ВСТУП
У світістрімкими темпами зростають матеріальні потреби суспільства. Сьогоднішня кризаце ніщо інше як перерозподіл ресурсів з наступним впровадженням інноваційнихтехнологій. Для України головний аспект, як і раніше покладається на видобуток,повноту вилучення та якість переробки мінеральних ресурсів. Надзвичайноважливим фактором є збереження навколишнього природного середовища, і насьогоднішній день все більше уваги приділяється питанням екології.
Питанняенергоспоживання є для України надзвичайно складним клубком складних проблем,невирішеність яких починає загрожувати національній безпеці України, особливо зогляду на відсутність у країні власних запасів нафти, газу, ядерного палива.Тому питання енергозбереження слід вважати найважливішими економічними таекологічними проблемами на даному непростому етапі розвитку України.
1. Енергоємність
Є 6 принциповихшляхів енергозбереження:
· Зменшення енергоємності продукції, щовипускається на діючих підприємствах за рахунок модернізації технологій.
· Підвищення ККД котлів і зниження втрат велектро-тепломережах при виробництві і транспортуванні електричної і тепловоїенергії, а також у житлових будинках.
· Утилізація «енергомістких»відходів.
· Впровадження альтернативних екологічночистих джерел енергії.
· Поступове переведення автотранспорту нагазові та електричні двигуни.
· Поступове переведення українськоїекономіки на так звані "інтелектуальні" технології (комп'ютерні,телекомунікаційні, біогенні та ін) як значно менш енергоємні, а також більшвисокорентабельні та екологічно чисті.
Розглянемоперераховані шляху трохи докладніше (тим більше, що йти цими шляхами бажаношвидше і всіма відразу!).
За кількістюспоживаної енергії (всіх видів) України займає «почесне» 5-6-е місцев світі, проте за обсягами виробленого за рік внутрішнього валового продукту(ВВП) на душу населення знаходиться лише в хвості першої сотні країн ($ 600 дляУкраїни проти, наприклад, $ 25000 для Німеччини). Ще більш гнітюче виглядаєзіставлення з Польщею: наприклад, Україна споживає 78 млрд куб.м газу на рік за«середньодушове» ВВП $ 600, Польща ж споживає газу в сім разів менше(11 млрд куб. М / рік), але ВВП її при цьому рівно в сім разів більше ($4200)!!! При цьому в України ще спалюється 50 млн тонн енергетичного вугілля іблизько 10 млн тонн мазуту! Це пов'язано, перш за все, з неймовірно високоюенергоємністю і матеріаломісткістю української важкої промисловості. Ті самігалузі, які й створюють в Україну нездоланні екологічні проблеми і біди — абонизькорентабельних, або безнадійно збиткові і не можуть (та й не бажають)ліквідувати ці екологічні проблеми «за свій рахунок». Біда ще й утому, що частка цих сверхенергоемних, мало-або-не-рентабельних, екологічно«брудних» галузей промисловості у ВВП Україна невпинно зростає і вжедосягла 60%! Скажіть, — яка країна, який бюджет, який МВФ з ЄБРР, який людськийорганізм може все це довго витримати ?!.. Така сверхенергоматеріалоємнаекономіка не просто погана чи кризи — вона взагалі перебуває за межамилюдського розуму…
У цьому зв'язку:
По-перше, самевиходячи з вищенаведених цифр, а зовсім не з міфічного «екстремізму зелених»просто безглуздими виглядають рішення про добудову Х-2 і Р-4, не тільки тому,що ядерна енергетика небезпечна у всіх відносинах, але й тому, що скоротитиенергоємність промпродукції і втрати вже виробленої енергії, а такожорганізувати утилізацію «вторинних» енергоресурсів — куди розумніше,дешевше і безпечніше!
По-друге,необхідно оснастити АБСОЛЮТНО ВСІ промпідприємства, ТЕС, котельні та ін.об'єкти лічильники газу і ТЕПЛА. Такі цілком надійні лічильники випускаютьпідприємства Києва, Харкова, Донецька та інших міст. Але далеко не всі бажаютьбачити на своєму підприємстві ці лічильники!
По-третє,доцільно ввести «енергоекологічні ціну» кожного виду продукції.
2. Котли і мережі
Котли і мережікомунальних котелень. Наприклад, у Донецькій і Луганській областяхексплуатуються близько 4-х тисяч комунальних котелень, приблизно половина з нихна газі, половина-на вугіллі. Загальна довжина комунальних теплових мереж-8тисяч км. У «газових» котелень експлуатуються застарілі котли типуНІІСТУ-5, НР-18 та ін з реальним ккд не більше 60%. У той же час у Дружківці,Луганську, ін містах України випускаються більш сучасні котли типу НІКА, КСВа зккд не менше 90%. Зауважу принагідно: саме виходячи з цих цифр, а не з якихосьполітичних мотивів, — екологи не повинні підтримувати підвищення комунальнихтарифів). Якщо б старі котли були б замінені на нові, споживання газу знизилосяб на 30%, тобто на 3 млрд куб.м вартістю 150 млн дол Реальні втрати тепла втепломережах комунальних оцінюються в 20-30%; тільки для Донецької обл. цеприблизно 5 млн Гкал на суму 300 млн грн, по Україні-3 млрд грн. Для зменшеннявтрат треба теплові мережі прокладати з труб з внутрішнім і зовнішнімполіуретановим покриттям, що має гарантію на 5-10 років; ці труби виробляютьсяв Україні.
Протекардинальне рішення проблеми економії «комунальної енергії» — перехідна обігрів житла електричними термоелементами, вмонтованими в стіни, підлоги,стелі (бажано з одночасним утепленням стін та вікон цього житла). Крім того,доцільно децентралізувати подачу гарячої води в багатоквартирні будинки,поставивши в підвалі кожного такого будинку власну бойлерну з насосною. Ще одинрезерв: Україна (Вінниця, Чернівці) випускаються люмінесцентні лампи 15 Вт, якісвітять, як «стария» 75 Вт, причому термін їх служби-10 000 год.(Тобто мінімум 5 років!). За цей термін одна лампа економить 500 квт-ч. (100кВт / год). Якби в Україні освітлення перевести на нові лампи-вийшла бвеличезна економія в 5 млрд кВт. Правда, ціна цих ламп відносно висока (20-25грн.), але тут треба придумати економічні стимули для їх впровадження…
Вугільні котлиТЕС і котелень. Сумарний ккд будь-якій нашій ТЕС не перевищує 35%. Наукраїнських (в т.ч. п'яти Донецьких) ТЕС працюють застарілі котли типу ТП зфакельним спалюванням вугільного пилу. Температура в такому факелі доходить до1400 град. С (і, отже, утворюються бурі окисли азоту), а час перебування уфакелі частки вугілля не перевищує пів секунди — звідси 10-15% недопалювання.Друга проблема ТЕС-неякісне вугілля (часто це відверта порода, присипана зверхухорошим вугіллям!).
Наприклад, якщоваш котел генерує пар з тиском 12 ат, а необхідний робочий тиск пари-4 ат., Цейтиск скидають дроселем, тобто фактично викидають величезну кількість енергії«в нікуди». Якщо на шляху пара поставити замість дроселя турбіну зелектрогенератором-ви будете отримувати електроенергію і підвищите ккд казанана 20%. Для підвищення якості вугілля необхідно (поки у нас немає котлів ЦКШ),по-перше, прагнути до 100%-ному збагаченню енергетичного вугілля, по-друге, длявідживання недобросовісних постачальників необхідний перехід до оплати вугілляза нижчою теплотворної здатності тонни привезеного на ТЕС вугілля. Щостосується втрат в електричних мережах, то вони також величезні і оцінюються в25-30%.
Нові «енерготехнологій».Цикл пальне-електроенергія складається з чотирьох класичних стадій: полум'янегоріння — отримання газу або пари — обертання турбіни-генерація електроенергії.Зазвичай реальний сумарний коефіцієнт корисної дії такого циклу не перевищує35%. Виняток будь-якій стадії з цього циклу здатне різко підвищити цей ккд. Увітчизняній науці опрацьовані два шляхи:
Виняток стадіїобертання турбіни або т.зв. «Електрохімічна» енергетика. Воназаснована на унікальних властивостях надчистої двоокису цирконію безпосередньоперетворювати тепло в електричну енергію з небаченим ккд 65%. Якщо врахувати,що ще 20% тепла можна утилізувати в додатковому теплообміннику, то загальнийкоефіцієнт корисної дії «електрокотла» зі стінками із спеціальноїцирконієвої кераміки складе 85%! При цьому «цирконієва» ТЕС не маєжодної обертається деталі — тільки котел із стінками з цирконієвої кераміки.Виняток стадії полум'яного горіння або т.зв. «Термохімічна»енергетика. Вона заснована на повному або частковому внетопотоковому термохімічномудобуванні теплової енергії з органічного палива. Для цього використовуютьсяспеціальні реактори. Цей підхід дозволяє підвищити ккд енергетики на 10-20%.
3. Утилізація «енерговідходів»
1000«кубів» газу дає 3600 квт-ч, 1 т якісного вугілля-2500 кВт-год, 1куб. м деревини-150 кВт-год, а 1 куб. м побутових відходів (органічних) — 55кВт-год.
Вугільні шлами.У шламоотстійника вуглезбагачувальних фабрик (і ін вугільних підприємств)Донбасу знаходиться близько 50 млн т вугільного шламу. Навіть при йогосередньої зольності 70% — це може дати до 20 млн т майбутнього вугільногоконцентрату. А один непрогорілий антрацитовий терріконнік середньою масою 2 млнт містить до 15% вугілля (тобто 300 тисяч т антрациту). Тому доцільно переробкатаких шламів і антрацитових породних відвалів за місцем складування (беззбагачення і без транспортних витрат, які в сумі складають до 25 грн / т!) Вмобільних комплексах, де шлам спалюється в котлі-газифікаторі, а газ пускаєтьсяна турбогенератор для отримання електроенергії.
Вугільна ікоксова дрібниця, штиб. Цих відходи є, крім вугільних підприємств, ще й на КХЗі на метзаводах. Перспективний шлях їх утилізації-брикетування в побутові тапромислові паливні брикети на потужних роторних пресах продуктивністю 100 000 тонн/ рік (брикети розміром 65х55х35 мм і вагою 85 г кожен).
Вугільний пил.При «звичайній» технології вуглевидобутку її не менше 25-30% від маси«нарізається» вугілля, а при «безлюдному» способі-і взагалібільше 50%. Вугільний пил (і дрібниця розміром менше 0,2 мм), можна утилізуватиу вигляді водо-вугільного палива (ВВП), яке представляє собоювисококонцентровану водовугільних суспензію (співвідношення по масі вода:вугілля = 1: 2-3).
Буре вугілля,торфи. Це низькокалорійні палива, однак їх запаси в Україну великі: буроговугілля-св. п'яти млрд тонн (Олександрія та ін), а торфів-св. двох млрд…Найбільш перспективний шлях їх утилізації — піролітичної і гідрогенізаційного«зрідження» такого вугілля. При цих процесах виходить рідкавуглеводнева маса, звана «вугільної нафтою», до складу якої входятьфракції моторних палив (бензину, гасу, соляру) і рідких пічних палив (мазут),цінні смоли для органічного синтезу (фенольні, піридинові, інден-кумароновой).Технологія безвідходна.
Деревні відходи.У України утворюється св. 2 млн куб.м / рік «економічно доступних»деревних відходів (і ще з десяток млн тонн «економічнопроблематичних»). Якщо їх повністю пустити на спалювання, то кожен такий«куб» замінить 30 куб.м газу. Маються на Україну для цьогонайпростіші невеликі котли на 100 кВт-год (для приватного житла) і побільше — на 1000 квт-год (для малих підприємств). Окремий важливий питання-утилізаціявідходів рослинництва в сільській місцевості, а саме: солома, листя, обрізаннялози, макуха, лушпиння та ін Добре організований збір і спалювання в малихпромислових топках може дати сільгосппідприємству істотну економіюенергоресурсів. У всякому разі для «колгоспів» Данії ця економіяскладає 20%.
Побутовівідходи. «Середній» громадянин України «видає» один куб.м /рік побутових відходів, з них 70% — мають органічну природу, тобто можуть бутиспалені.
Утилізаціягазів.
«Вугільний»метан. У багатьох вугільних пластах шахт Донбасу міститься значна кількістьметану-всього його раніше йшло «в небо» до 5 млрд куб. м на рік. Цейметан можна відкачувати із шару і потім утилізувати.
Коксовий газКХЗ. Сьогодні викидається в повітря й згоряє в факелах КХЗ мільйони куб мкоксогаза. Спалювання його в печах може принести велику економію енергії. Нажаль, для цього його необхідно очистити від сірки, а це недешево.
Біогаз. Такзваний біогаз виходить шляхом анаеробного метанового зброджування органічнихвідходів тваринництва і опадів каналізаційних відстійників. За наявними даними,одна усереднена колгоспна худоба видає 6-7 тонн гною в рік; кількість жнакопичених каналізаційних опадів величезне-у кожному обласному центрі вонизаймають «поля» по 200-300 га). «Біокотел» продуктивністю(на «вході») 100 куб. м / добу гною видає 2500 куб.м / добу метанмісткого(65-75%) газу, що відповідає теплопродуктивності 5500 кВт / добу або 10 Гкал /добу. У «осаді» в котлі залишається біогумус — прекрасне органічнедобриво. Технологія безвідходна.
4. Альтернативна енергія
Вітроенергетика.Вже злегка використовується в Криму, Карпатах, Донбасі — в основному, 100квт-ні вітряки, що працюють при вітрі від 7 м / сек. Зараз планується установкатам 600 квт-них вітряків, що працюють вже при вітрі від 4 м/сек. Цеперспективний напрям, хоча поки один «вітрокіловати» дорожчетеплового у кілька разів.
Сонцеенергетика.Від сонця отримують тепло за допомогою «сонячних колекторів»,нагріваючи воду на 40-50 град. понад температури повітря. Зараз від сонцяможуть отримувати вже не тільки тепло, але і безпосередньо електроенергію черезкремнієві сонячні батареї.
Хвильоенергетика.Вона заснована на отриманні енергії від морських припливів-відливів або відперебігу рівнинних річок. Такі електростанції в світі вже працюють.
Геотермоенергетика.Зараз в Україні розвідано 140 геотермальних свердловин, їх використання дастьекономію до двох млн т умовного палива на рік. Однак цей напрямок розвиваєтьсямляво.
Інші джерела (звіддаленою перспективою). Оскільки запаси нафти, газу і вугілля на Земліпідходять до кінця (наприклад, витягуваної нафти залишилося близько 100 млрдтонн, газу — близько 60 трлн куб.м, вугілля — близько 600 млрд т — і все цезакінчиться до кінця 21-го століття), хочу нагадати про наявність на нашійпланеті принаймні ще трьох (точніше, «трьох з половиною») невичерпних(і екологічно чистих!) джерел енергії (правда, поки що не до кінця«приборканих»). По-перше, це термоядерний синтез: Д + Т = Не +енергія. На відміну від ядерної, термоядерна енергія не таїть радіаційноїзагрози. По-друге, це енергія електромагнітного поля Землі. Вже розробленоелектростатичний плазмогенератора Грицкевич. По-третє, це енергія так. зв.«Фізичного вакууму» або «електроторсіонних полів». Цеособлива форма взаємодії матерії, основою якого є спін, тобто обертанняелементарних частинок. За аналогією з електромагнітними полями, торсіонні полятакож є силовими і дальнодії, і вчені вже розробили джерела (генератори)торсіонних струмів. Тут до промислового впровадження ще теж далеко, алеінтенсивні дослідження ведуться в багатьох країнах світу.
Ще один (майженевичерпний) потенційне джерело енергії (та сама «половинка») — це,як не дивно, відпрацьоване ядерне паливо (ВЯП). Як відомо, один блок-мільйонникАЕС видає 26 тонн ВЯП (а в нас таких півтора десятка на п'яти АЕС). Мова йдепро технології «ядерних трансмутацій». Суть її полягає в опроміненніВЯП надпотужним пучком нейтронів (1000 нейтр / кв.см-сек) у спеціальних«ядерних утилізаторах» (варіант промислового прискорювача нейтронів).При цьому, по-перше, високоактивні й довгоживучі (тобто найбільш небезпечні длялюдини) елементи в ВЯП перетворюються на короткоживучі і низькоактивні, щоробить проблему захоронення такого «обробленого ВЯП» до тисяч разівпростіше і дешевше, а значить — вирішуваною всередині Україна. По-друге — і цеголовне! — При цьому процесі в «ядерному утилізаторі» виділяєтьсявеличезна кількість енергії (1 тонна ВЯП дає 10-15 тис. кВт).
5. Автомобільний транспорт
енергіятранспортування енергомісткий відходи
Величезнийнегативний «внесок» у стан атмосфери вносить автотранспорт. На йогочастку в промислових регіонах (Донбас) припадає 50% усіх шкідливих викидів ватмосферу, а в непромислових (наприклад, Київ, Полтава та ін) — до 75 — 90%,при цьому половина цих викидів (для бензинових двигунів) становить оксидвуглецю.
Знизити викидавтомобільних вихлопних газів можна, наприклад, установкою перед вихлопноютрубою спеціального поглинального патрона, а також за допомогою системиежекційні або каталітичного допалювання. Проте кардинальний шлях — перехід відбензинових і дизельних автомобільних двигунів на газові або електричні (абокомбіновані).
6. "Інтелектуальні" технології
Добре відомо, щотретє тисячоліття — це епоха так званих "інтелектуальних" технологій- комп'ютерних, інтернетівських, телекомунікаційних, біогенних та ін
Але, наприклад,видобуток вугілля (на хорошій шахті!) Дає додану вартість лише 1-2%,виробництво теплової електроенергії-3-4%, виплавка сталі 5-7%, зате виробництвокомп'ютера «Pentium-600» — аж 1500%! Або, переводячи це в«умовні» долари: 1 кг металу приносить 0,01 дол. прибутку, 1 кг сироїнафти приносить 0,05 дол прибутку, 1 кг сучасної побутової техніки — 50 долприбутку, 1 кг сучасного авіалайнера — 1000 дол прибутку, 1 кг комп'ютернихмікропроцесорів («чіпів») останнього покоління — 5000 дол прибутку!При цьому інтелектуальні технології, будучи настільки високоприбутковими, єпрактично неенергоємних і екологічно абсолютно чисті! Тому поступова замінавидобувних галузей високотехнологічними є найважливішим завданнямзагальнодержавного масштабу. При цьому я ні в якому разі не закликаю закриватишахти або метзаводи. Мова йде про пріоритетний розвиток інтелектуальнихгалузей, за рахунок високого прибутку яких будуть модернізувати ті самівидобувають і ін «важкі» галузі.
ВИСНОВКИ
Якщо Українадійсно хоче вважати себе частиною цивілізованої Європи, то до проблеменергетичної безпеки необхідно підходити з точки зору інтересів світовогоспівтовариства. А не тільки намагатися залучати інші країни до вирішенняспірних російсько-українських питань. Тим більше, що, як ми побачили в останніроки, Євросоюз не має наміру втручатися в енергетичні конфлікти Росії зкраїнами СНД.
Всуперечбагатогранності енергетичних діалогів в Європі, сьогодні так і не знайденіпостійні механізми об'єднання інтересів постачальників, транзитерів іспоживачів енергоресурсів. Свій внесок в розробку таких механізмів повинназробити Україна. При цьому вона не повинна як намагатися отримати односторонніпреференції, так і відчувати себе молодшим партнером. Український транзитнийенергопотенціал є одним з найбільших в Європі, і дає нам підстави та можливостізробити значний внесок у справу підвищення рівня енергетичної безпеки Європи.
Цілінафтогазового комплексу України — не тільки протранспортувати транзитом більшакількість вуглеводнів і отримати значні надходження до Державного бюджету, а ізабезпечити стабільні поставки енергоносіїв до Європи, що, у свою чергу, більшеінтегрує Україну до європейських енергетичних ринків.
Якщо для США іЄвросоюзу головна загроза сьогодні — це тероризм, то для України — використанняенергоносіїв як знаряддя досягнення політичних цілей. Саме для Україниенергетична безпека є синонімом національної безпеки.
СПИСОКВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ
1. Хлобыстов Е.В., Оценка и моделированиеэкологической безопасности промышленного производства: региональный аспект,статья.
2. Биенко В.Д. Экоэнергетика – основа Экономическогороста Украины.
3. Бринников И., Эко-безопасность: Тактикаи стратегия для Украины.
4. Энергетическая безопасность Украины икризис, «Главред», Стенограмма пресс-конференции.
5. Дронов А.П. Энергетическая независимостьУкраины и ее экологическая цена.