Название: Природоохранные технологии на ТЭС и АЭС Часть 2 - учебное пособие (Саломатов В.В.)

Жанр: Технические

Просмотров: 1380


Краткие сведения о программе  сст  в сша

 

Ввиду того, что богатый опыт, полученный при осуществлении федеральной программы ССТ в США, во многом представляется поучительным, ниже приводится более детальная информация о ней, основанная на материалах отчетов Министерства энергетики США, докладываемых Конгрессу [2.1]. ССТ можно рассматривать как наиболее  успешную модель партнерства между правительством и частными промышленными компаниями в деле развития и коммерциализации современных технологий экологически чистого использования угля.

С того момента, как ССТ была принята в 1986 г., эта уникальная, финансируемая на долевых началах программа объединила 45 проектов, реализуемых в 21 штате с суммарным объемом инвестиций около 7 млрд долл. Отбор проектов в программу осуществлялся по результатам пяти конкурсов. ССТ преследовала три основные общенациональные цели: 1) возможность сохранения окружающей среды при ориентации энергетики на уголь как наиболее доступный и надежный внутренний энергоресурс; 2) повышение эффективности и надежности производства энергии; 3) обеспечение условий экономического роста и занятости.

Кроме того, программа открывает перспективы значительных выгод для многих американских компаний во внешнем мире. Участие промышленности выражается в том, что она вкладывает 2 долл. на каждый доллар, вложенный правительством США. При успешной коммерциализации технологий правительство рассчитывает иметь свою долю в прибыли. Программа была инициирована акциями общественности, озабоченной проблемой кислотных дождей и загрязнением окружающей среды.

На момент слушаний в конгрессе в 1994 г. ССТ находилась в точке перелома. Многие из ранних проектов, направленных главным образом на снижение вредных выбросов от существующих энергообъектов путем их реконструкции, достигли завершения экспериментальной и демонстрационной стадии. Более поздние крупные проекты систем, базирующихся на прогрессивных циклах, находятся в стадии завершения проектирования, а некоторые из них – в начальной стадии строительства. Ожидается, что, когда энергетические компании подойдут к моменту принятия крупных решений о необходимости ввода новых мощностей после 2000 г., некоторые уже начнут работать и активно накапливать необходимые данные.

Конгресс США запросил отчет ДОЕ, для того чтобы определить необходимость продолжения активной роли федерального правительства в дальнейшем развитии этих технологий, включая принятие решения о целесообразности объявления конкурса на новые проекты.

По мнению ДОЕ, те 45 проектов, которые включены в программу ССТ, охватывают практически все потребности развития энергетики и конкурс для отбора  новых  проектов проводить нецелесообразно.  В то же время дальней-

 

шее участие федерального правительства в программе ССТ необходимо, но требует переосмысления, для чего должна быть проведена определенная аналитическая работа. Хотя на демонстрационной стадии программа идет вполне успешно, продвижение этих технологий в коммерческую стадию без участия государства вряд ли будет достаточно скорым и успешным. Это участие должно состоять в организации углубленного изучения потенциального рынка и в создании законодательных и экономических условий. Энергетика США использует 85 \% добываемого в стране угля. На угле производится 54 \% электроэнергии. Поэтому такой важный сектор национальной экономики не следует упускать из внимания.

Для осмысления роли государства специалисты ДОЕ провели серию научно-практических конференций на различных уровнях: с энергокомпаниями, находящимися в собственности у спонсоров программы; с владельцами независимых энергогенерирующих мощностей; с о6щественными комиссиями по обслуживанию населения; с финансовыми кругами. В результате этого ДОЕ получило  возможность видения «изнутри» процесса выработки решений, которые обеспечат внедрение новых угольных технологий. Планы промышленников и проведенные обсуждения определенно указывают на то, что в первом десятилетии после 2000 г. будет необходим значительный рост 6азовых мощностей. Уголь будет продолжать играть роль основного  вида энергетического топлива ввиду его низкой стоимости и надежности снабжения им. В то же время промышленность столкнется со все более жестким экологическим законодательством. Указанные факторы приводят к общему выводу о наличии достаточно широкого потенциального рынка для чистых угольных технологий.

Однако дискуссии также показали [2.5], что, даже несмотря на очевидные сегодня экономические преимущества ряда разрабатываемых по программе ССТ технологий, некоторые барьеры на пути их коммерциализации все же остаются. Для их устранения и необходима новая роль государства.

Программа ССТ постепенно отработала модель успешного сотрудничества промышленности и правительства. Долевое участие государства в финансировании программы – это не вложения ради приобретения, а инструмент, с помощью которого правительство поддерживает важные для нации программы, при этом его роль в их выполнении ограничена. Нормативный документ, в соответствии с которым оказывается такая помощь («Ргоgгаm Орроrtunity Notice-NОТ»), отличается от более известного документа «Reguest for Proposal-RFP» (Требования к предложениям) и по ряду ключевых аспектов.

1. ДОЕ не определяет техническое содержание финансируемых проек-

тов. NОТ не содержит каких-либо положений, регламентирующих ти-

пы проектов, в отличие от REP. Скорее ДОЕ выбирает проекты, которые наилучшим  образом   соответствуют  целям  программы,  не  предписывая,

 

какие при этом используются технологии, или такие параметры, как стоимость, место реализации, графики работ и пр. Главные критерии выбора – технологическая готовность, финансовые аспекты и коммерческий потенциал технологий.

2. Доля участия ДОЕ в финансировании проекта – максимум 50 \%. Это наиболее жесткий процент по сравнению с любыми другими программами ДОЕ. Ограниченный процент финансового участия сам по себе определяет ограниченную роль правительства. При этом засчитываются только прямые затраты по проекту, т.е. никакие кредиты на предварительные расходы при расчете доли участия не учитываются. Финансирование не начинается, пока не составляется и не подписывается контракт (соглашение о сотрудничестве). Такая политика направлена на то, чтобы привлекать только серьезных участников, рассчитывающих на коммерческое использование предложенной технологии.

3. Промышленные спонсоры полностью определяют характер проектов, вкладывают минимум 50 \% необходимых средств и выполняют работы, используя сложившуюся в промышленности практику.

4. После подписания контракта ДОЕ отслеживает ход дела по проекту, оценивает экологический вклад, учитывает долю финансирования и участвует в принятии ключевых решений. Непосредственного руководства работами по проектам правительство не осуществляет. Правительство имеет соответствующую долю в доходах, если демонстрируемая технология используется

в промышленных масштабах.

5. Права собственности на «know-how» принадлежат промышленным спонсорам, что позволяет им считать проект не правительственным, а фирменным. Исходя  из цели ССТ благоприятствовать коммерческому использованию технологий, правительство, не нарушая прав собственности, оговаривает ряд условий по использованию этих технологий внутренними пользователями на бездискриминационной основе, с тем чтобы удовлетворить потребности внутреннего рынка США.

Примерно 20 технологий, разработанных в рамках программы ССТ, уже используются в промышленных масштабах. Они представляют большой интерес для других стран, особенно для развивающихся, позволяя при сравнительно низких затратах привести достаточно старые мощности к современным экологическим стандартам.

Новое поколение демонстрационных проектов – установки комбинированного цикла с внутрицикловой газификацией угля и со сжиганием

в циркулирующем кипящем слое (ЦКС) под давлением – создают технологическую базу угольной энергетики ближайшего будущего (табл. 2.1, 2.2).

 

Т а б л и ц а  2.1

 

Проекты, включённые в программу ССТ: финансирование

и состояние

 

 

 

Проект

 

Текущая стоимость

 

Текущий вклад

ДОЕ

Состояние работ, пла-

новые сроки завершения, месяц/год

тыс. долл.

 

Прогрессивные электрогенерирующие

системы

 

4 691290

 

1 655197

 

Демонстрационная ГТУ со сжиганием угля

в циркулирующем кипящем слое под давлением «Tidd»

 

 

189886

 

 

66957

 

Проект выполнен

Демонстрационная ГТУ со сжиганием угля

в циркулирующем кипящем  слое под дав-

лением «Nuс1а»

 

 

54087

 

 

19920

 

 

- ² -

Проект «Уогk Соuntу Еnегgy Раrtners

Соgeneration» с котлом ЦКС

 

379645

 

74734

 

- ² -

Реконструкция блока по схеме ПГУ с внутрицикловой газификацией угля по технологии Соmbustion Engineering

 

 

270700

 

 

129357

 

 

5/2002

Демонстрационный ПГУ-блок с топкой ЦКС под давлением «Utility»

 

917944

 

184800

 

2/2004

Проект «С1еаn Соal Неа1у»

227000

109513

Проект выпонен

Демонстрационная установка с топкой ЦКС под давлением (ДМЕС-1)

 

202959

 

93253

 

- ² -

Демонстрационный ПГУ-блок с внутрицикловой газификацией угля «Тoms Сгееk»

 

196570

 

95000

 

4/2000

Демонстрационный ПГУ-блок с внутрицикловой газификацией «Pinon Pine»

 

269993

 

134997

 

7/2000

Модернизация ТЭС «Wabash River» на базе ПГУ с газификацией угля

 

396000

 

198000

 

Проект выполнен

Демонстрационная экологически чистая дизельная установка на угле компании «Easton»

 

38310

 

19155

 

Ведутся переговоры

Демонстрационный проект экологически

чистой установки «Кamden»

 

779950

 

183262

 

- ² -

 

Продолжение табл. 2.1

 

 

 

Проект

 

Текущая стоимость

 

Текущий вклад

ДОЕ

Состояние работ, пла-

новые сроки завершения, месяц/год

тыс. долл.

Проект модернизации ТЭС «Eour River»

360708

142460

- ² -

Оборудование и технологии для снижения выбросов

 

686616

 

288376

 

Демонстрационная установка LIМВ

19404

7566

Проект выполнен

Демонстрация  технологии  ступенчатого

сжигания угля с использованием природного газа и вдувом сорбента

 

 

37498

 

 

18747

 

 

- ² -

Промышленное освоение очистки дымовых газов по методу SNОХ

 

31438

 

15719

 

- ² -

Демонстрационная установка комбинирован-ной очистки  дымовых газов от Sox-NOx-RОx «Box»

 

 

13272

 

 

6078

 

 

- ² -

Демонстрация применения усовершенствованной технологии очистки дымовых газов от SO2 СТ-121

 

 

44389

 

 

21729

 

 

- ² -

Демонстрация усовершенствованной технологии очистки дымовых газов от серы

 

151708

 

69913

 

- ² -

Демонстрация усовершенствованной технологии сжигания угля в камерных топках

 

14711

 

6554

 

- ² -

Демонстрация технологии селективного каталитического восстановления NОx для котлов, сжигающих высокосернистые угли

 

 

23230

 

 

9407

 

 

- ² -

Демонстрационный блок 180 МВт с усовершенствованной системой тангенциальных

горелок для снижения эмиссии NOx

 

 

9153

 

 

4440

 

 

- ² -

Демонстрация технологии ступенчатого сжи-гания с циклонными предтопками для сни-жения выбросов NOx

 

 

13647

 

 

6341

 

 

- ² -

Демонстрационная установка (10 МВт) очистки газа абсорбцией в газовой суспензии

 

7717

 

2315

 

- ² -

Полномасштабная демонстрация топочной ячейки с низкой эмиссией NOx для реконструкции котлов

 

 

11233

 

 

5443

 

 

- ² -

 

Продолжение табл. 2.1

 

 

 

Проект

 

Текущая стоимость

 

Текущий вклад

ДОЕ

Состояние работ, пла-

новые сроки завершения, месяц/год

тыс. долл.

Демонстрация процесса обессеривания дымовых газов в ограниченной зоне вдува сорбента

 

 

10412

 

 

5206

 

 

- ² -

Оценочные испытания систем ребернинга

и низкотоксичных угольных горелок для котлов с камерными топками

 

 

17811

 

 

8906

 

 

- ² -

Демонстрационная установка очистки и обес-серивания газов по технологии LIFАС

 

21394

 

10637

 

- ² -

Промышленная демонстрация системы очистки дымовых газов NOx и SОx

 

66250

 

33125

 

- ² -

Система сухой комбинированной очистки от SO2 + NOx

 

27411

 

13706

 

- ² -

Демонстрация чистой угольной технологии, проект Мilliken

 

158608

 

45000

 

- ² -

Демонстрация технологии сжигания угля со сверхтонким помолом в сочетании с ребернингом на котле 175 МВт для снижения выбросов NOx

 

 

7330

 

 

3515

 

 

- ² -

Технологии углубленной

переработки угля

466726

212393

 

Демонстрация усовершенствованной технологии облагораживания угля

 

69000

 

34500

 

- ² -

Крупномасштабная демонстрация жидкофаз-ного синтеза метанола

 

213700

 

92708

 

9/2000

Проект по частичной газификации угля «ENCOAL mild»

 

72564

 

36282

 

Проект выполнен

Технология самопромывки угля, интегрирующий подход к проблеме экологически чистого использования

 

 

89716

 

 

38039

 

 

- ² -

 

 

Окончание табл. 2.1

 

 

 

Проект

 

Текущая стоимость

 

Текущий вклад

ДОЕ

Состояние работ, пла-

новые сроки завершения, месяц/год

тыс. долл.

Технологии для промышленности

1 118150

219399

 

Усовершенствованная циклонная топка с внутренним контролем выбросов оксидов азота и серы и летучей золы

 

 

985

 

 

490

 

 

- ² -

Печь обжига цемента со скрубберной очисткой газов

 

17800

 

5982

 

- ² -

Новая система очистки газа для реконструкции коксовых печей

 

45240

 

13500

 

- ² -

Система инжекции гранулированного угля

в доменную печь

 

191700

 

31260

 

- ² -

Демонстрация пульсационного процесса для паровой газификации угля

 

37333

 

18667

 

- ² -

Энерготехнологическая схема генерации

 электроэнергии совместно с процессом

восстановления железной руды

 

 

825092

 

 

149500

 

Ведутся переговоры

 

 

Т а б л и ц а  2.2

Краткие сведения о технологиях

 

Проекты

Технологические данные

Прогрессивные электрогенерирующие системы