CC BY
388
m Энергетика
Ses Power Engineering
Оригинальная статья / Original article УДК 621.182.001.33(072): 662.613.12(072) DOI: 10.21285/1814-3520-2017-2-85-96
ОЦЕНКА ВЫБРОСОВ ПАРНИКОВЫХ ГАЗОВ ПРЕДПРИЯТИЯМИ ЭНЕРГЕТИКИ
1 9
© В.А. Бочкарев1, А.В. Бочкарева2
1Иркутский национальный исследовательский технический университет, Российская Федерация, 664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83. 2Байкальский государственный университет, Российская Федерация, 664003, г. Иркутск, ул. Ленина, 11.
РЕЗЮМЕ. ЦЕЛЬ. Показать влияние электроэнергетики на выбросы парниковых газов от тепловых электростанций (ТЭС) и выявить на примере ПАО «Иркутскэнерго» мероприятия, которые позволяют снизить образование парниковых газов. МЕТОДЫ. Использование Киотского протокола позволяет привлекать дополнительные финансовые ресурсы в реализацию проектов повышения энергоэфективности производства энергии и сокращения выбросов парниковых газов. Для оценки влияния вида топлива, сжигаемого на ТЭС ПАО «Иркутскэнерго», на выбросы парниковых газов использовались методические указания по расчету валового выброса диоксида углерода в атмосферу от котлов тепловых электростанций и котельных. РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ. В соответствии с Киотским протоколом приводятся результаты реализации проектов, направленных на получение дохода от продажи единиц сокращенных выбросов (ЕСВ) в ПАО «Иркутскэнерго». ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Выполненные расчетные исследования позволяют внести изменения в структуру топливного баланса ПАО «Иркутскэнерго», что способствует снижению выбросов парниковых газов.
Ключевые слова: глобальное потепление, климатический саммит, Киотский протокол, парниковые газы, сокращение выбросов, совместное осуществление проектов, механизм чистого развития, торговля выбросами между развитыми странами, квоты на выбросы СО2, расчет выбросов СО2, единицы сокращения выбросов.
Формат цитирования: Бочкарев В.А., Бочкарева А.В. Оценка выбросов парниковых газов предприятиями энергетики // Вестник Иркутского государственного технического университета. 2016. Т. 21. № 2. С. 85-96. DOI: 10.21285/1814-3520-2017-2-85-96
ESTIMATION OF GREENHOUSE GAS EMISSIONS FROM POWER INDUSTRY ENTERPRISES V.A. Bochkarev, A.V. Bochkareva
Irkutsk National Research Technical University,
83, Lermontov St., Irkutsk, 664074, Russian Federation.
Baikal State University,
11, Lenin St., Irkutsk, 664003, Russian Federation.
ABSTRACT. The PURPOSE of this paper is to show the effect of power industry on the emissions of greenhouse gases from thermal power plants (TPP) and to identify the actions directed at the reduction of greenhouse gases formation on the example of PJSC «Irkutskenergo». METHODS. The use of the Kyoto Protocol allows to attract additional financial resources to the implementation of the projects aimed at the improvement of energy production and reduction of greenhouse gas emissions. To evaluate the effect of the type of fuel burned on the thermal power plants of PJSC «Irkutske n-ergo» on the emissions of greenhouse gases the study employs technical tips on the calculation of total emission of ca r-bon dioxide in the atmosphere from the boilers of thermal power plants and boiler installations. RESULTS AND THEIR DISCUSSION. The results of the implementation of projects aimed at obtaining the income from the sale of reduced emission units in PJSC «Irkutskenergo» are presented in compliance with the Kyoto Protocol. CONCLUSION. Performed calculations allow to introduce some changes to the structure of PJSC «Irkutskenergo» fuel balance that will decrease the emissions of greenhouse gases.
Keywords: global warming, climatic summit, the Kyoto Protocol, greenhouse gases, reduction of emissions, joint implementation of projects, clean development mechanism, trading emissions between the developed countries, quotas of СО2 emissions, calculation of СО2 emissions, units of emission reduction
1
Бочкарев Виктор Александрович, кандидат технических наук, доцент кафедры теплоэнергетики, e-mail: v_bochkariev@mail.ru
Viktor A. Bochkarev, Candidate of technical sciences, Associate Professor of the Department of Heat Power Engineering, e-mail: v_bochkariev@mail.ru
2Бочкарева Анастасия Викторовна, магистрант, e-mail: nastya_irk94@mail.ru Anastasia V. Bochkareva, Master's Degree Student, e-mail: nastya_irk94@mail.ru
For citation: Bochkarev V.A., Bochkareva A.V. Estimation of greenhouse gas emissions from power industry enterprises. Proceedings of Irkutsk State Technical University. 2016, vol. 21, no. 2, pp. 85-96. (In Russian) DOI: 10.21285/18143520-2017-2-85-96
Введение
Глобальное потепление и изменение климата на Земле происходит из-за быстрого увеличения в атмосфере парниковых газов [1-4].
Парниковые газы - это группа газообразных соединений, которые входят в состав атмосферы Земли. Они практически не пропускают через себя тепловое излучение, исходящее от планеты. Слой парниковых газов сильно воздействует на климат, нагревая атмосферу Земли. Этот процесс называется «парниковым эффектом».
Список парниковых газов включает шесть веществ: диоксид углерода (СО2); метан (СН4); закись азота (№0); перфто-руглероды (ПФУ); гидрофторуглероды (ГФУ) и гексафторид серы (БРб). Диоксид углерода - основной продукт сгорания органического топлива. Четыре из шести парниковых газов связаны с электроэнергетикой: диоксид углерода, метан, закись азота и гексафторид серы. Из этих парниковых газов диоксид углерода является важнейшим источником климатических изменений: на его долю приходится около 64% глобального потепления.
Изменение климата на Земле привело к тому, что мировое сообщество начало поиск наиболее эффективных мер по снижению негативного воздействия от выбросов парниковых газов. В результате были приняты два важнейших документа: Рамочная конвенция ООН по изменению климата и Киотский протокол к ней 3,4
3 Рамочная конвенция Организации Объединенных Наций об изменении климата: федеральный закон РФ от 4 ноября 1994 года № 34 - ФЗ. [Электронный ресурс]. URL: http://www.un.org/ru/documents/ decl_co nv/conventions/clim ate_fra m ewo rk_co nv.shtml / United Nations Climate Change Framework Convention: the Federal Law of the Russian Federation of 4 November 1994 no. 34 - ФЗ.
4 Киотский протокол к Рамочной конвенции Организации Объединенных Наций об изменении климата от 11 декабря 1997. [Электронный ресурс].
Рамочная конвенция вступила в силу в 1994 году, ее ратифицировали 184 государства, включая Российскую Федерацию. Общая цель этого документа - добиться безопасного антропогенного воздействия на глобальную климатическую систему. Государства брали на себя обязательства по созданию кадастра выбросов (через инвентаризацию), формирование политики и соответствующих программ, периодическое предоставление национальных сообщений (отчетов).
Киотский протокол к Конвенции ратифицирован 125 странами и вступил в силу 16 февраля 2005 года, после его ратификации Российской Федерацией в ноябре 2004 года. Основная цель Киотского протокола - добиться в 2008-2012 годах (или в так называемый «первый бюджетный период») снижения выбросов парниковых газов на 5,2% по сравнению с уровнем 1990 года.
Для снижения выбросов парниковых газов наиболее экономически целесообразным способом Киотский протокол в дополнение к национальным мерам установил три механизма взаимодействия между странами, а именно:
- торговля выбросами между развитыми странами (переуступка излишков государственных обязательств);
- совместное осуществление проектов - вложение средств в проекты в тех странах, где снижение выбросов может быть достигнуто существенно меньшими затратами, чем в собственных;
- механизм чистого развития - развитые страны могут вкладывать средства в проекты, осуществляемые в развивающихся странах, в обмен на сниженные выбросы по проектам.
URL: //http://www.un.org/ru/documents/decl_conv/ con-ventions/kyoto.shtml / Kyoto Protocol to the United Nations Framework Convention on Climate Change, 11 December 1997.
Кроме того, Киотским протоколом предусмотрено следующее: создание системы учета и отчетности, ведение национального кадастра выбросов, регистра сделок и реестра изменения квот, организация открытой отчетности, создание национальных институтов для выполнения вышеперечисленных обязательств.
В 1997-1998 гг. РАО «ЕЭС России» по собственной инициативе провело инвентаризацию выбросов парниковых газов в электроэнергетике и выпустило итоговый документ «Инвентаризация выбросов парниковых газов ТЭС и котельными отрасли «Электроэнергетика» за 1990-1997 год». Инвентаризация выполнена в полном соответствии с пересмотренным в 1996 году Межправительственной группой экспертов по изменению климата документом «Руководящие принципы национальных инвентаризаций парниковых газов», который официально принят Секретариатом Конвенции. Инвентаризация проведена по всем четырем парниковым газам, выбрасываемым предприятиями электроэнергетики, и охватывает период с 1990 по 1997 год. Выбросы определены для более 360 электростанций и котельных, входящих в отрасль. Сведения об инвентаризации пополняются данными все последующие годы.
Основным обязательством России по Конвенции и Протоколу являлось создание инфраструктуры для выполнения организационных требований. Была создана национальная система инвентаризации выбросов (их подавляющая часть не измеряется в выбросах предприятий, а определяется расчетным путем по данным о потреблении топлива).
Для того чтобы оценить потенциал снижения выбросов парниковых газов, был создан национальный Регистр сделок и Реестр, ведущий учет наличия и движения квот, а также национальная система мониторинга выбросов.
Возможность быстро и без больших дополнительных затрат наладить учет выбросов в 1999 году была проверена на примере Новгородской области. В 2000 году система мониторинга выбросов успешно
апробирована в Челябинской и Сахалинской областях и в Республике Хакасия, которые в сумме выбрасывают около 10% парниковых газов России. В 2002 г. Архангельская область выполнила учет выбросов парниковых газов самостоятельно и в соответствии с международной методикой.
В период 1990-1999 гг. выбросы парниковых газов в Российской Федерации снизились с 708,5 до 477 млн т, или на 33%, причем основная доля сокращения связана со спадом производства энергии5. В 2000-2001 гг. отмечался рост выбросов, что свидетельствовало об увеличении выработки энергии на ТЭС в эти годы. Методика проведения инвентаризации в электроэнергетике и ее результаты были подвергнуты независимой международной экспертизе, в ходе которой выявлены правильность примененных подходов и высокая точность полученных результатов. Последнее обусловлено отлаженной системой измерения и учета расхода топлива на ТЭС. Инвентаризация выбросов - одно из ключевых требований Конвенции, предъявляемых к странам-участницам.
В декабре 2015 года 195 стран собрались на климатическом саммите в Париже, чтобы решить мировую проблему изменения климата в результате потепления за счет выбросов парниковых газов. Россия взяла на себя обязательства к 2030 году сократить выбросы парниковых газов на 30% по сравнению с 1990 годом [5].
В электроэнергетике потребляется примерно треть органического топлива, используемого в стране. Выбросы С02 тепловых электростанций составляют примерно ту же долю, а в балансе всех парниковых газов она оценивается как четвертая часть.
От того, насколько корректно будут определены подходы к изменению и учету объемов выбросов парниковых газов, зависит влияние выполнения этих обязательств
5 Экология энергетики: учеб. пособие / под общ. ред. В.Я. Путилова. М.: Изд-во МЭИ, 2003. 716 с. / Power engineering ecology: Learning aids/ under general edition of V.Ya. Pitilov. Moscow: MEI Publishers, 2003. 716 p._
на экономику России в целом. В 2016 г. в России обсуждались такие вопросы, как плата за сверхнормативные выбросы, торговля квотами на выбросы, введение налога на одну тонну выбросов эквивалента диоксида углерода.
Выполненные оценочные расчеты показали, что введение углеродного сбора повысит нагрузку на энергетические пред-
Методика пров<
В 2014 году в электроэнергетике была сделана перспективная оценка выбросов парниковых газов в соответствии с Энергетической стратегией до 2040 года [7]. Для мира в целом пик выбросов парниковых газов от сжигания ископаемого топлива до 2040 года не будет достигнут. Годовой объем выбросов возрастет в 1,3 раза. В то же время темпы прироста годовых выбросов сократятся. Так, если с 2011 по 2020 годы ожидается их рост на 12,9%, то с 2021 по 2030 год - только на 8,1%, а с 2031 по 2040 год - на 5,4%.
Россия - одна из самых холодных стран, поскольку расположена в основном выше 55° северной широты и две третьих ее территории занимает вечная мерзлота. По сравнению с Центральной Европой холодный климат на 20% увеличивает расходы энергии на освещение и отопление помещений и на 20-25% удорожает строительство и эксплуатацию жилья и производственных объектов. Кроме того, климатические факторы существенно ухудшают условия использования в России таких возобновляемых источников, как солнечная энергия и биомасса.
Россия относительно нейтральна к потеплению климата (может даже в чем-то выиграть от него) и потому неоднозначно воспринимает эту проблему и вызванные ею варианты развития энергетики и повышения энергетической эффективности экономики. До конца 2030-х гг. в России будет наблюдаться медленный рост выбросов парниковых газов от сжигания ископаемого топлива. Без принятия специальных мер эмиссия выбросов парниковых газов уве-
приятия и приведет к значительному росту цен на электроэнергию. Так, при введении сбора в 15 долларов за тонну эквивалента диоксида углерода рост цены в европейской части России составит 27%, в Сибири - 55%. Результатом станет ускорение инфляции, падение потребительского спроса, снижение объемов промышленного производства и доходов населения [6].
ч эксперимента
личится относительно 1990 года с 74,8% в 2010 году до 85-91% к 2040 году.
По оценочным расчетам, расход первичной энергии в мире увеличится с 2010 по 2040 год на 40% (в среднем на 1,1% ежегодно), что втрое меньше среднегодового прироста валового внутреннего продукта и заметно медленнее роста энергопотребления в последние 30 лет. Рост расхода потребления первичной энергии приводит к росту выбросов парниковых газов.
Руководящими документами, подготовленными во исполнение положений Конвенции и Протокола, всячески поощряются замена угля и нефтетоплива на газ, внедрение нетрадиционных и возобновляемых источников энергии (НВИЭ): ветроэнергетических установок (ВЭУ), малых гидроэлектростанций (МГЭС), геотермальных электростанций (ГеоЭС), солнечных электростанций (СЭС), приливных электростанций, установок с использованием биотоплива. В качестве примера представлен потенциал нетрадиционных и возобновляемых источников энергии в России (рис. 1, табл. 1)6
6 Экология энергетики: учеб. пособие / под общ. ред. В.Я. Путилова. М.: Изд-во МЭИ, 2003. 716 с. / Power engineering ecology: Learning aids/ under general edition of V.Ya. Pitilov. Moscow: MEI Publishers, 2003. 716 p.
СЭС S МВт / Solar ГеоЭС 120 МВт / р ower plants (SPP) Ge othermal p ower 8 MW plants (GTPP)120 MW
ПрилиЕные 40 МВт / Tidal power plants (TPP) 40 MW
Рис. 1. Потенциал замещения мощности ТЭС электростанциями на базе нетрадиционных и возобновляемых источников энергии Fig. 1. Potential of TPP power substitution by the power plants based on alternative and renewable sources of energy
Таблица 1
Оценка технико-экономических показателей замещения мощности ТЭС электростанциями на базе НВИЭ
Table 1
Evaluation of technical and economic indicators of TPP power substitution by the power _plants based on alternative and renewable sources of energy (ARSE)_
Тип электростанции / Type of a power station Экономия топлива при замещении аналогичных мощностей на ТЭС / Fuel saving under the replacement of similar TPP capacities Предотвращение эмиссии C02 / Prevention of C02 emission
тыс т.у.т / thousands of tons of standard fuel млн долл. / mln dollars тыс. т C02 / thousands of tons of C02 млн долл. США / mln of USA dollars
Минимальное / Minimum Максимальное / Maximum
Солнечные / Solar 10-14 0,6-6,9 23-34 0,3 0,6
Геотермальные / Geothermal 144-216 9-14 341-512 4 9
Ветроэнергетические / Wind power 600-900 38-58 1422-2133 18 36
Приливные / Tidal 48-72 3-5 114-171 1,4 2,8
Малые ГЭС / Small hydropower plants 960-1440 61-92 2275-3413 28 57
Всего / Total 1760-2642 113-169 4175-6262 52 104
Объем снижения выбросов парниковых газов при внедрении возобновляемых источников энергии определяется, как правило, замещаемой электрической мощностью на ТЭС.
Снижение выбросов парниковых газов в России происходит за счет увеличения доли выработки электроэнергии атомными и гидроэлектростанциями с 32% в 2008 году до 35% в 2015 году [6].
Объем мощностей оборудования ТЭС России, отработавшего парковый ресурс, постоянно увеличивается и в 2010 году составлял 50% установленной мощности, поэтому замена или реконструкция основного паросилового оборудования ТЭС является насущной необходимостью. С газотурбинными установками (ГТУ) и парогазовыми установками (ПГУ) сегодня связан прогресс в энергетике.
Структура топливного баланса тепловых электростанций Российской Федерации с преимущественной долей природного
газа (более 70%) предопределяет широкое использование парогазовых технологий для производства тепловой и электрической энергии в регионах, обеспеченных природным газом. Наиболее экономичными являются ПГУ бинарного цикла, в которых все тепло подводится с топливом в ГТУ, а выработка и перегрев пара осуществляется теплом выхлопных газов ГТУ. Электрический коэффициент полезного действия таких ПГУ в конденсационном исполнении составляет 50-58%, в теплофикационном исполнении коэффициент использования топлива доходит до 85-87%.
Повышение эффективности производства электрической энергии приводит к снижению расхода топлива и, следовательно, к снижению выбросов парниковых газов. Динамика удельных показателей снижения удельного расхода условного топлива на производство электроэнергии на электростанциях России представлена на рис. 2 [6].
Рис. 2. Удельный расход условного топлива на производство электроэнергии Fig. 2. Specific consumption of standard fuel for electricity production
Результаты исследования и их обсуждение
Для применения на практике механизмов совместного осуществления проектов и торговли выбросами требуется проведение комплекса подготовительных и организационных работ.
ПАО «Иркутскэнерго» является одной из первых российских компаний, которые приступили к реализации проектов в
соответствии со статьей 6 Киотского протокола, направленных на получение дохода от продажи единиц сокращенных выбросов (ЕСВ). Это следующие проекты 7:
7 www.irkutskenergo.ru - Официальный сайт ОАО «Иркутскэнерго» / Official site of PJSC «Irkutsken-ergo»
- Повышение эффективности использования водных ресурсов на Братской ГЭС.
- Повышение эффективности системы теплоснабжения района Ново-Ленино г. Иркутска.
- Повышение эффективности системы теплоснабжения Правобережного района г. Иркутска.
По проектам были разработаны и верифицированы промежуточные отчеты о сокращении выбросов. Продажа единиц сокращения выбросов (ЕСВ) состоялась по двум проектам, данные отчетов и объемы продажи ЕСВ приведены в табл. 2.
Реализация проекта «Повышение эффективности системы теплоснабжения Правобережного района г. Иркутска» на получение дохода от продажи единиц сокращенных выбросов (ЕСВ) не состоялась, так как с января 2013 года Россия отказалась участвовать во втором периоде обязательств в рамках Киотского протокола.
С 1 января 2013 года начался второй период Киотского протокола и Рамоч-
ной конвенции ООН об изменении климата. О своем окончательном решении отказаться от участия в Киотском протоколе заявил специальный представитель президента России по вопросам климата Александр Бедрицкий на Конференции ООН по климату в Дохе.
В Киотском протоколе согласились участвовать все страны, кроме США и Канады. Более 100 развивающихся стран, включая Китай и Индию, участвуют в протоколе через проекты механизма чистого развития, обязательств по сокращению выбросов парниковых газов у них нет.
У Японии, России и Новой Зеландии тоже нет обязательств, и они могут поддерживать проекты механизма чистого развития в развивающихся странах, но участвовать в проектах совместного осуществления они не могут. Тем самым наша страна лишается возможности продления имеющихся у нас 100-150 проектов Киотского протокола.
Таблица 2
Продажа единиц сокращения выбросов CO2
Table 2
Sale of CO2 emission red uction units (ERU)
Проект / Project Период / Period Величина верифицированных ЕСВ, тонн СО2 / Value of verified ERU, tons of СО2 Величина реализованных ЕСВ, тонн СО2 / Value of implemented ERU, tons of СО2
Повышение эффективности использования водных ресурсов на Братской ГЭС / Improvement of water resource use at the Bratsk hydro power station 2008-2012 2 629 849 2 629 849
Повышение эффективности системы теплоснабжения района Ново-Ленино г. Иркутска / Improvement of heat supply system efficiency in the district of Novo-Lenino in Irkutsk 2008-2012 1 024 014 1 024 014
Повышение эффективности системы теплоснабжения Правобережного района г. Иркутска / Improvement of heat supply system efficiency in the Pravoberezhnyi district of Irkutsk 2008-2012 4 505 045 Продажа не состоялась / Sale failed
Россия будет участвовать в Киот-ском протоколе чисто формально - освободившись от обязательств по ограничению выбросов парниковых газов. При этом Россия лишилась права торговать квотами на эмиссию парниковых газов.
Несмотря на выход России из Киот-ского протокола, разрыва в действиях России по сокращению выбросов парниковых газов не будет. Согласно взятым на себя обязательствам, Россия снизит эти выбросы до 25% к 2020 году8.
Для оценки влияния вида и состава органического топлива на выбросы парниковых газов от ТЭЦ ПАО «Иркутскэнерго» выполнены сравнительные расчеты валового выброса СО2 в атмосферный воздух.
Расчет валового выброса диоксида углерода за отчетный период при сжигании твердого и жидкого топлива производится по формуле 9
МСо2 = 0,01
Внат • 3,664 x
x Си • (1- 0,01 • q4), т!год,
(1)
где Внат - расход натурального твердого или жидкого топлива за отчетный период, т/год; Ср - содержание углерода в топливе на рабочую массу, %; q4 - потери тепла вследствие механической неполноты сгорания твердого или жидкого топлива, %.
Расчет валового выброса диоксида углерода при сжигании газообразного топлива производится по формуле
МС0? = Внат • РС0? • VC0?, (2)
www.cop21.gouv.fr/en/ - Официальный сайт Конференция по Климату в Париже 2015 / The official site of the Conference on Climate in Paris 2015.
9 Методические указания по расчету валового выброса двуокиси углерода в атмосферу из котлов тепловых электростанций и котельных. РД 153-34.002.318-2001. М.: Департамент научно-технической политики и развития РАО «ЕС России», 2001. 4 с. / Technical tips on the calculation of carbon dioxide total emission into the atmosphere from the boilers of thermal power plants and boiler installations. РД 153-34.002.318-2001. M.: The Department of Science and Technology Policy and Development of RAO ES of Russia, 2001. 4 p.
где Внат - расход натурального газообразного топлива за отчетный период, тыс. м3; Рсо2 = 1,9768 кг/м3 - плотность диоксида углерода; УСОг - объем диоксида углерода в продуктах сгорания газообразного топлива, м3/м3.
Объем УСОг при наличии данных о химическом составе газообразного топлива определяется по формуле
УСОг = 0,01 [СО2 + СО + 1(тстнп)], (3)
где С02, СО, СтНп - химический состав газообразного топлива, %, по данным анализа сжигаемого газа.
При сжигании в котлах (раздельном или совместном) нескольких видов или марок топлива расчет валового выброса диоксида углерода производится отдельно по каждому виду или марке, а результаты суммируются.
Данные по годовым валовым выбросам СО2 предоставляются в целом по электростанции.
В 2015 году основным поставщиком угля на ТЭЦ ПАО «Иркутскэнерго» являлся ООО «Востсибуглесбыт». Количество и виды топлива, поставленного на ТЭЦ ПАО
1П
«Иркутскэнерго», представлены в табл. 3
Характеристики углей и мазута для расчета выбросов диоксида углерода представлены в табл. 4, а характеристики ко-выктинского газа - в табл. 5.
Теплота сгорания ковыктинского газа - 37 430 кДж/м3 (48 610 кДж/кг), плотность газа - 0,77 кг/м3, объем диоксида углерода в продуктах сгорания (УСОг) -1,06 м3/м3.
Результаты расчета количества выбросов диоксида углерода при сжигании одной тонны условного топлива представлены в табл. 6.
www.irkutskenergo.ru - Официальный сайт ПАО «Иркутскэнерго» / The Official site of PJSC «Ir-kutskenergo»
Таблица 3
Расход топлива на ТЭЦ ПАО «Иркутскэнерго» за 2015 год
Table 3
Fuel consumption at thermal power stations of PJSC «Irkutskenergo» in 2015
Вид сжигаемого топлива / Type of burned fuel Количество сгоревшего топлива / The amount of fuel burned
тыс. т.у.т. / thousands of tons of standard fuel тыс. т.н.т. / thousands
of tons of standard fuel
Азейский уголь / Azeisky coal 1 052,18 1 929,33
Мугунский уголь / Mugunsky coal 2 502,97 4 244,48
Черемховский уголь / Cheremkhovo coal 809,16 1 445,74
Ирша-бородинский уголь / Irsha-Borodinsky coal 50,44 96,79
Ирбейский уголь / Irbeisky coal 978,27 1 777,13
Жеронский уголь / Zheronsky coal 473,35 694,28
Головинский уголь / Golovinsky coal 120,43 165,0
Мазут / Fuel oil 9,39 6,79
Кородревесные отходы / Bark waste 5,7 16,35
Ковыктинский газ / Kovykta gas 7,98 4,81
Таблица 4
Характеристики угля и мазута, используемых на ТЭЦ ПАО «Иркутскэнерго»
Table 4
Characteristics of coal and fuel oil used at thermal power stations of PJSC "Irkutskenergo"
Вид сжигаемого топлива / Type of burned fuel Содержание углерода в топливе, % Carbon content in fuel, % Теплота сгорания топлива, кДж/кг / Fuel calorific value, kJ/kg
Азейский уголь / Azeisky coal 42,7 15 990
Мугунский уголь / Mugunsky coal 46,0 17 290
Черемховский уголь / Cheremkhovo coal 42,5 16 410
Ирша-бородинский уголь / Irsha-Borodinsky coal 42,6 15 280
Ирбейский уголь / Irbeisky coal 41,6 16 140
Жеронский уголь / Zheronsky coal 46,7 19 990
Головинский уголь / Golovinsky coal 42,5 21 400
Мазут / Fuel oil 86,6 40 530
Кородревесные отходы / Bark waste 30,3 10 220
Таблица 5
Состав ковыктинского газа
Table 5
Kovykta gas composition_
Состав газа и обозначение / Gas composition and designation Процентное содержание в газе, % / Percentage in gas, %
Метан (CH4) / Methane (СЯ4)/ 92,28
Этан (С2Я6) / Ethane (С2Я6) 4,4
Пропан (С3Я8) / Propane (С3Я8) 1,0
Бутан (С 4Я1П) / Butane (С 4Я1П) 0,41
Пентан (С 5Я12) / Pentane (С 5Я12) 0,09
Водород (Я2) / Hydrogen (Я2) 0,136
Азот (N2) / Nitrogen (N2) 1,44
Гелий (Яр) / Helium ^в) 0,25
ISSN 1814-3520 ВЕСТНИК ИрГТУ Том 21, № 2 2017 / PROCEEDINGS of ISTU Vol. 21, No. 2 2017 93
Таблица 6
Выброс диоксида углерода при сжигании одной тонны условного топлива за 2015 год
Table 6
Emissions of carbon dioxide under the combustion of one ton of standard fuel in 2015
Вид сжигаемого топлива / Type of burned fuel Выброс C02 на 1 тут, т/тут / Emission of CO2 per 1 ton of standard fuel Фактический выброс C02 за 2015 год, т / Actual emission of CO2 in 2015, t
Азейский уголь / Azeisky coal 2,86 3 003 400
Мугунский уголь / Mugunsky coal 2,85 7 118 000
Черемховский уголь / Cheremkhovo coal 2,77 2 240 000
Ирша-бородинский уголь / Irsha-Borodinsky coal 2,97 150 300
Ирбейский уголь / Irbeisky coal 2,76 2 695 200
Жеронский уголь / Zheronsky coal 2,49 1 182 000
Головинский уголь / Golovinsky coal 2,12 255 700
Мазут / Fuel oil 2,29 21 500
Кородревесные отходы / Bark waste 3,15 18 100
Ковыктинский газ / Kovykta gas 1,26 13 100
Итого/Total: 16 697 300
Приведенные данные показывают, что количество выбросов С02 зависит от вида и объема сжигаемого топлива. Стратегическими проектными решениями по развитию энергетики Иркутской области предполагается строительство новой парогазовой ТЭЦ в городе Иркутске на правом берегу реки Ангары мощностью 900 МВт на газе Ковыктинского месторождения, а также строительство ПГУ ТЭЦ в Киренском районе мощностью 300 МВт на попутном газе Дулисьменского месторождения [8]. Снижение выбросов парниковых газов в Иркутской области будет осуществляться за счет строительства новых газовых ко-
тельных и перевода нерентабельных котельных с изношенным оборудованием с твердого топлива на газ.
В настоящее время на предприятиях ПАО «Иркутскэнерго» в структуре энергетического баланса преобладает мугунский уголь, а в наименьшем - ковыктинский газ. При этом наименьшее количество выбросов С02 на 1 т.у.т. сжигаемого топлива образуется при сжигании ковыктинского газа. Наибольшее количество выбросов С02 на 1 т.у.т. приходится на сжигание кородре-весных отходов. Для того чтобы снизить количество С02, поступающего в атмосфе-
ру, необходимо сжигать топливо с наименьшим выбросом С02.
Указанные коэффициенты могут использоваться в большинстве практических случаев для оценки снижения выбросов при осуществлении мероприятий, при про-
ведении региональных инвентаризаций, подготовке специализированной документации по проектам совместного осуществления и т.д. Из приведенных данных следует, что перевод ТЭС с угля на газ обеспечит снижение выбросов в 1,7 раза.
Выполненные исследования и расчеты позволили сделать следующие выводы:
1. С целью дальнейшего снижения выбросов СО2 необходимо внести изменения в структуру топливного баланса ПАО «Иркутскэнерго». Использование ковыктин-ского газа на ТЭЦ вместо угля позволит снизить выбросы СО2 в ПАО «Иркутскэнерго» в два и более раза.
2. Снижение выбросов СО2 в ПАО «Иркутскэнерго» возможно за счет повышения эффективности производства энергии (снижения расхода топлива), энерго-
сбережения у потребителей, использования возобновляемых источников энергии.
3. Замена оборудования тЭц, отработавшего парковый ресурс, на более эффективные ПГУ и ГТУ, внедрение газотурбинных надстроек, строительство новых ПГУ ТЭЦ и перевод котельных с твердого топлива на газ позволит производить энергию с минимальным выбросом СО2.
4. Положительный опыт сокращения выбросов СО2 в ПАО «Иркутскэнерго» должен послужить основой для решения будущих задач по снижению выбросов СО2 в энергосистеме.
Библиографический список
1. Саломатов В.В. Природоохранные технологии на тепловых и атомных электростанциях. Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2006. 853 с.
2. Системные исследования проблем энергетики / под ред. Н.И. Воропая. Новосибирск: Наука. Сибирская издательская фирма РАН, 2000. 558 с.
3. Энергетика XXI века: Условия развития, технологии, прогнозы / отв. ред. Н.И. Воропай. Новосибирск: Наука, 2004. 386 с.
4. Special Report on Emissions Scenarios. A special report of working group III of the Intergovermental Panel on Climat Change / N. Nakicenovic, J. Alcamo, G. Davis et al. Cambridge University Press, 2000. 118 p.
5. Авалиани С.Л., Бобылев С.Н., Гафт Ю.Л. [и др.]. Климатические изменения: взгляд из России / под
ред. В.И. Данилова-Данильяна. М.:ТЕИС, 2003. 416 с.
6. Стулов М. Энергетики против платы за выбросы // Ведомости. 2016. 2 июня (№ 4087).
7. Архипов Н.А., Галкин Ю.В, Гимади В.И. [и др.]. Прогноз развития энергетики мира и России до 2040 года. Москва: Институт энергетических исследований Российской академии наук и Аналитический центр при Правительстве Российской Федерации. 2014. 173 р.
8. Эмдин С.В., Федчишин В.В., Воронков В.В. Стратегические проектные решения по развитию энергетики Иркутской области. Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2010. 135 с.
References
1. Salomatov V.V. Prirodookhrannye tekhnologii na teplovykh i atomnykh elektrostantsiyakh [Environmental technologies at thermal and nuclear power plants]. Novosibirsk, Izd-vo NGTU Publ., 2006, 853 p. (In Russian)
2. Belyaev L.S., Saneev B.G., Voropai N.I. et al. Sis-temnye issledovaniya problem energetiki [System studies of power engineering issues]. Novosibirsk, Nauka. Sibirskaya izdatel'skaya firma RAN Publ., 2000. 558 p. (In Russian)
3. Belyaev L.S., Voropai. N.I, Lagerev A.V. et al. En-ergetika XXI veka: Usloviya razvitiya, tekhnologii, prognozy [Power engineering in XXI century: Develop-
ment conditions, technologies, forecasts]. Novosibirsk, Nauka Publ., 2004, 386 p. (In Russian)
4. Special Report on Emissions Scenarios. A special report of working group III of the Inter-govermental Panel on Climate Change / N. Nakicenovic, J. Alcamo, G. Davis et al. Cambridge Uni-versity Press, 2000, 118 p.
5. Avaliani S.L., Bobylev S.N., Gaft Yu.L, Danilov-Danil'yan V.I. et al. Klimaticheskie izmeneniya: vzglyad iz Rossii [Climate Change: A View from Russia]. Moscow, TEIS Publ., 2003, 416 p. (In Russian)
6. Stulov M. Energetiki protiv platy za vybrosy [Power engineers against payment for emissions]. Vedomosti, 2016, 2 lune (no. 4087). (In Russian)
7. Arkhipov N.A., Galkin Yu.V, Gimadi V.I. et al. Prognoz razvitiya energetiki mira i Rossii do 2040 goda [The forecast of power engineering development in the world and in Russia for the period to 2040]. Moscow, Institut energeticheskikh issledovanii Rossiiskoi akade-
Критерии авторства
Бочкарев В.А., Бочкарева А.В. имеют равные авторские права и несут равную ответственность за плагиат.
Конфликт интересов
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Статья поступила 08.12.2016 г.
mii nauk i Analiticheskii tsentr pri Pravitel'stve Rossiiskoi Federatsii Publ., 2014, 173 p. (In Russian) 8. Emdin S.V., Fedchishin V.V., Voronkov V.V. Stra-tegicheskie proektnye resheniya po razvitiyu energetiki Irkutskoi oblasti [Strategic design solutions for Irkutsk region energy sector development]. Irkutsk, Izd-vo IrG-TU Publ., 2010, 135 p. (In Russian)
Authorship criteria
Bochkarev V.A., Bochkareva A.V. have equal authors rights and bear equal responsibility for plagiarism.
Conflict of interest
The authors declare that there is no conflict of interests regarding the publication of this article.
The article was received 08 December 2016
