Вторичные энергетические ресурсы и их использование

     Тепловые  вторичные энергетические ресурсы  делятся на:

     - высокотемпературные (с температурой носителя выше 500°С);

     - среднетемпературные (при температурах от 150 до 500°С);

     - низкотемпературные (при температурах ниже 150°С).

     3. ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ  ВЭР

     Основными направлениями использования  ВЭР являются:

1. топливное (ВЭР используются непосредственно в качестве топлива);
2. тепловое (ВЭР используются непосредственно в качестве тепла или для выработки тепла в утилизационных установках);
3. силовое (ВЭР используются непосредственно в виде электрической или механической энергии, полученной в утилизационных установках);
4. комбинированное (ВЭР используются непосредственно как электрическая/механическая энергия и тепло, полученные одновременно в утилизационных установках за счет ВЭР).

Использование ВЭР в промышленности.

Подобные энергетические ресурсы можно использовать для  удовлетворения потребностей в топливе  и энергии либо непосредственно (без изменения вида энергоносителя), либо путём выработки тепла, электроэнергии, холода и механической энергии в  утилизационных установках. Большинство  горючих ВЭР употребляются непосредственно  в виде топлива, однако некоторые  из них требуют специальных утилизационных установок. Непосредственно применяются  также некоторые тепловые ВЭР (например, горячая вода систем охлаждения для  отопления).

Использование ВЭР в черной металлургии.

Горючие газы – отходы основного производства: доменный и коксовый газы практически  используются полностью. Использование  ферросплавного газа возможно для технологических (подогрев материалов, частичное предварительное  восстановление сырья) и теплофикационных целей, сжиганием в котельной. Конвертерный газ частично используют в охладителях, но полное использование его ещё  не решено.       

Использование ВЭР в цветной  металлургии.

     Большие резервы по эффективному использованию  ВЭР имеются и на предприятиях цветной металлургии.  
            Эффективным в цветной металлургии является использование тепла уходящих дымовых газов для подогрева воздуха, поступающего в печи для сжигания топлива. Это экономит топливо, улучшает процесс его горения и, кроме того, повышает производительность печи. Однако с дымовыми газами уносится ещё значительное количество тепловой энергии, которая может использоваться в котлах-утилизаторах для выработки пара. 
Особое внимание должно быть обращено на отрасли, имеющие наиболее значительные возможности полезного использования вторичных энергоресурсов. К ним относятся предприятия, вырабатывающие медь, никель, цинк и свинец. Источниками вторичных энергоресурсов на этих предприятиях являются обжиговые, шахтные, отражательные, рафинировочные печи и конверторы. В данном случае использование вторичных ресурсов позволяет ежегодно экономить более 32 Гкал тепловой энергии.  

Использование ВЭР в химической науке.

     В последнее время большая работа по использованию вторичных ресурсов проводится и на предприятиях химико-лесного  комплекса. Эти установки позволили  увеличить долю улавливаемого сероуглерода, который используется для выпуска  вискозных текстильных нитей, а  также комковой серы. Также известно, что при получении вторичного алюминия по сравнению с производством  его из руды расход энергии уменьшается  в 23 раза, а условного топлива - в 74 раза. На химическом заводе удачно и  эффективно решен вопрос с использованием вторичных ресурсов тепла отходящих  газов прокалочной печи для упарки растворов гексаметафосфата. Оба эти способа имели существенные недостатки, были малопроизводительны и требовали большого расхода топлива или тепловой энергии.

     Таким образом, для повышения эффективности  использования вторичных ресурсов как важнейшего фактора ресурсосбережения  необходим поиск новых форм и  методов хозяйствования в этой области. Требует разработки эффективная  система материального стимулирования использования вторичных ресурсов, а также совершенствование организационных  вопросов. Видимо, более широкое  развитие должны получить кооперативные  и индивидуальные формы трудовой деятельности. Кооперации отводится  важная роль в обеспечении населения  товарами и услугами, а также в  снабжении производства и строительства  отдельными видами продукции производственно-технического назначения. Кооперативные формы  должны стать существенным дополнением  государственных предприятий, и  прежде всего для удовлетворения потребностей населения.

     Однако  использование вторичных ресурсов осуществляется пока недостаточно интенсивно. Причина, во-первых, в том, что эксплуатация богатых природных ресурсов давала более высокую норму накопления, чем применение вторичных ресурсов, и, во-вторых, в медленном совершенствовании  техники и технологии их переработки. В настоящее время в связи  с обострением энергетической и  сырьевой проблемы промышленность страны переходит к потреблению практически  всех видов ценных вторичных ресурсов, что становится важной задачей развития экономики. Другая очень важная проблема, возникающая при решении проблем  использования вторичных ресурсов и защиты окружающей среды, - это  увязка планов их перевозок из районов, где они не могут быть переработаны, на другие предприятия. В настоящее время транспортные министерства под различными предлогами отказывают в перевозках таких крупнотоннажных видов отходов, как золы и шлаки, ТЭС, алюмосодержащие отходы, фосфогипс и многие другие. Такое положение отрицательно влияет на вьшолнение мероприятий по охране окружающей среды и ставит под угрозу выполнение заданий по использованию некоторых видов многотоннажных химических отходов. Для решения этой проблемы необходимо, чтобы отходы производства и потребления были включены в перечень грузов, подлежащих первоочередной перевозке.

     4. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ВЭР В РЕСПУБЛИКЕ  БЕЛАРУСЬ

   Согласно  Закону Республики Беларусь "Об энергосбережении", вторичные энергетические ресурсы  — это энергия, получаемая в ходе любого технологического процесса в  результате недоиспользования первичной  энергии или в виде побочного  продукта основного производства и  не применяемая в этом технологическом  процессе.

   Необходимость использования ВЭР объясняется  тем, что коэффициент полезного  использования (КПИ) энергоресурсов в  Республике Беларусь и странах СНГ  — главный показатель эффективности  производства — не достигает 40 %, что  свидетельствует о существовании  больших резервов экономии.

   Государственная программа РБ в области МВТ  и ВЭР предусматривает следующее:

• использование древесной биомассы на топливные нужды и подготовку её к использованию, в т. ч. в твердотопливных котлах, газогенераторах, а также на мини-ТЭЦ;
• строительство каскадов ГЭС на реках Днепр, Неман, Западная Двина, восстановление мини- и микроГЭС;
• строительство ветроэлектростанций;
• внедрение гелиоводоподогревателей;
• разработку технологий выращивания, подготовки и сжигания фитомассы быстрорастущих пород древесины (канадская ива, дальневосточная гречиха);
• внедрение биогазовых установок для получения горючего газа из отходов животноводства и растениеводства, с последующим сжиганием в котельных агрегатах и когенерационных установках;
• сжигание в энергетических целях отходов сельскохозяйственного растениеводства (солома, льняная костра) и коммунальных отходов;
• внедрение технологий получения топливного этанола из древесины и биодизельного топлива из рапса;
• исследование возможности использования геотермальных энергоресурсов;
• в перспективе рассматривается разработка и использование в энергетических целях залежей бурого угля и сланцев на территории РБ.

   По  результатам 2008 г. в сфере энергоэффективности были достигнуты следующие показатели:

- доля ТЭР в общих затратах в среднем по промышленности снизилась с 12,2% до 11,3%;

- использование местных видов топлива (МВТ) и возобновляемых энергоресурсов (ВЭР) выросло на 179,2 тыс.т у. т.;

- в рамках надзора за рациональным использованием ТЭР проведено 1914 проверок. 

   В 2009 году:

• снижение энергоемкости ВВП на 8% при росте ВВП на 10%;
• использование МВТ и ВЭР в энергобалансе РБ на уровне 19,4%;
• экономия ТЭР за счет региональных и отраслевых программ энергосбережения — 1,88 млн. т у. т;

   Потенциал выхода тепловых ВЭР составляет 17,9 млн. Гкал/год, технически возможный  объем использования - до 10 млн.Гкал/год, фактическое использование в 1999 г. - 2,7 млн.Гкал/год, или 15,1%, а прогноз к 2015 г. - до 6 млн.Гкал/год. Наибольший потенциал выхода ВЭР (около 96,5%) имеет место на предприятиях 5 ведомств - концерна "Белнефтехим" (11,1 млн.Гкал), концерна "Белэнерго" (2,72 млн.Гкал), Министерства архитектуры и строительства (1,77 млн.Гкал), Министерства промышленности (0,97 млн.Гкал) и концерна "Белбиофарм" (0,71 млн.Гкал).

   Низкий  уровень использования ВЭР обусловлен практически полным неиспользованием тепловой энергии низкопотенциальных ВЭР оборотной воды, доля которых в общем выходе ВЭР на предприятиях республики в настоящее время составляет 50,2%.

   Значительный  объем низкопотенциальных ВЭР оборотной воды, выход которых составляет 9 млн.Гкал/год (50,2% от всего выхода ВЭР), а использование - 10 тыс.Гкал/год (0,1%), указывает на необходимость разработки типовых технических решений по их утилизации на основе тепловых насосов и передачи тепловой энергии в системы централизованного теплоснабжения в увязке как с существующими температурными графиками обратной воды, так и со сниженными, обеспечивающими более глубокое использование теплоты в отопительных системах и оптимальные условия работы тепловых насосов.

   Другими ВЭР, имеющими наибольший выход, являются ВЭР отходящих газов технологического оборудования - 4 млн.Гкал, или 22,3% (при недостаточно высоком уровне использования - 1,33 млн.Гкал, или 33%), а также тепловой энергии продукционных газов и веществ, химических реакций, пиролиза и отработанного пара, уровень использования которых высок и составляет 84 - 100%. Достаточно эффективно используется тепловая энергия конденсата, продувочной воды и вторичного пара (56 - 76%), хотя в общей структуре выхода ВЭР их доля составляет около 3%.

   Практически не используется тепловая энергия вентиляционных выбросов и охлаждающего воздуха, сточных  вод и др. низкопотенциальных потоков (выход на уровне 0,6 млн.Гкал, или 3,3%, использование - около 12 тыс.Гкал, или 2%).

   В настоящее  время уровень использования  ВЭР в промышленности ограничивается отсутствием потребителей при излишках ВЭР на отдельных предприятиях, несовпадением  режимов выхода и работы потребителей, финансовыми трудностями по внедрению  утилизационного оборудования и  отражает, по существу, возможности  вовлечения ВЭР непосредственно  в топливно-энергетические балансы  предприятий.

   Дальнейшее  повышение эффективности использования  ВЭР в народном хозяйстве республики требует комплексного подхода, который  должен обеспечить как удовлетворение собственных нужд предприятий за счет ВЭР, так и максимальное вовлечение в действующие системы теплоснабжения городов, поселков и промышленных узлов.

   Для использования  высоко- и среднепотенциальных ВЭР необходима разработка и обоснование типовой системы, включающей локальные утилизаторы ВЭР на базе выпускаемого отечественного и зарубежного утилизационного оборудования, оборудование для сбора (аккумулирования) тепловой энергии, подогрева теплоносителя и транспорта его как собственным потребителям, так и другим потребителям системы централизованного теплоснабжения, либо непосредственно в подающую магистраль тепловой сети, либо в обратную (с последующим ее догревом в централизованном источнике - в увязке с режимами и параметрами выхода ВЭР и сезонной потребности) с проработкой вопросов регулирования отпусков теплоты, резервирования и др.

   Для увеличения объемов использования горючих  отходов требуется решение задач  освоения производства формованного лигнина, других видов топлива на его основе, решение технологических и экологических; вопросов при их сжигании.

   Общий объем собственных ресурсов за счет местных нетрадиционных и возобновляемых источников (в случае реализации намечаемых объемов их использования) составит к 2015 г. 5,59 млн.ту.т. 
 
 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 

     Экономное использование топливно-энергетических ресурсов предполагает систему сознательно  осуществляемых мероприятий, направленных на сокращение материальных затрат общественного производства и на устранение различного рода потерь. Хотя утилизация ВЭР нередко связана с дополнительными капитальными вложениями и увеличением численности обслуживающего персонала, опыт передовых предприятий подтверждает, что использование ВЭР экономически весьма выгодно.

     Таким образом, общими подходами и принципами использования ВЭР являются: