Альтернативное будущее энергетики Республики Беларусь

В Беларуси была принята целевая государственная программа, согласно которой доля местных видов топлива и альтернативных источников энергии к 2012 г. в энергобалансе должна быть доведена до 25%. Как заявил президент Республики Беларусь Александр Лукашенко, энергосбережение, использование альтернативных видов энергоносителей, прежде всего своих, возобновляемых, выходит на уровень задач национального звучания. На первом этапе ставка была сделана преимущественно на использование угля, торфа и древесины. Основным направлением стимулирования строительства новых объектов, работающих на местных видах топлива (МВТ), стали закупки концерном “Белэнерго” электроэнергии, вырабатываемой такими предприятиями, по повышенным тарифам. Принято решение в первые 5 лет их эксплуатации покупать электроэнергию в 1,3 раза дороже обычных тарифов. В результате подобных стимулирующих мер планируется замещение природного газа местными видами топлива в системе Минэнерго Беларуси в 2010 г. порядка 460 тыс. т.у.т. По словам заместителя министра энергетики Беларуси Леонида Шенеца, для реализации программы модернизации энергетической отрасли, в том числе на строительство ТЭЦ, работающих на угле и местных видах топлива, необходимо около 19,1 млрд долл., на внедрение энергоэффективных технологий и реализацию программ по энергосбережению планируется привлечь 12,5 млрд долл. За 2009-2010 гг. планировалось истратить 165 млн долл. на перевод котельных на местные виды топлива и жилищно-коммунальное хозяйство Беларуси. Это значительно бóльшие суммы, в сравнении с предыдущими годами. Ранее за 2005-2007 гг. на эти цели было затрачено около 62 млн долл. За последние шесть лет доля местных видов топлива значительно выросла – с 5,3% до 21,7%, что позволило сократить долю импортируемых топливно-энергетических ресурсов ЖКХ с 94,7% до 78,3%. При этом неправительственными организациями в Белоруссии разрабатывается “концепция развития экологически чистой энергетики до 2050 года”. По мнению одного из разработчиков концепции, представителя международной организации Inforse Гунно Бойе Олесена, у Беларуси есть достаточный потенциал в использовании энергии солнца, ветра, биомассы и биогаза для того чтобы активно развивать свою альтернативную энергетику. Концепция предусматривает активное использование альтернативных источников энергии в различных сферах жизнедеятельности, в том числе в домостроительстве, внедрение энергоэффективных технологий в производстве, модернизацию энергетических сетей, энергосбережение. Реализация предложенного сценария позволит к 2050 г. полностью отказаться от импорта газа и нефти, а также от ядерной энергетики в республике. Необходимо также отметить то, что для более широкого применения альтернативных источников энергии в Беларуси нужно лоббировать их использование на разных уровнях. Так считает директор компании ООО “Белветроэнерго” Владимир Нистюк. Он говорит, что лоббирование станет одной из целей “Ассоциации возобновляемой энергетики”, к участию в которой приглашены и биоэнергетики, и гелиоэнергетики. Такая структура необходима, подчеркивает Нистюк, еще и потому, что альтернативная энергетика – это новая для Беларуси отрасль. Чтобы она эффективно заработала, необходимо принять соответствующее законодательство, добиться поддержки на государственном уровне и, главное, – понимания перспективности возобновляемых источников энергии.

Повышение энергоэффективности

К 2020 г. Беларусь собирается снизить энергоемкость ВВП с 400 до 210-220 кг нефтяного эквивалента на 1 тыс. долл. ВВП и выйти по этому показателю на уровень Швеции. К 2010 г. в Беларуси планируется уменьшить энергоемкость ВВП не менее чем на 31% и выйти на показатель 280 кг нефтяного эквивалента на 1 тыс. долл. ВВП (уровень Канады). В 2015 г. энергоемкость ВВП должна снизиться не менее чем на 50%, в 2020 г. – не менее чем на 60% к уровню 2005 г. Но пока в Беларуси энергоемкость ВВП в 1,5-2 раза выше, чем в развитых странах со сходными климатическими условиями. Содействовать этому призваны новые технологии и увеличение использования в республике местных видов топлива (МВТ), вторичных, нетрадиционных и возобновляемых энергоресурсов (НВИЭ) на 1,7 млн т.у.т.

Развитие биоэнергетики

Основными направлениями в производстве энергии из биомассы являются:

-отходы растениеводства;

-биогаз из отходов животноводства;

-дрова и древесные отходы;

-фитомасса.

Использование отходов растениеводства в качестве топлива является принципиально новым направлением энергосбережения для Беларуси. Общий потенциал отходов растениеводства оценивается до 1,46 млн т.у.т. в год. Отходы животноводства особенно интересны тем, что без дополнительных энергетических затрат можно получить экологически чистые высококачественные органические удобрения и вследствие этого пропорционально сократить энергоемкое производство минеральных удобрений. Применение биогазовых установок позволит существенно улучшить экологическую обстановку вблизи крупных ферм и животноводческих комплексов, а также на посевных площадях, куда в настоящее время сбрасываются отходы животноводства. Потенциально возможное получение товарного биогаза от животноводческих комплексов составляет 160 тыс. т.у.т. в год. Централизованная заготовка дров и отходов деревообработки в республике Беларусь осуществляется предприятиями Министерства лесного хозяйства и концерна “Беллесбумпром”. Наряду с использованием отходов деревообработки для получения тепла целесообразно предусмотреть экономически обоснованное вовлечение лигнина в топливный баланс республики. В целом по республике годовой объем использования дров и отходов лесопиления составлял около 1,0-1,1 млн т.у.т. Часть дров поступает населению за счет самозаготовок, объем которых оценивается на уровне 0,3-0,4 млн т.у.т. Предельные возможности республики по использованию дров в качестве топлива можно определить, исходя из естественного годового прироста древесины, который приближенно оценивается в 25 млн м³ или 6,6 млн т.у.т. в год, в т.ч. в загрязненных районах Гомельской области 20 тыс. м³ или 5,3 тыс. т.у.т. Для использования древесины из данных районов в качестве топлива необходимо разработать и внедрить технологии и оборудование по газификации и параллельной дезактивации. Исходя из планируемого к 2015 г. роста заготовок древесины в 2 раза, а также с учетом увеличения объемов использования отходов деревообработки, лесопиления и переработки древесины, прогнозируемый годовой объем древесного топлива может возрасти до 1,6 млн т.у.т. В климатических условиях республики с 1 га энергетических плантаций собирается масса растений в количестве до 10 т сухого вещества, что эквивалентно примерно 5 т.у.т. При дополнительных агроприемах продуктивность гектара может быть повышена в 2 раза. Из этого количества фитомассы можно получить 5-7 т жидких продуктов эквивалентных нефти. Наиболее целесообразно использовать для получения сырья площади выработанных торфяных месторождений, на которых отсутствуют условия для произрастания сельскохозяйственных культур. Площадь таких месторождений в республике составляет около 180 тыс. га, которая может стать стабильным, экологически чистым источником энергетического сырья в объеме до 1,3 млн т.у.т. в год. Отсутствие опыта массового использования фитомассы для энергетических целей не позволяет сделать оценку затрат и будущих цен на топливо, т. к. для этой цели потребуется разработка специальной техники, дорожная инфраструктура, перерабатывающие предприятия и т.д. Однако по укрупненным расчетам цена составит около 35 долл./т.у.т.

Энергия ветра

Для первоначального этапа развития ветроэнергетики Беларуси определены 1840 площадок для строительства как одиночных ВЭУ, так и ВЭС с потенциалом более 200 млрд кВт·ч. Выявленные на территории Беларуси площадки под ветроэнергетику – это, в основном, гряды холмов высотой от 20 до 80 м с фоновой скоростью ветра 5 м/с и более, на которых можно возвести от 5 до 20 ВЭУ. Выборочные обследования зон опытной эксплуатации ветротехнического оборудования на территории Беларуси показали, что при оптимальном выборе строительной площадки для возведения ВЭУ (на возвышениях и открытой местности, на берегах водных массивов и т.п.) окупаемость ВЭУ при среднегодовой скорости ветра 6-8 м/с укладывается в срок около 5 лет. Наиболее эффективно обеспечивается использование современной зарубежной ветротехники на территориях зон со среднегодовыми фоновыми скоростями не ниже 4,5 м/с на холмистом рельефе. К таким регионам относятся: возвышенные районы большей части севера и северо-запада Беларуси, центральная зона Минской области, включая прилегающие с запада районы, Витебская возвышенность. В итоге ветер может дать Беларуси 2-3% энергии от общего энергобаланса страны, максимум – до 5%.

Энергия солнца

По метеорологическим данным в Республике Беларусь в среднем 250 дней в году пасмурных, 85 с переменной облачностью и 30 ясных, а среднегодовое поступление солнечной энергии на земную поверхность с учетом ночей и облачности составляет 243 кал на 1 см² за сутки, что эквивалентно 2,8 кВт·ч/м², а с учетом КПД преобразования для гелиоэлектричества 12% – 0,3 кВт·ч/м². Нынешняя стоимость солнечной электроэнергии равняется 4,5 долл. за 1 Вт мощности и, как результат, цена 1кВт·ч электроэнергии в 6 раз дороже энергии, полученной традиционным путем сжигания топлива. Высокая стоимость солнечных коллекторов, а также сопутствующие затраты на строительно-монтажные работы, конструкции, кабели, системы управления, технические средств для обслуживания, инфраструктуру в настоящее время накладывают сильные ограничения на развитие гелиоэнергетики в Беларуси. Основными направлениями использования энергии солнца будут гелиоводоподогреватели (ГВН) и различные гелиоустановки для интенсификации процессов сушки и подогрева воды в сельскохозяйственном производстве. Стоимость оборудования для жилого дома или коттеджа варьируется в пределах 900-3500 долл. Отдельный интерес представляет пассивное использование солнечной энергии методом строительства домов “солнечной архитектуры“. Расчеты показывают, что количества энергии, падающее на южную сторону крыши домов площадью 100 м² на широте Минска, вполне хватает даже на отопление зимой. Размеры дешевого гравийного теплового аккумулятора под домом вполне приемлемы. Пока игнорируются даже принципы пассивного солнечного отопления. Единственное здание в Беларуси, построенное с использованием этого принципа – немецкий Международный Образовательный Центр. Если проектирование зданий проводить с учетом энергетического потенциала климата местности и условий для саморегулирования теплового режима зданий, то расход энергии на теплоснабжение можно сократить на 20-60%. Так, строительство на принципах “солнечной архитектуры” может снизить годовое теплопотребление до 70-80 кВт/м².

Пружанская мини-ТЭЦ

22 декабря 2009 года в Пружанах заложен первый камень в строительство мини-ТЭЦ на местных видах топлива.

Основными целями строительства мини-ТЭЦ на местных видах топлива в г. Пружаны являются:

-повышение энергетической безопасности страны в связи с увеличением доли использования в республике собственных топливно-энергетических ресурсов;

-экономия топлива в энергосистеме за счет замещения газа местными видами топлива.

Одним из определяющих критериев выбора города Пружаны для строительства мини-ТЭЦ послужила близость к источникам горючего сырья (торфозаготовки, древесные отходы).

Компания MW Power, совместное предприятие ведущих финских поставщиков энерготехнологий Metso и Wärtsilä, поставляет для местной энергоснабжающей организации РУП «Брестэнерго» теплоэлектростанцию типа BioPower, работающую на биотопливе. Теплоэлектростанция типа BioPower 5 DH предназначена для комбинированного производства тепловой и электрической энергии. Основа установок BioPower − запатентованная система BioGrate с вращающейся колосниковой решеткой − была разработана специалистами фирмы Wärtsilä более 15 лет назад для сжигания биомассы влажностью до 60%. Она имеет высокий коэффициент полезного действия и низкий уровень выбросов.

Система состоит из вращающейся колосниковой решетки и конической первичной камеры сжигания. Энергетический эквивалент потребляемого топлива составляет от 4 до 18 МВт. Топливо подается снизу, из центра решетки. Благодаря радиации тепла от кирпичной футеровки и пламени, топливо подсушивается в центральной части решетки, не нарушая подушку горения в зоне сжигания. После полного выгорания остаточного углерода, зола ссыпается с края решетки в поддон, наполненный водой.

Компания MW Power поставляет комплектные котельные и ТЭЦ средней и малой мощности. Теплоэлектростанции типа BioPower имеют блочно-модульную конструкцию и стандартное исполнение − они производятся серийно. Это позволяет сократить сроки поставки и монтажа оборудования. Высокая степень автоматизации установок и проверенная технология гарантируют надежность станций.

Пружанская станция способна полностью обеспечить районный центр энергией. Это пилотный проект — один из тех, что реализуются в последние два года. И уже в ближайшие годы малая энергетика в Беларуси получит широкое развитие.

Хотя новая станция в документах числится с приставкой «мини», по своим параметрам она тянет на полноценную теплоэлектроцентраль. В комплексе со старой котельной сейчас «Пружанская ТЭЦ» готова бесперебойно обеспечивать теплом и электричеством весь город даже в самые сильные морозы.

20-тысячные Пружаны перемены от запуска новой ТЭЦ ощутят с первыми крупными холодами

Главный потребитель тепла — жилой фонд. Раньше при пиковой нагрузке мощности котельной не хватало на весь город. Сейчас ее оставили как резервный вариант для таких случаев. В том, что касается электричества, самый большой в райцентре «аппетит» — у молочного комбината. Даже с учетом расширения производства теперь будет достаточно только местных ресурсов.

Владимир Шишко, генеральный директор предприятия «Брестэнерго »: «Пружанская ТЭЦ вырабатывает 3,5 мегаватта. То есть, мы энергию с Березовской ГРЭС не будем, образно говоря, «везти» в Пружаны, а будем вырабатывать здесь. Значит, расходы по передаче электроэнергии они снижаются. Вот экономика, то есть, там, где производим, там и потребляем, а не везем за 100-200 км с других станций».

По программе развития малых городов мини-ТЭЦ должны занимать 25 процентов в общей выработке энергии. Тогда это позволит закрыть потребности большинства райцентров.

Александр Озерец, министр энергетики Беларуси:«Главное теперь все сбалансировать, чтобы удешевить проект. Мы должны очень экономно тратить деньги. Это одна из основных задач. А «овчинка стоит выделки» вот видно — этот район может иметь дешевую тепловую энергию, дешевую электрическую энергию».

Проект пружанской мини-ТЭЦ — один из самых перспективных на сегодняшний день. Самое принципиальное отличие от всех остальных станций — здесь для работы не требуется дорогой газ. В планах на будущий год, кроме модернизации крупных электростанций, заложено также и строительство мини-ТЭЦ такого типа. Еще как минимум 2-3 станции появится в малых городах только на Брестчине.

Малая энергетика в ближайшие годы в Беларуси получит более широкое развитие, заявил Сергей Сидорский в ходе посещения Пружанской мини-ТЭЦ (Брестская область).

"Мы планируем строить по 20-30 мини-ТЭЦ на местных видах топлива в год. Это позволит уйти от внешних источников сырья, максимально локализовать тепловую энергию для районных центров и, что самое важное, экономия бюджета только за счет вывода из эксплуатации неэффективных теплоисточников составит около 30-40%", — отметил Сергей Сидорский.
Реализовывать эти проекты планируется в районных центрах, где одна современная теплоэлектроцентраль может заменить несколько устаревших станций.

Премьер-министр сообщил, что в последние два года в Беларуси реализуются пилотные проекты в сфере малой энергетики. Мини-ТЭЦ на местных видах топлива с различными технологиями (российскими, финскими, австрийскими, прибалтийскими) построены в Вилейке, Бобруйске, Осиповичах, Пинске, Пружанах.

Пружанская мини-ТЭЦ(приложение А, рис А13) позволит ежегодно экономить около 900 т условного топлива и замещать 11 млн.куб.м природного газа. Станция в Пружанах показывает, что она наиболее энергоэффективная среди аналогичных ТЭЦ в республике. Ее КПД составляет около 90%, в числе преимуществ - использование в качестве сырья как древесной щепы, так и торфа. Причем технология работы мини-ТЭЦ предполагает использование щепы с влажностью до 60%. Щепа не требует дополнительной подготовки (сушки), как это предусматривают технологии других пилотных станций. Кроме того, используется фрезерованный торф, который поступает в топку прямо с поля. Проектная мощность Пружанской мини-ТЭЦ составляет 3,7 МВт, расчетная тепловая нагрузка - 11,85 Гкал/ч. Станция позволит ежегодно экономить около 900 т условного топлива и замещать 11 млн. м³ природного газа. Доля местных видов топлива в балансе котельно-печного топлива Пружанского района с вводом в эксплуатацию новой мини-ТЭЦ увеличилась с 46,5% (на 1 ноября 2009 года) до 75%. Процесс работы контролируется рабочими (приложение А, рис. А14)

Экспедиционные исследования