Необходимым условием устойчивого развития общества является выбор оптимальных источников энергии, которые будут безопасными и приемлемыми с точки зрения сохранения окружающей среды. Традиционные источники энергии (природный газ, уголь, нефть, горючие сланцы, торф) невозобновляемы. К тому же каждый из этих источников характеризуется определенными экологическими и техническими параметрами, преимуществами и рисками, которые дает его использование. Поэтому следует искать экономически выгодные организационно-технические решения по рациональному использованию имеющихся энергоресурсов.
Процессы производства, передачи, распределения и потребления различных видов топливно-энергетических ресурсов (ТЭР) традиционными способами сопряжены с разнообразными воздействиями на окружающую среду.
Например, Старобешевская ТЭС ОАО "Донбассэнерго" фактической электрической мощностью 1750 МВТ (10 блоков по 175 МВТ) и тепловой мощностью 150 Гкал•ч обеспечивает потребителей Донбасса тепловой и электрической энергией. При этом в атмосферу при полной нагрузке ТЭС выбрасывается свыше 290 тыс. тонн в год загрязняющих веществ. Более 90% из них приходится на выбросы: оксидов азота – 27,719 тыс.т/год, диоксида серы – 40,601 тыс.т/год, пыли неорганической (с содержанием SiO2 от 20 до 70%) – 186,819 тыс.т/год.
Судя по этим данным, энергетика как организационно сложная эколого-экономическая и производственно-технологическая система, активно влияет на окружающую среду. Характерная особенность этого влияния состоит в многоплановости (одновременное влияние на атмосферу, гидросферу, литосферу, биосферу) и разнообразии характера воздействия. Эти отрицательные последствия сказываются не только в локальном и региональном, а и в глобальном масштабе.
Поэтому одной из главных задач эффективного функционирования энергетики страны является создание предпосылок для обеспечения потребностей в ТЭР при безусловном соблюдении требований рационального использования природных ресурсов, минимизации отрицательного влияния на окружающую среду с учетом международных природоохранных обязательств Украины, социально-экономических приоритетов и ограничений.
Среди ключевых направлений повышения энергоэффективности, напрямую влияющих на экологизацию ТЭК страны, выделяются следующие:
- постепенное внедрение новейших технологий производства тепла и электроэнергии, в т.ч. с комбинированным циклом, предусматривающих оснащении предприятий ТЭК эффективными экологически безопасными средствами улавливания вредных веществ, дегазации угольных месторождений, предотвращения газодинамических явлений, уменьшения тепловых и химически загрязненных сбросов предприятий и др.;
- ликвидация (минимизация) прямых потерь угля, нефти, газа и пр. в процессах их добычи, переработки, транспортировки и потребления;
- развитие возобновляемых и нетрадиционных источников энергии;
- снижение энергоемкости продукции и экономное расходование энергоресурсов.
Объем воздействия энергетики на окружающую среду определяется двумя противоположными процессами: 1) увеличение энергопотребления за счет роста потребности в энергии и нарушение соответствия этого роста с производительностью централизованных систем энергоснабжения и их эффективностью; 2) энергосбережение, в том числе за счет применения альтернативных источников, сдерживающих стремительный рост традиционной энергетики.
Наиболее радикальный способ снижения негативного воздействия энергетики на окружающую среду – это сокращение потребления энергии, которого можно достигнуть уменьшением спроса на нее или использованием энергоэффективных технологий. И только лишь второй вариант способствует устойчивому развитию и направлен на использование энергоресурсов без снижения уровня жизни.
Повышение энергоэффективности и инвестиции в нее на сегодня являются самой рентабельной стратегией, дающей немедленный результат при обязательной экономии энергоресурсов и ощутимом снижении нагрузки на окружающую среду. Так, проведение энергетического обследования предприятия требует затрат всего до 1% от стоимости ТЭР, а определяет пути сокращения потерь энергии на 10-80%. Установка счетчиков расхода энергоресурсов окупается в пределах 3 месяцев; работы по усилению теплоизоляции сокращают потери энергии на 8-12%, а установка конденсатоотводчиков - на 10-25%. Использование систем частотного регулирования оборотов привода снижает расход электроэнергии на 5-15%, а установка систем регулирования - до 8%.
Эти данные подтверждаются результатами энергообследований, проведенных студентами специальности «Энергетический менеджмент» кафедры промышленной теплоэнергетики ДонНТУ в ходе выполнения дипломных и магистерских работ. Энергообследование Старобешевской ТЭС с целью выявления наиболее перспективных направлений повышения эффективности ее работы показало, что в качестве топлива для котла ТП-100 используют уголь ухудшенного качества (антрацитовые угли марок Г, ГСШ и АШ) с теплотой сгорания 4300 ккал/кг. Высокая температура в ядре факела горения, необходимая для сжигания углей, обуславливает высокую концентрацию выбросов NOx, а высокое содержание серы в углях (до 18%) и необходимость использования мазутного подсвечивания - высокий уровень SO2. На розжиг котла необходимо 16 тыс. тонн дорогостоящего мазута в год, при этом выбросы диоксида серы составляют 151,2 т/год. Сжигание мазута сопровождается необходимостью его подогрева электроэнергией (или паром), что приводит к дополнительным потерям тепла в атмосферу и к проблеме утилизации замазученных стоков.
Для снижения нерациональных расходов топлива и улучшения экологической обстановки региона предлагается перевести котел с розжига мазутом на розжиг природным газом путем оснащения топки котла дополнительными пылегазовыми горелками, а также использовать угли калорийностью выше 5100 ккал/кг. Это позволит повысить к.п.д. котла ТП-100 на 0,5% (с 82,84 до 83,34%); снизить расход топлива на 3,6%; снизить себестоимость ГДж тепла с 27,09 грн/ГДж до 26,43 грн/ГДж; увеличить срок эксплуатации котла на 20 тыс. часов за счет исключения перегрузочных режимов работы оборудования; в пять раз снизить вредные выбросы SO2 за счет отказа от использования дорогого и экологически небезопасного мазута для розжига.
Ориентировочная стоимость проекта составит 30 млн. грн (с учетом стоимости оборудования, монтажа, услуг сторонних организаций по наладке и вводу в эксплуатацию). Экономический эффект от внедрения - 10,7 млн. грн в год при сроке окупаемости 2,4 года.
Таким образом, вопрос повышения энергоэффективности должен занимать приоритетное место в государственной экологической политике.