Основания для внедрения энергетических установок внутрицикловой конверсии низкосортных топлив Томской области

Основания для внедрения энергетических установок внутрицикловой конверсии низкосортных топлив Томской области1

Казаков А.В., Казакова О.А.

Актуальность вопросов использования местных низкосортных топлив обеспечивается соответствием современным тенденциям энергосбережения, в частности, направлению вовлечения в топливный энергетический баланс низкосортных топлив и обеспечения электро- и теплоэнерги-ей районов децентрализованного энергоснабжения [1-3]. Согласно “Энергетической стратегии России на период до 2030 года” [1], целью которой является максимально эффективное использование природных энергетических ресурсов и потенциала энергетического сектора для устойчивого роста экономики, повышения качества жизни населения страны и содействия укреплению её внешнеэкономических позиций, в качестве приоритетных направлений научно-технического прогресса в энергетическом секторе по направлению «Возобновляемые источники энергии и местные виды топлива» выделены следующие:

• развитие технологий использования возобновляемых источников энергии, а также многофункциональных энергетических комплексов для автономного энергообеспечения потребителей в районах, не подключённых к сетям централизованного энергоснабжения;

• расширение производства и использования новых видов топлива, получаемых из различных видов биомассы. Предполагается [1], что к 2030 году в Центральном,

Южном, Сибирском и Дальневосточном федеральных округах возрастёт роль использования местных источников энергии, производство на их основе энергии в удалённых и изолированных районах. Доля тепла, производимого на теплоэлектроцентралях в системах централизованного теплоснабжения, уменьшится с 43 (2005 год) до 35 процентов. Эту нишу должны занять газотурбинные установки на теплоэлектроцентралях и автономные теплоснабжающие установки. Малоэтажная застройка, как правило, должна будет обеспечиваться индивидуальными теплогенераторами. Для достижения этих целей необходима модернизация и развитие систем децентрализованного теплоснабжения с применением высокоэффективных конденсационных газовых и угольных котлов, когенерационных, геотермальных, теплонасосных и других установок, а также автоматизированных индивидуальных теплогенераторов нового поколения для сжигания разных видов топлива.

Одной из основных проблем [1] в региональной энергетической политике является недостаточное развитие малой энергетики и низкая вовлеченность в энергобалансы местных источников энергии регионального и локального значения, решение которой предполагает максимизацию экономически эффективного использования местных источников топливно-энергетических ресурсов, развитие экономически эффективных децентрализованных и индивидуальных систем теплоснабжения. Для этих целей предполагается:

• стимулирование использования местных топливноэнергетических ресурсов (возобновляемые источники энергии, местные виды топлив, отходы и прочее) с последующим их вовлечением в региональные топливноэнергетические балансы;

• оптимизация региональных систем теплоснабжения на основе экономически эффективного сочетания централизованного и децентрализованного теплоснабжения;

1. Работа выполнена при поддержке Министерства образования и науки

РФ, Соглашение №8019

• доведение доли местных источников энергии в региональных топливно-энергетических балансах до 20 процентов;

• формирование устойчивой системы энергетического обеспечения труднодоступных и удаленных территорий на основе расширенного эффективного использования местных энергоресурсов;

• формирование региональных энергетических систем на основе экономически эффективного сочетания использования местных и привозных источников энергии. Согласно “Энергетической стратегии Томской области на период до 2020 года” [2] суммарные ресурсы бурых углей в Томской области составляют 75,7 млрд. т или 5 % от объёма разведанных ресурсов бурых углей России. Месторождения бурых углей могут являться базой как для энергетического сырья, так и сырья для получения химических веществ. Только по Таловскому месторождению прогнозные ресурсы составляют 3,6 млрд. т. По запасам торфа Томская область занимает второе место в России, уступая Тюменской. На её территории выявлено и учтено 1505 торфяных месторождений общей площадью в границах промышленной залежи 7,7 млн. га с запасами торфа 29 млрд. т. Геологическая и экономическая изученность торфяных ресурсов слабая. Детально изученных месторождений всего 4 с запасами 570 млн. т (менее 3 % торфяных ресурсов области). Высоки потенциальные энергетические ресурсы лесов Томской области. Запас древесины оценивается в 2,7 млрд. м3, из них в хвойных лесах 737,7 млн. м3. Годовой прирост древесины составляет 27,4 млн. м3, а объем ежегодно получаемых дров только в процессе ухода за лесом и за счёт санитарных рубок может составить до 2 млн. м3 дровяной древесины.

Топливно-энергетический комплекс является основой экономики Томской области и важнейшей сферой промышленной деятельности, определяющей уровень жизни населения, поэтому к числу приоритетов развития топливно-энергетического комплекса, в частности, относятся [2]:

• совершенствование баланса котельно-печного топлива за счёт вовлечения местных ресурсов (торфа, бурого угля и дров);

• расширение рынка сбыта местных топливно-энергетических ресурсов и сокращение объёмов ввозимого топлива.

Решение проблемы повышения экономической эффективности и коэффициента полезного использования нетрадиционных возобновляемых источников энергии на основе перспективных технологий внутрицикловой газификации в энергетических установках составляет актуальную задачу научных исследований. По данным [3], на территории Томской области было расположено 38 пунктов с населением 36 тыс. человек, электроснабжение которых осуществляется от дизельных электростанций (ДЭС), находящихся в муниципальной собственности администраций районов и переданных на обслуживание предприятиям ЖКХ. Общий парк дизель-генераторных установок в муниципальных ДЭС насчитывал более 100 машин суммарной установленной мощностью 50 тыс. кВт, вырабатывающих порядка 50 млн. кВт-ч электроэнергии при расходе дизельного топлива на сумму, превышающую 120 млн. руб. в ценах 2002 года. Вполне правомерным ставится вопрос о вовлечении в топливно-энергетический баланс местных видов топлива.

К настоящему времени известно достаточно много ра-

Экономические науки

бот по комплексной переработке местных низкосортных топлив. Так, на кафедре парогенераторостроения и парогенераторных установок (ПГС и ПГУ) Томского политехнического университета проводятся исследования по низкотемпературной каталитической переработке низкосортных топлив, таких как древесные опилки, торф, бурый уголь [4-9]. В результате выполненных исследований, получены данные, которые легли в основу проектирования энергетических установок [10-12], реализующих процесс низкотемпературной внутрицикловой конверсии низкосортных топлив с выработкой тепловой и электрической энергии: установка ВК-1 (индивидуальное теплоснабжение); установка ВК-2 (индивидуальное тепло-электроснабжение); установка ВК-3 (газификация твёрдого топлива).

Целью настоящей работы является теоретическое обоснование с использованием методического инструментария оценки эффективности освоения инновационных технологий энергетического использования низкосортных топлив в энергетике на основе низкотемпературной вну-трицикловой конверсии.

Основная идея исследованной технологии внутри-цикловой конверсии заключается в низкотемпературной внутрицикловой термической переработке местных низкосортных топлив высокой влажности в пиролизёре и получении водородсодержащего синтез-газа путём применения высокоэффективной технологии паротепловой каталитической конверсии углерода топлива, основные преимущества которой заключаются в следующем:

• топливом является доступное местное сырье;

• продукты переработки могут представлять собой исходный материал для дальнейшего использования;

• ведение процесса при низких температурах позволяет снижать капиталовложения и снижает экологическое загрязнение;

• катализатором является доступное вещество;

• появляется возможность частичной или полной децентрализации энергоснабжения.

Все три установки внутрицикловой конверсии (ВК), разработанные на кафедре ПГС и ПГУ, основаны на низкотемпературной переработке топлива. В качестве топлива используется местное сырье (бурые угли, торф, древесные опилки), продукты переработки являются исходным материалом для дальнейшего использования, процесс протекает при низких температурах (до 400 °С). Установки ВК предназначены для отопления, горячего водоснабжения и выработки электрической энергии объектов малой энергетики и индивидуальных потребителей. Установки работают на естественной тяге, которая создаётся за счёт дымовой трубы и самих установок. Циркуляция теплоносителя естественная, осуществляется за счёт разности плотностей входящей и выходящей воды. Конструкторские расчёты проводились для установок ВК, работающих на древесных опилках, результатами которых являются расходные характеристики и основные геометрические размеры аппаратов (табл. 1-3).

На основе вышеприведённых результатов проводится вычисление экономического эффекта от замены парка ДЭС на установки ВК. Сопоставление ежегодных затрат на содержание ДЭС и тех выгод, в денежном выражении, которые могут быть получены от использования установок ВК, и будет тем экономическим результатом, который ожидается от их внедрения. В соответствии с вышеизложенными основными задачами для оценки эффективного внедрения энергетических установок внутрицикловой конверсии низкосортных топлив являются:

• определение затрат на производство и эксплуатацию

установок ВК;

• определение бюджетной эффективности замещения

ДЭС установками ВК;

Таблица 1. Результаты расчёта установки ВК-1

Параметры Мощность установки, кВт

100 55 4

Расход газа, м3/с 0,006 0,0032 0,0002

Общий расход топлива, кг/с 0,007 0,0034 0,00023

Габариты установки, ШхГхВ, м 3х1х3 3х1х3 3х1х0,8

Количество теплообменных труб, шт. 66 50 10

Таблица 2. Результаты расчёта установки ВК-2

Параметры Мощность установки, кВт

100 50 3

Расход газа, м3/с 0,006 0,003 0,0002

Общий расход топлива, кг/с 0,007 0,0032 0,0002

Высота угольного электрода, м 1 1 1

Наружный диаметр бака с водой, м 1,08 1,08 1,08

Наружный диаметр топливного бункера, м 1,08 1,08 1,08

Высота установки, м 3 3 3

Количество электродов, шт 6 3 1

Количество теплообменных пластин, шт. 246 142 91

Таблица 3. Результаты расчёта установки ВК-3

Параметры Мощность установки, кВт

100 50 3

Расход газа, м3/с 0,006 0,003 0,0002

Общий расход топлива, кг/с 0,007 0,0032 0,0002

Габариты установки, ШхВ, м 1х2,449 1х2,449 1х2,449

Длина нижней части газификатора, м 0,5 0,5 0,5

Длина верхней части газификатора, м 5,398 5,398 5,398

Количество теплообменных труб, шт. 24 10 3

Всероссийский журнал научных публикаций № 5(15) 2013

27

Модели корпоративной социальной ответственности

Симонова Л. М., Аникеева О.П., Бердина Л.А.

• анализ чувствительности, в зависимости от сценариев развития проекта;

• определение ожидаемого интегрального эффекта. Работа выполнена при поддержке Министерства образования и науки РФ, Соглашение №8019.

Список использованных источников

1. Распоряжение Правительства Российской Федерации от 13 ноября 2009 г. № 1715-р "Энергетическая стратегия России на период до 2030 года".

2. Приложение к Постановлению Государственной Думы Томской области от 28.02.2008 № 1008 «Энергетическая стратегия Томской области на период до 2020 года».

3. Сергеев М.Н. Электроснабжение потребителей изолированных районов Томской области: состояние и перспектива / Энергоснабжение и энергетическая безопасность регионов России. III Всероссийское совещание: сб. докладов - Томск: Изд-во ЦНТИ, 2002. - С. 30-38.

4. Казаков А.В. Термическая конверсия низкосортных топлив применительно к газогенерирующим установкам: Диссертация ... канд. техн. наук. - Томск: ТПУ, 2002. - 158 с.

5. Макеев А.А., Казаков А.В. Каталитическая тепловая и вентиляционная энергетическая установка // Энергетика: экология, надёжность, безопасность: сб. трудов научно-технического семинара - Томск: Изд-во ТПУ, 1998. - С. 105-106.

6. Казаков А.В. Разработка способа использования местных топлив в энергосберегающих технологиях // Энергосбережение и энергетическая безопасность регионов России. III Всероссийское совещание: сб. докладов - Томск: Изд-во ЦНТИ, 2002. - С. 201 -202.

7. Казаков А.В., Казакова О.А., Новосельцев П.Ю. Теплотехнические характеристики местных топлив Томской области / Известия Томского политехнического университета. - 2009.

- Т. 314. - № 4. Энергетика. - С. 38-41.

8. Заворин А.С., Макеев А.А., Казакова О.А., и др. Возможные нетрадиционные направления использования углей и торфа Томской области // Обсуждение проблем и перспектив освоения месторождений Томской области: Материалы круглого стола - Томск, 16-17 марта 2006 - Томск: Изд-во БТТ, 2006. - С. 70-77.

9. 9. Заворин А.С., Макеев А.А., Казаков А.В., и др. Исследование процесса генерации газа в автономных энергетических установках / Теплоэнергетика. - 2010 - №1, С. 74-78.

10. 10. Казакова О.А., Заворин А.С., Казаков А.В. Исследование угля Таловского месторождения Томской области: монография. - Томск: БТТ, 2010. - 172 с.

11. 11. Казаков А.В., Заворин А.С. Конверсия некондиционных топлив в низкотемпературном режиме: монография. - Томск: БТТ, 2011. - 258 с.

12. 12. Казаков А.В. Малотоннажная конверсия низкосортных топлив: технические решения: монография / Томский политехнический университет. - Томск: БТТ, 2012. - 220 с.

Цель статьи заключается в том, чтобы раскрыть основные характеристики и отличительные особенности устоявшихся моделей корпоративной социальной ответственности.

Методы проведения работы: метод системного подхода, сравнение и сопоставление, табличный, абстрактно-логический метод.

Результаты: по результатам исследования определены особенности, отличительные характеристики и схожие стороны открытых (США, Канада) и скрытых (континентальная Европа, Великобритания) моделей корпоративной социальной ответственности, а так же выявлены специфические черты российской модели.

Область применения результатов: результаты исследования могут представлять интерес для специалистов в области экономики, менеджмента и социологии управления.

Ключевые слова: корпоративная социальная ответственность (КСО); корпоративные фонды; бизнес; некоммерческие организации (НКО); стейкхолдеры; социальная отчетность.

В мире существует несколько устоявшихся моделей корпоративной социальной ответственности (КСО), каждая из которых отражает тот общественно-экономический уклад, который исторически сформировался в той или иной стране, то устройство общества, которое сформировалось в условиях развитой демократии, действующих гражданских институтов, системы разрешения споров и свободы слова и выбора и т.д.

Выделяют несколько моделей КСО [3]. Американская модель имеет историю с XIX века. В силу особенностей американского предпринимательства, основанного на максимальной свободе субъектов, почти все сферы общественных взаимоотношений остаются до сих пор саморегулиру-емыми. В том числе, это трудовые отношения работник-работодатель, добровольность медицинского страхования. И так же Америка выработала многочисленные механизмы участия бизнеса в социальной поддержке общества через корпоративные фонды, направленные на решение различных социальных проблем за счет бизнеса. Основные из них:

• фонды пенсионного обеспечения работников (предоставление рабочим пенсий от компаний и фирм);

• фонды выплат дополнительных (кроме государственных) пособий по безработице;

• фонды выплат пособий (пенсий) по инвалидности;

• фонды выплаты пособий по болезни, связанной с временной потерей трудоспособности.

Активность в данном направлении инициируется самими компаниями, при этом учитывается наибольшая самостоятельность последних в определении собственного общественного вклада. Ответственное социальное поведение и социальные инвестиции корпораций поощряются соответствующими налоговыми льготами, закрепленными на законодательном уровне (к примеру, налог на прибыль, вычет суммы благотворительных вкладов из налогооблагаемой базы). При всем этом под социальными инвестициями понимаются материальные, технологические, управленческие, финансовые или иные ресурсы компаний, направляемые по решению управления на реализацию социальных программ, созданных с учетом интересов главных внутренних и внешних заинтересованных сторон, в предположении, что в стратегическом отношении организацией станет получен определенный социальный и экономический результат.

Таким образом, США дают классический образец реализации КСО при маименьшем государственном непосредственном (то есть путем принятия соответствующих