Александр Проценко - Энергетика сегодня и завтра
Энергетика «поставляет» сейчас около половины антропогенной пыли, получающейся прежде всего при переработке углей и их сгорании. Если мощности угольной энергетики вырастут в 2–3 раза, то поступление антропогенной пыли возрастет в полтора раза. Как будто бы немного?
Опасное заблуждение. Ведь практически все антропогенные выбросы пыли происходят вблизи человеческого жилья. В районе Тихого и Атлантического океанов действительно мало что изменится. А в Кемерове, Дзержинске, Чикаго, Туле, Марселе и других промышленных районах?
Одна из труднейших проблем энергетики связана с загрязнением атмосферы двуокисью серы. Здесь «силы» энергетики и природы уже сравниваются. Энергетика «ответственна» за 160 миллионов тонн двуокиси серы в год, природа — за 300 миллионов.
Увеличение содержания в воздухе серы не только приводит к повышенной коррозии металлических конструкций, приносящей миллиардные убытки, к замедлению и даже прекращению роста лесов. Но главное, конечно, повышается заболеваемость и сокращается срок жизни людей.
О проблемах, которые стоят перед энергетикой в ее взаимоотношениях с природой, можно говорить еще долго. И к этому разговору нам еще придется вернуться.
А теперь нужно посмотреть, какие же оптимальные способы решения проблем энергетики выгодны, как повернуть ее на дороги, предусмотренные Энергетической программой.
Самоограничение! Нет — энергосбережение
Эпоха изобилия и дешевизны энергии кончилась.
За энергию нужно платить, и платить много. Сейчас и в ближайшем будущем гораздо выгоднее направить усилия на ее экономию, дать энергии вторую жизнь. Первый пункт Основных положений Энергетической программы СССР предусматривает «проведение активной энергосберегающей политики на базе ускоренного научно-технического прогресса во всех звеньях народного хозяйства и в быту, всемерную экономию топлива и энергии, обеспечение на этой основе значительного снижения энергоемкости национального дохода».
В быту человек, чтобы приобрести какую-либо дорогую вещь, экономит, сокращает расходы на что-нибудь другое, менее обязательное для него. Поэтому для многих людей понятие «энергосбережение» ассоциируется с определенными лишениями, ограничениями, уменьшением комфорта. Однако в народном хозяйстве — транспорте, различных отраслях промышленности, сельском хозяйстве — просто так отказаться от части энергии, ничего для этого не предприняв, нельзя. Начнет давать сбой теснейшим образом связанная цепочка технологических процессов производства национального продукта. Такое самоограничение ничего, кроме вреда, не принесет. Сбережение энергии полезно, если оно будет тщательно подготовлено. Каким образом?
У тех, кто потребляет энергию, должны быть разработаны и установлены машины, аппараты, процессы с меньшим потреблением энергии при том же выпуске продукции. У тех, кто производит энергию — энергетиков, — должны быть созданы установки, производящие то же количество энергии — тепла, электричества — при меньшем расходе топлива. В этом основное содержание политики энергосбережения.
Есть и такие резервы экономии, реализовать которые совсем просто. Для этого практически не нужно никаких материальных затрат. Речь идет о ликвидации прямого расточительства энергии: кто из вас не видел работающие на стоянках двигатели автомашин, бесполезно вращающиеся электродвигатели, проезжающий мимо порожний транспорт, лишние включенные осветительные приборы, пустые горящие газовые конфорки домашней плиты.
На первый взгляд все кажется очень простым и ясным — устрани перечисленные моменты — и готово! Подождите с выводами. В целом энергосбережение — очень сложная и даже не всегда достаточно определенная сфера деятельности в народном хозяйстве.
Само собой, без усилий в разных направлениях оно осуществляться не будет. Вспоминается показательный пример. В экспертной комиссии по энергосбережению Госплана СССР шло очередное заседание экспертов специалистов по энергетике. Рассматривались планы различных отраслей по энергосбережению. Вел заседание известный энергетик страны член-корреспондент АН СССР Д. Жимерин. При обсуждении планов Министерства газовой промышленности возник вопрос о том, как министерство готовится к переводу перекачивающих компрессорных станций с газотурбинного привода на электро- или парогазовый. Суть этого вопроса в следующем.
На магистральных газопроводах, подающих топливо из Западной Сибири в центральные районы страны, в том числе на известном многим по своим рекордным срокам строительства газопроводе Уренгой — Помары — Ужгород, через каждые 100–150 километров устанавливается газоперекачивающая компрессорная станция. На ней работают 5-10 компрессоров с газотурбинными двигателями мощностью до 10 или даже 25 тысяч киловатт. Общая мощность компрессорных станций единой газоснабжающей системы страны около 25 миллионов киловатт. Такие станции надежно обеспечивают перекачку в различные районы страны, но обладают существенным недостатком — низким КПД, всего около 25 процентов!
Это значит, что на каждой станции три четвертых мощности «работает» на подогрев атмосферы: из турбины выбрасываются в воздух продукты сгорания, разогретые до 150–200 градусов.
А ведь используемый для турбин природный газ — второе по ценности после нефти химическое сырье!
На компрессорных установках им пользоваться нецелесообразно, не по-хозяйски! Какой же выход?
Для вновь строящихся станций нужно устанавливать вместо газовых турбин электромоторы. У них выше КПД, даже если учитывать термодинамические потери при выработке электроэнергии на электростанциях. И еще — для получения электроэнергии может быть использован не природный газ, а менее дефицитные виды топлива: ядерная энергия, уголь, вода. Уже в одиннадцатой пятилетке было запланировано таких агрегатов с электроприводами на общую мощность 4 миллиона киловатт. А что же делать с теми станциями, где уже установлены газотурбинные приводы?
Можно улучшить эффективность их работы, использовав сбрасываемое тепло для выработки пара и получения в турбогенераторе дополнительной энергии. Этой электроэнергией можно обеспечить собственные нужды станции или привести в действие еще один компрессор с электроприводом.
Вернемся в зал заседания экспертной комиссии. Неожиданно для многих выявилось, что в планах министерства по экономии энергии и замене газа другими видами топлива проведение реконструкции с вводом парогазовых приводов предусматривается в очень малых размерах. Это вызвало недоумение и возражение.
Было известно, что подготавливается пуск первой такой станции. Так что необходимый технический опыт практически был получен. Поэтому член комиссии известный энергетик академик М. Стырикович спросил:
— Почему не внедряется и не планируется такая высокоэффективная реконструкция?
Присутствовавший на заседании представитель Министерства газовой промышленности ответил довольно неожиданно:
— Это мероприятие невыгодно министерству. Оно ухудшает экономические показатели его работы. Срок окупаемости капиталовложений на реконструкцию приближается к 20 годам. Зачем же планировать такие невыгодные работы по экономии энергии и газа?
Как же так? Для государства выгодно, а для министерства нет?! Причиной расхождения народнохозяйственных и ведомственных интересов оказалась низкая цена, установленная специально Министерству газовой промышленности для газа, который используется этой промышленностью для собственных нужд; в данном случае — как топливо на газоперекачивающих станциях. Эта цена в несколько раз меньше той, по которой он отпускается другим отраслям.
Нужно сказать, что подобные ситуации выявлялись на экспертной комиссии и в некоторых других случаях, например в нефтеперерабатывающей промышленности, где самым энергичным образом нужно внедрять различные новые процессы и устройства для экономии нефти.
Эти примеры частично дают ответ еще на некоторые вопросы, иногда возникающие, когда заходит речь об энергосбережении. Почему вдруг об энергосбережении заговорили именно сейчас, а не пять, десять лет назад? Почему раньше не нужно было экономить энергию, а сейчас это важно? Что это — упущение?
Давайте разберемся. Сначала о том, что продемонстрировали обсуждения в экспертной комиссии. Если говорить кратко, то они еще раз подтвердили тот факт, что масштабы энергосбережения тем более велики и оно само тем более выгодно, чем дороже сберегаемое топливо. Ведь большая часть работы по энергосбережению — это не просто организационные меры, хотя они важны и в некоторых случаях очень эффективны, а разработка и создание новых машин, аппаратов, процессов, приводящих к экономии энергии. А эти меры требуют материальных и трудовых затрат, в одних случаях больших, в других меньших, но требуют. И эффективными эти затраты будут в том случае, если выгода от экономии энергии (нефти, газа, электроэнергии, пара) будет большей, чем затраты.
