Литвиненко В.Г., Грецкая Г.Н., Андреева Т.А. Региональные проблемы энергопотребления в черной металлургии// Экология и здоровье человека. Охрана водного и воздушного бассейнов. Утилизация отходов. – 2003, том 1-с.73-76
РЕГИОНАЛЬНЫЕ ПРОБЛЕМЫ ЭНЕРГОПОТРЕБЛЕНИЯ В ЧЕРНОЙ МЕТАЛЛУРГИИ

Государственная политика в сфере экологии не может существовать без системы постоянно действующего мониторинга. Экологический мониторинг окружающей среды - это современная форма реализации экологической деятельности с помощью средств информации. Он обеспечивает регулярную оценку и прогнозирование состояния окружающей среды, жизнедеятельности общества и условий функционирования экосистем для принятия управленческих решений в вопросах экологической безопасности [1].

Экологическая обстановка в регионах размещения предприятий черной металлургии во многом определяется количеством окислов азота и серы, образующихся при сгорании котельно-печного топлива. Функционирование системы управления окружающей средой предполагает наличие хоть и ориентировочной, но достаточно обоснованной информации о затратах энергоресурсов в ближайшей перспективе. И в первую очередь это относится к черной металлургии, которая наряду с топливно-энергетическим комплексом (ТЭК) является крупнейшим потребителем энергоресурсов в Украине. В отличие от предприятий ТЭК металлургические предприятия сконцентрированы в небольшом количестве городов четырех областей, что еще в большей мере предопределяет актуальность прогнозов. Проектом «Нацюнальної програми розвитку та реформування ГМК України до 2010 р.» предусматривается существенное снижение удельных затрат энергоресурсов на производство всех видов продукции. Однако в проекте «Программы» отсутствует прогноз потребления топливно-энергетических ресурсов (ТЭР) в целом по металлургии и по регионам размещения ее предприятий.

УкрГНТЦ «Энергосталь» разработана методика расчета потребности предприятия в топливе и покупной энергии, необходимых для выполнения производственной программы [2]. Методика основана на использовании сквозной заводской энергоемкости продукции и была апробирована на металлургических комбинатах Алчевском и «Криворожсталь». Потребность в условном топливе (Т.тут), покупных электроэнергии (Е тыс.кВт.ч) и теплоэнергии (Н, Гкал) рассчитывается по формулам:

где

Qj — прогнозируемое количество конечной (товарной) для предприятия I - ой продукции, тыс. натуральных единиц (н.е.);

ei, ti, hi - сквозной (заводской) удельный расход соответственно покупной электроэнергии, топлива и покупной теплоэнергии на производство i—го вида товарной продукции, кВт.ч/н.е.; кгут/н.е.; Мкал/н.е.

По формулам (1) и (3) рассчитывается не все необходимое количество энергии, а только количество энергии, приобретенной со стороны. Это позволяет избежать двойного учета затрат топлива, так как выработка энергии на самом предприятии связана с затратами топлива и, отчасти, покупной электроэнергии (в виде расхода воды, сжатого воздуха, химочищенной воды и т.п.).

Кроме того, при определении потребности в условном топливе не учитывались суммарные затраты скипового кокса и доменного газа, как в нарушении закона сохранения энергии это делает официальная статотчетность, не принимая во внимание то, что доменный газ является продуктом неполного сгорания кокса.

Большинство металлургических предприятий используют теплоэнергию, вырабатываемую в собственных котельных агрегатах, котлах-утилизаторах и системах паро-испарительного охлаждения. Затраты такой теплоэнергии эквивалентны расходу топлива и электроэнергии на ее выработку, и поэтому учитываются в сквозных удельных расходах топлива и электроэнергии. Для остальных предприятий, использующих покупную теплоэнергию, ее затраты пересчитаны в затраты топлива. В соответствии с «Пояснениями о порядке составления отчета по форме № 11МТП» одна Гкал приравнивалась 172 кгут.

Потребность предприятий черной металлургии в топливе и электроэнергии со стороны рассчитывали исходя из прогнозируемых на 2010г. следующих объемов производства: товарная железная руда - 72 млн.т; кокс 6%-ой влажности - 20 млн.т; трубы стальные и чугунные - 3,0 млн.т; ферросплавы - 1,85 млн.т; огнеупоры - 1,4 млн.т. Кроме того, учитывались затраты топливно-энергетических ресурсов (ТЭР) на добычу марганцевой руды, производство окатышей и агломерата в горнорудной подотрасли, очистку коксового газа коксохимическими предприятиями, производство метизов и прочие потребности ТЭР в черной металлургии.

Удельные сквозные затраты ТЭР на изготовление продукции принимались на уровне 2000-2002гг. с учетом их ожидаемого сокращения на 5-6% в соответствии с проектом «Программы». При составлении прогноза потребления энергоресурсов отдельными предприятиями исходили из их фактических объемов производства в 2001-2002гг.

Результаты расчетов приведены в табл. 1. и 2. При пересчете затрат условного топлива и электроэнергии в условное топливо в приведенном виде (далее «приведенное топливо») принимали, что одна тысяча кВт ч электроэнергии равна 340 кгут.

Таблица 1. Прогнозируемое потребление топливно-энергетических ресурсов по подотрослям черной металлургии в 2010 г.

Таблица 2. Прогнозируемое потребление топливно-энергетических ресурсов по предприятиями черной металлургии в 2010 г. в региональном разрезе

При этом следует иметь в виду, что в Украине эта величина в последние годы все время возрастает. В 1996 г. по данным Госкомстата тепловые электростанции на выработку одной тысячи кВт.ч расходовали 325 кгут, в 1999 г. - 340 кгут, а в 2002 г. (по неофициальным данным Госкомэнергосбережения) - 380 кгут и нет оснований надеяться на то, что тенденция не сохраниться и в будущем. В Беларуси, например, за тот ve период удельный расход топлива снизился с 300 до 275 кгут/тыс.кВт.ч.

В черной металлургии Украины прогнозируемое потребление приведенного топлива в 2010г. может составить около 47,6 млн. т, б том числе 44,6 млрд.кВт.ч и 32,4 млн.тут (табл.1). Основными потребителями электроэнергии будут ферросплавные (39%), металлургические (32%) и горнорудные (22,3%) предприятия. Основными потребителями топлива - металлургические (69%), коксохимические (13%) и ферросплавные (8,6%) предприятия.

Географическое расположение предприятий ГМК предопределяет и региональную потребность в ТЭР (табл.2). Наибольшее потребление энергоресурсов ожидается в Днепропетровской области - 20,3 млн.т приведенного топлива или 42,6% всех ТЭР, в Донецкой области - 15,8 млн.т приведенного топлива (33,3%), в Запорожской области - 6,7 млн.т приведенного топлива (14,1%) и в Луганской области - 3,6 млн. т приведенного топлива (7,6%). На долю предприятий других регионов (Полтавская, Одесская, Харьковская области, Крым и т.п.) приходится около 2,5% затрат ТЭР.

Несколько иным будет распределение энергоресурсов, если их рассматривать раздельно - по топливу и электроэнергии. Максимальные затраты котельно-печного топлива ожидаются в Донецкой области (13,3 млн. тут или 40,9%), где сосредоточено больше металлургических и коксохимических предприятий. Предполагаемые затраты топлива в Днепропетровской области будут незначительно (12,3 млн.тут или 37,8%), а в Запорожской (3,8 млн. тут или 11,9%) и Луганской (2,6 млн.тут или 7,9%) - существенно меньше, чем в Донецкой области.

С точки зрения воздействия на экологическую обстановку в регионах особый интерес представляет потребление ТЭР в городах, где сосредоточены металлургические предприятия. Максимальные затраты энергоресурсов следует ожидать в Кривом Роге (9,9 млн. приведенных тут) и в Мариуполе (8,6 млн. приведенных тут). Однако структура затрат ТЭР в этих городах различна. В Мариуполе потребляемые энергоресурсы будут состоять на 13% (3,4 млрд.кВт.ч) из покупной электроэнергии и на 87% (7,5 млн.тут) из котельно-печного топлива. В Кривом Роге потребность в топливе будет несколько меньше (6,8 млн.тут), а электроэнергии (9,1 млрд. кВтч) - значительно больше. Поэтому воздействие черной металлургии на экологию Мариуполя, где работают два металлургических комбината и крупный коксохимзавод, будет более негативным, чем в Кривом Роге, где сосредоточена основная добыча железной руды, производство агломерата и окатышей, и где работает только один меткомбинат и один коксохимзавод.

Несколько меньше, чем в Мариуполе и Кривом Роге, ожидается потребление ТЭР в Запорожье, где размещена почти вся металлургия Запорожской области. Для работы «Запорожстали» и «Днепроспецстали», коксохимзавода, огнеупорного и метизного заводов, очевидно потребуется около 3,8 млн. тут и 8,5 млрд.кВт.ч. Большое количество ТЭР (5,1 млн. приведенных тут) будет потреблять металлургия Никополя (ферросплавный и трубный заводы). Однако две трети затрат ТЭР (9,9 млрд.кВт.ч) будет составлять электроэнергия и только одну треть (1,7 млн.тут) -топливо. Правда, потребление электроэнергии будет приходится на производство ферросплавов и сопровождаться выбросами тяжелых шламов в атмосферу.

Другими крупными потребителями ТЭР (более 2 млн.т приведенного топлива) будут очевидно, Днепродзержинск, Алчевск, Енакиево и, возможно, Днепропетровск.

Предполагаемые снижение расхода топлива и электроэнергии на 5-6% и оптимизация технологических процессов заметно снизят количество вредных выбросов в окружающую среду. Однако еще в течение долгого времени только эффективные системы газо- и водоочисток смогут обеспечить полную или частичную нейтрализацию негативного влияния технологий металлургического производства. Поэтому наличие регионального прогноза затрат энергоресурсов и, особенно, котельно-печного топлива, а также информации о фактическом уровне очистки выбросов в водный и воздушный бассейны позволяют государству достаточно обоснованно разрабатывать программы создания очистных сооружений. Своевременность прогнозов тем более важна, если учитывать и значительность инвестиций в систему охранных мероприятий, и большие сроки для их осуществления.

Литература:

1. Г.С. Кисельова. Державна полiтика у сферi екології: закони, повноваження, контроль // Екологія та виробництво - 2002. - №2-3. - c.8-28
2. Литвиненко В.Г., Грецкая Г.Н., Андреева ТА. ДСТУ 3740-98 "Методы анализа и расчета снижения затрат топлива и энергии на металлургических предприятиях"// Госстандарт Украины. - К., 1999. - 33 с.