16+
Регистрация
РУС ENG
Расширенный поиск
http://www.eprussia.ru/epr/141/10900.htm
Газета "Энергетика и промышленность России" | № 01-02 (141-142) январь 2010 года

Проект теплоснабжения от ЛАЭС-2: мнения специалистов

Энергетическое диссидентство, или Как не ошибиться в расчетах

В Санкт-Петербурге рассматривают возможность внедрения нового способа теплоснабжения: за счет атомной генерации.

В качестве альтернативы существующему сейчас раздельному способу теплоснабжения предлагается внедрить комбинированный. Разработчики проекта – специалисты Невского филиала ОАО «ВНИПИэнергопром» – отмечают, что такая схема уже зарекомендовала себя в ряде европейских стран, а реализация проекта сэкономит бюджетные деньги и снизит нагрузку на экологию. (Подробнее – в «ЭПР» № 21 за 2009 год.)

В Смольном от проекта не отказываются, однако и реализовывать его не спешат. Плюсы и минусы альтернативного варианта теплоснабжения обсуждались на круглом столе, организованном нашей газетой и Агентством бизнес-новостей.



Суть предложений

Проект, разработанный в Петербурге, предполагает, что ключевым звеном в цепочке производитель – поставщик – потребитель станет строящаяся в Ленобласти ЛАЭС-2.

Вырабатываемая станцией тепловая энергия будет поставляться по четырем тепломагистралям на пиковую котельную, способную работать даже при сильных морозах. В котельной вода пройдет очистку, после чего поступит к потребителю. Система рассчитана на два региона – и Петербург, и Ленинградскую область. Разработчики отмечают, что таким образом ежегодно удастся избежать потери 5 миллиардов кубометров газа: порядка 4,1 миллиарда в Петербурге и 0,9 миллиарда – в области. В денежном выражении экономия составит 30 миллиардов рублей.

Директор Невского филиала ОАО «ВНИПИэнергопром» Владимир Шлапаков отметил, что проект сможет решить целый ряд проблем в энергетике. В частности, сегодня город остро нуждается в новых ТЭЦ, котельных, топливно- и водоснабжающих системах. Между тем согласование и строительство таких объектов занимают достаточно времени и средств. Сейчас в Петербурге 53 процента энергии для потребителя вырабатывают ТЭЦ, 47 процентов – котельные.

– Если новая схема теплоснабжения заработает, то на долю ЛАЭС-2 будет приходиться 42 процента всего вырабатываемого для петербуржцев тепла. Доля котельных сократится до 5 процентов, – пояснил господин Шлапаков.

Одновременно с этим, по расчетам экспертов, затраты на региональную энергетику снизятся на 30 процентов.

Шлапаков также рассказал, что в настоящее время рассматривается несколько вариантов проекта. Наиболее экономичный потребует инвестиций в размере 53 миллиардов рублей. Если за основу будет принят более затратный вариант, потребуются вложения в размере 84 миллиардов. Разработчики особо подчеркивают, что не претендуют на дополнительное финансирование. По их мнению, средств, заложенных в бюджете Петербурга на развитие энергетики до 2025 года (100 миллиардов рублей) при грамотном перераспределении будет вполне достаточно. Срок окупаемости может составить от 2,6 до 2,8 года. Тарифы для потребителей сократятся на 35 процентов, выбросы в атмосферу снизятся на 88 процентов. ЛАЭС-2 за счет снижения убытков сможет сэкономить до 1,6 миллиарда рублей.



Специалисты спорят

Биолого-экономический подход является главным аргументом экспертов, вставших на сторону проекта.

По словам председателя правления НП «Санкт-Петербургский экологический союз» Сергея Гордышевского, помимо экономической выгоды для ЛАЭС-2 и городского бюджета, новый проект позволит предотвратить выброс в атмосферу 3‑5 миллиардов тонн углекислого газа.

– Несмотря на то что в этой цепочке задействована ЛАЭС-2, а россияне с подозрением относятся к объектам атомной энергетики, в целом мы отметили положительное отношение к проекту. Более всего потребителей интересует снижение тарифов и улучшение экологии, – сказала заместитель председателя, руководитель экспертно-информационного центра по поддержке потребителей и предпринимателей Общества потребителей Петербурга и Ленобласти Татьяна Суетова.

Одновременно с этим ряд экспертов указывают на то, что разработчик проекта – «ВНИПИэнергопром» – не учел ряда моментов, которые могут значительно снизить экономическую привлекательность проекта. Так, по словам председателя совета экологической организации «Зеленый мир» Олега Бодрова, наиболее слабым и опасным звеном в новом проекте является сама ЛАЭС-2.

– Стоимость урана постоянно растет. Поскольку ЛАЭС-2 – ключевой фактор в этой цепочке, то при постоянном дефиците и повышении цен на уран стоимость вырабатываемого топлива также будет расти, – сказал эксперт. Он также отметил, что в нашем регионе остро стоит вопрос захоронения ядерных отходов.

– За последние три года стоимость захоронения выросла в семь раз, что опять же не может не повлиять на повышение тарифов на электроэнергию, – считает господин Бодров.

Эксперт уверен, что более эффективно вкладывать в энерго-сберегающие технологии и модернизировать уже существующие ТЭЦ.



Веские замечания

В Смольном к предложению «ВНИПИэнергопром» отнеслись настороженно.

– Проект технически дорогой и сложно осуществимый, – заявил начальник отдела перспективного развития организации коммунального комплекса комитета по энергетике администрации Петербурга Анатолий Тарасов.

Чиновник пояснил, что порядка 84 процентов выбросов в атмосферу приходится на автомобили, а не на объекты ядерной энергетики, поэтому снижение выбросов ЛАЭС улучшит экологию лишь на 4 процента. Гораздо больший эффект, по его словам, дает запрет на въезд в город автомобилей с двигателями, не соответствующими европейским стандартам.
Господин Тарасов также отметил, что в настоящее время город делает ставку на внедрение и повсеместное применение энерго-сберегающих технологий, а также установку приборов учета. Именно это и должно в конечном итоге сократить расходы потребителей.

– Только за счет внедрения новой системы тарифы не могут быть снижены на 35 процентов, – настаивает чиновник. – Большая часть собираемых с населения денег идет на реконструкцию теплосетей. Независимо от нововведений, экономить на ремонте теплосетей невозможно. Эта статья расходов урезана не будет, – отметил он.

Тарасов также напомнил, что в последние годы энергетическая отрасль в Петербурге работает практически без сбоев, введены несколько новых ТЭЦ, сокращается количество дней при ограничении подачи горячей воды.

– Негативная оценка профильного комитета основана на ответственном подходе. Прежде чем внедрять новую систему, мы должны тщательно взвесить все плюсы и минусы предлагаемого проекта, – заключил чиновник.

Что ж, проект уже не раз подвергался доработке, возможно, и сейчас стоит внести коррективы. Время покажет.


Ольга ТРУНОВА

(Ниже вы можете ознакомиться с некоторыми экспертными заключениями по поводу проекта)
.



Вспомним о финансовом аспекте

Идея теплоснабжения Санкт-Петербурга от атомной ТЭЦ рассматривалась и ранее.

В 1970‑х годах при создании Генеральной схемы теплоснабжения Ленинграда обсуждался вариант подачи тепла от атомной станции, однако данный вариант не получил одобрения по ряду причин (в числе которых – дороговизна и низкая надежность).

Район строительства ЛАЭС-2 располагается на расстоянии порядка 70 километров от южных районов Санкт-Петербурга. Тепломагистрали от АЭС будет необходимо подвести к крупным источникам централизованного теплоснабжения. Таким образом, уже в черте города потребуется устройство подводящих магистралей ориентировочной протяженностью порядка 120 километров (в двухтрубном исчислении).

Для передачи тепловой энергии в объеме 7400 Гкал-ч, по мнению авторов статьи, достаточно четырех двухтрубных магистралей ДУ-1400. Учитывая пропускную способность магистралей ДУ- 1400, следует заметить, что передача тепловой энергии по ним в указанных объемах возможна при температурном графике 180/70°С. При более низких температурах в подающей линии расходы теплоносителя и гидравлическое сопротивление сети будут чрезмерно велики.

По предварительным расчетам, основные показатели работы транзитных теплосетей от ЛАЭС-2 до Санкт-Петербурга составят: подключенная нагрузка – 7400 Гкал-ч; протяженность трассы – 70 километров (каждой из 4 трасс); расход теплоносителя в подающих магистралях: суммарный – 67 272 кубометров в час, в одном трубопроводе – 16 818 кубометров в час (скорость воды – 3,15 м/с); гидравлическое сопротивление подающего трубопровода с учетом потерь по длине (35 кгс/см2) и местных сопротивлений (принимаются наименьшими по СНиП от 2 апреля 2007 года – 20 процентов) – 42 кгс/см2 (сопротивление обратного трубопровода аналогично); ориентировочный расход электроэнергии на прокачку теплоносителя – 180 МВт; потери тепловой энергии на трассе при нормативном тепловом потоке – 140 Гкал-ч (в среднем за год – 1,9 процента).

Данные показатели работы транзитных магистралей можно считать вполне приемлемыми для системы централизованного теплоснабжения. Однако следует заметить, что в дополнительных теплосетях, подходящих к источникам централизованного теплоснабжения в черте города, также будут иметь место потери напора и тепловой энергии. Суммарные потери при транспортировке до котельных и ТЭЦ могут составить 4‑5 процентов, что также может считаться приемлемым.

В связи с тем, что разрешенное давление в теплосетях составляет 24 кгс/см2, а потери напора в трубопроводах от ЛАЭС-2 до Санкт-Петербурга составят порядка 42 кгс/см2, на трассе будет необходимо установить как минимум одну повысительную насосную станцию. При этом, возможно, предстоит столкнуться с вопросом индивидуального проектирования насосов для данной станции (при использовании типовых насосов СЭ-5000-160 их количество на повысительной станции может составить порядка 48 штук, не считая насосов на ЛАЭС-2). Дополнительно также потребуется установить насосные станции на территории Санкт-Петербурга для транспортировки тепловой энергии к различным ТЭЦ и районным котельным Санкт-Петербурга. Все это приведет к существенному удорожанию проекта.

Далее. Основными проектными решениями по ЛАЭС-2 предполагается возможность теплофикационной выработки на ней тепловой энергии в объемах до 1000 Гкал-ч. Устанавливаемые на АЭС турбо-установки К-1200 электрической мощностью 1200 МВт являются конденсационными турбинами с небольшим отбором пара на нужды теплофикации. Единичная теплофикационная мощность составляет 250 Гкал-ч. В соответствии с проектными решениями тепловые мощности энергоблоков планируется использовать для отопления города Сосновый Бор и населенных пунктов Ленинградской области. Впрочем, суммарная тепловая мощность в 1000 Гкал-ч для данных населенных пунктов является избыточной.

Для получения от ЛАЭС-2 тепловой энергии в объеме 7400 Гкал-ч требуется либо проектирование и установка других турбогенераторов теплофикационного типа (в настоящее время теплофикационных турбин такой мощности не существует даже на уровне проекта), либо глубокая переработка турбин К-1200 с устройством мощных теплофикационных отборов в 1850 Гкал-ч вместо 250 Гкал-ч (что также не является простой задачей). При этом электрическая мощность станции, работающей в теплофикационном режиме, может снизиться на величину до 20 процентов с заявленных 5000 МВт до 4000 МВт, что ощутимо изменит планируемые показатели работы станции в сторону уменьшения выработки электроэнергии.

Указанные мероприятия по созданию теплофикационных атомных энергоблоков потребуют значительного времени на проектные работы, в то время как пуск станции планируется произвести в 2013 году.

Таким образом, при строительстве ЛАЭС-2 в соответствии с утвержденным проектом выдача от нее тепловой мощности в размере 7400 Гкал-час практически невозможна.

Помимо этого, техническая сторона вопроса распределения тепловой энергии от ЛАЭС-2 в черте Санкт-Петербурга видится весьма сложной. Потребуется проложить около 120 километров подводящих теплосетей к крупным источникам теплоснабжения ТЭЦ и районным котельным, установка мощных теплообменных станций, дополнительных насосных станций и прокладка распределительных теплосетей (для централизации менее мощных котельных). Реализацию таких решений может существенно затруднить необходимость прокладки тепломагистралей ДУ-1400 в историческом центре Санкт-Петербурга.

При реализации проекта все ТЭЦ и районные котельные Петербурга переходят в разряд пиковых источников теплоснабжения, а котельные меньшей мощности централизуются и закрываются. Производство электроэнергии на ТЭЦ (сейчас покрывают более 40 процентов потребностей города) в таких условиях будет возможно в основном по конденсационному циклу. Такое производство окажется низкоэффективным и, возможно, нерентабельным, что может повлечь за собой банкротство ОАО «ТГК-1» – крупного налогоплательщика и работодателя в Санкт-Петербурге, основные генерирующие мощности которого сконцентрированы в городе. Социальные последствия подобного события будут однозначно отрицательными.

Необходимо дать экспертную оценку объему капиталовложений в проект: прокладка 280 километров двухтрубной тепломагистрали ДУ-1400 от ЛАЭС-2 до Санкт-Петербурга с повысительной насосной станцией – 56 миллиардов рублей; прокладка 120 километров двухтрубных подводящих тепломагистралей ДУ-1400 в черте города – 36 миллиардов рублей; сооружение теплообменных станций в районе ТЭЦ и крупных районных котельных – 11 миллиардов рублей; перекладка и прокладка распеределительных сетей к котельным, строительство насосных станций – 4 миллиарда рублей. Итого капитальных вложений 107 миллиардов рублей.

Данная цифра не учитывает создания системы теплофикации производительностью 7400 Гкал-ч на ЛАЭС-2.

Таким образом, подробное рассмотрение предложений о теплоснабжении Петербурга от ЛАЭС-2 позволяет сделать вывод о поверхностной проработке вопроса авторами проекта. Использование ЛАЭС-2 в качестве основного источника централизованного теплоснабжения Санкт-Петербурга представляется нецелесообразным.

А. Ф. ВАСИЛЬЕВ, ОАО «СевЗап НТЦ»



Это возможно. Но при основательной доработке

Увы, первое критическое замечание – в адрес редакции: новый проект изложен очень небрежно, особенно это касается иллюстративного материала. Балансы никак не сходятся.

Сами подумайте. На верхней картинке «Планируемый сценарий энергопотока» общий расход топлива 13,5 миллиона т.у.т. на АЭС + 7,6 миллиона т.у.т. в котельных, суммарно 21,1 миллиона т.у.т. На нижней «Предлагаемый вариант энергопотока» общий расход топлива 13,5 миллиона т.у.т. на АЭС, 7,6 миллиона т.у.т. в котельных, 1,0 миллиона т.у.т. в газотурбинной надстройке ТЭЦ, суммарно 22,1 миллиона т.у.т., то есть на 1,0 миллиона т.у.т. больше. Откуда же экономия природного газа в 5 миллиардов кубометров в год? Заметим, что тепла и электроэнергии по обоим вариантам отпускается одинаковое количество.

Далее, посчитаем удельный расход топлива на газотурбинной надстройке: (1  000  000  000 килограммов)/(1  364  000 кВт x
8 760 часов) = 0,085 килограмма = 84 г/кВт-ч – невероятная эффективность. Посчитаем для сравнения удельный расход на АЭС:
(13 500 000 000 килограммов)/(4  680  000 кВт x 8 760 часов) = 0,329 кг/кВт-ч = 329 г/кВт-ч – классический расход при КПД 37 процентов. А у газотурбинной приставки КПД получается больше 100 процентов?!

При таких исходных данных «технической сенсации» суть проекта приходится домысливать. Хотелось бы сказать вначале о «планируемом сценарии энергопотока». Классические конденсационные электростанции достигли высокого технического совершенства, они работают бесперебойно годами, выдавая в сеть миллионы киловатт в любую погоду, без аварий и остановок. Это просто удивительно для просвещенного ума.

С точностью часового механизма синхронно функционирует настолько сложная технологическая система: котел (реактор), турбина, генератор, трансформаторы, паровой контур, водяное охлаждение, водоподготовка, радиационная безопасность (на АЭС). И ничего не ломается.

Обратной стороной этих свершений является здоровый консерватизм проектировщиков и эксплуатационщиков: они не хотят отступать от надежных, стандартных технических решений. Отработанный пар с турбин не рассматривается как источник энергии, главное – сконцентрировать его и вернуть в котел. Охлаждающая конденсаторы вода – промежуточное тело для рассеивания тепла. В общем случае, чем ниже температура этой воды (выше расход), тем лучше работают конденсаторы рабочего пара, тем эффективнее генерация электричества. С этой точки зрения и создавались проекты ГРЭС (АЭС).

Конечно, отапливать атмосферу – занятие нелепое, и было много идей по использованию бросового тепла. В 1960‑х годах на СуГРЭС (30 километров от Екатеринбурга) отработанным паром обычных (не теплофикационных) турбин стали в бойлерах нагревать воду и подавать ее по трубам в отопительную систему мегаполиса. Система эта с успехом работает до сих пор. Данный пример показывает, что основная идея авторов – использование низкопотенциального тепла с цикла конденсации пара вполне работоспособна и при определенных условиях экономически эффективна.

Абсолютно верна и вторая идея – «нужен только государственный подход». Только где взять «государственный подход»? Генерирующие компании, даже «Росэнергоатом», заинтересованы в выручке, а не в экономии ресурсов. Помимо валовой выручки, очень важен уровень рентабельности. А в этой части хорошее взаимодействие с административными структурами, например с региональной энергетической комиссией, куда прибыльнее любых инноваций…

Разделяю я и критику градирен как охлаждающих агрегатов. Не знаю, как в Ленинградской области, но у нас в Свердловской области за сброс продувочных вод берут приличные штрафы. Унос воды из градирен осложняет работу высоковольтного оборудования, расположенного на открытых площадках. Рукотворный дождь опасней естественных осадков, поскольку солесодержание циркуляционной воды велико, в результате чего электропроводность на 2‑3 порядка выше, чем у дождевой воды, что чревато поверхностным пробоем («перекрытием») изоляторов, увеличивается и скорость коррозии конструкций. Оборотный цикл с градирнями очень склонен к биообрастанию, ведь в прокачиваемом воздухе содержатся споры бактерий, водорослей, дрожжей и грибков. Их можно уничтожить биоцидами, но тогда в разы возрастают штрафы за сброс продувочных вод. Наконец, эти бетонные сооружения высотой с 15‑этажный дом весьма капиталоемки.

При этом есть существенные замечания по сути проекта. Предлагаемое снижение электрической мощности АЭС на 1364 МВт (почти на 30 процентов) – решение очень сомнительное. Уж лучше эти электрические мощности пустить на электроотопление: потребителей, готовых платить за этот эффективный, комфортный и безопасный способ обогрева, достаточно.

Хотелось бы также прокомментировать точку зрения представителя «СевЗап НТЦ». Из отзыва господина Васильева, несмотря на серьезный критический анализ, вытекает, что предлагаемый проект можно реализовать частично, не вклиниваясь в рабочий цикл силовых турбин, на базе существующего проекта. Я имею в виду плановый отбор теплофикационного пара с турбин К-1200 в объеме 250 Гкал-ч, то есть суммарно 250 x 4 = 1000 Гкал-ч, то есть примерно 1/7 от предлагаемого ООО «ВНИПИЭнергопром». Предлагается использовать это количество для теплофикации не всего мегаполиса, а лишь его южных окраин, при этом ТЭЦ вообще не трогать, а закрыть лишь малорентабельные и изношенные котельные.

С учетом расстояния подачи тепла (70 километров) предлагаю однотрубную схему с прямой подачей воды потребителям, без теплообменников. Учитывая, что 15‑20 процентов горячей воды в Петербурге расходуется на водоснабжение, будет соблюдаться материальный баланс по воде. Температуру подаваемой воды при этом можно понизить до 125‑130° С. Поскольку реакторы и турбины на ЛАЭС-2 будут вводиться в эксплуатацию поэтапно, вместо одной трубы ДУ-1400 имеет смысл последовательно проложить две трубы ДУ-1000. Помимо экономии газа в эквиваленте 1000 Гкал, не надо будет закупать холодную воду на подпитку. Продажа земельных участков старых котельных или перепрофилирование зданий также дадут денежные средства.

К. т. н. Анатолий ЖУРАВЛЕВ, директор НПФ «ЛЕНА»

Отправить на Email

Для добавления комментария, пожалуйста, авторизуйтесь на сайте

Также читайте в номере № 01-02 (141-142) январь 2010 года: