкопотенциальной сбросной теплоты оборотного водоснабжения собираются внедрять для повышения эффективности технологического оборудования. Для этого будут задействованы две атмосферные и одна вентиляторная градирни предприятия.

Среди реализованных и намечающихся заказов института «Энергосбережение и энергоэффективные технологии» есть объекты «КТЖ», Министерства обороны, Экибастузской ГРЭС-2, Павлодарского НПЗ, «АрселорМиттал Темиртау», «СевКазЭнерго», усть-каменогорских ТЭЦ, а также канализационно-очистных сооружений в Астане, Павлодаре, Шымкенте и Петропавловске. Кроме того, в ближайшие годы планируется больше внимания уделить внедрению теплонасосных технологий в административных зданиях и сооружениях, а также на фермерских хозяйствах и частных коттеджах.

 Всего в Казахстане сейчас используется около 400 агрегатов, уточняется в презентации. Общая мощность устанавливаемых тепловых насосов разнится от трех-четырех киловатт до трех мегаватт.

Применение технологии «зеленого» отопления будет распространяться и на центры обработки данных, убежден Алимгазин.

«В мире сейчас пошла практика, у нас в Казахстане тоже цифровизация всех процессов. Поэтому строят большие дата-центры, и проблема охлаждения дата-центров, их серверов – это очень важно. В мире сейчас эти работы идут, мы тоже планируем эти работы применять в международном IT-центре постЭКСПО. На нас вышла одна из крупнейших российских компаний, производители майнингового оборудования, у них проблема с охлаждением оборудования. Мы предложили блочно-модульную установку им, пока на стадии согласования», – сообщил он.

             Плюс децентрализация всей страны

Между тем в разговоре с abctv.kz в кулуарах симпозиума бывший генеральный секретарь Международного энергетического агентства (МЭА), глава Sasakawa Peace Foundation Нобуо Танака выразил мнение, что казахстанская энергосистема излишне централизована, что является своеобразным вызовом.

«Вам понадобится трансформировать вашу электрическую энергосистему в преимущественно децентрализованную и распределенную – это возможно, так как ветряные и солнечные ВИЭ становятся все дешевле», – рекомендовал он.

Также Казахстану надо решить, соединять ли свою энергосистему через электросети с Китаем, что идет вровень с региональными трендами по выстраиванию азиатской суперсети, считает эксперт.

В то же время Танака считает, что из-за падения себестоимости фотовольтаики и других ВИЭ пик спроса потребления ископаемого топлива может пройти раньше 2030 года. Для Казахстана это может стать проблемой, поэтому стране нужно приготовиться. Одной из альтернатив может стать применение водорода, где Япония может предложить свои решения в использовании, хранении и транспортировке. Также большим потенциалом обладают технологии по получению чистого водорода из ископаемого топлива, атомной энергии и хранению электричества. Хотя сама по себе атомная энергетика, особенно большие реакторы на легкой воде, будут коммерчески неконкурентоспособными в будущем, прогнозирует он.

«Поэтому нужно переходить к маленьким кассетным реакторам в четвертом поколении. Это один модельный американский интегральный быстрый реактор, который может использоваться для устойчивого атомного будущего. Это большой вызов для Японии после Фукусимы. Здесь, в Казахстане вы очень богаты в источниках урана, но если нет реактора на легкой воде, использующего уран, то у вас проблема. Казахстан имеет много урана, но спрос на него может упасть, так как атомная энергия может стать менее конкурентоспособной в будущем», – сказал бывший генеральный секретарь МЭА.

Источник: https://abctv.kz/ru/news/uletnoe-teplo-tec-2-astany