Перспективы использования энергетического потенциала отходов промышленной переработки продукции сельского хозяйства
Согласно полученным оценкам производственного потенциала биомассы, важным энергетическим резервом Краснодарского края являются отходы переработки продукции сельского хозяйства, составляющие до 14% в общем биоэнергобалансе края, при этом 96% технологического потенциала отходов переработки сельскохозяйственной продукции приходится на доли мукомольного (79%) и маслобойного (17%) производства.
Оценки себестоимости электроэнергии БиоЭС на отходах переработки продукции зерноводства в Краснодарском крае приведены на рис.
10.10. Расчеты основывались на данных о валовом сборе зерна в регионе и исходили из предположений, что вся сельхозпродукция, произведенная в регионе, в нем же и перерабатывается, и предприятия по переработке расположены примерно равномерно по территории региона. Последнее предположение существенно для оценки отходов топливной составляющей технологии энергопроизводства в части затрат на перевозку отходов мукомольного производства к БиоЭС.
Структура и объем капитальных затрат на возведение энергостанций на отходах мукомольного производства принята аналогичной БиоЭС на отходах зерноводства.
При оптимальной номинальной мощности БиоЭС = 15-20 МВт себестоимость вырабатываемой ею электроэнергии на отходах КРС состав
ляет около 4,6 EURO-центов/кВт • ч. Отметим, что эти показатели на 10 — 12% выше, чем у БиоЭС на отходах зерноводства (5,2 EURO-цен — та/кВт • ч), и выше, чем на наиболее экономичных в настоящее время традиционных ЭС на природном газе, для которых при сегодняшних ценах на газ себестоимость электроэнергии составляет более 6,5 EURO — центов/кВт • ч.
Снижение себестоимости электроэнергии БиоЭС в данном случае достигается за счет уменьшения расходов на транспортировку топлива.
Увеличение мощности БиоЭС свыше 15-20 МВт приводит к незначительному росту всей себестоимости вырабатываемой энергии (с 4,6 до 5,0 EURO-центов/кВт • ч при мощности БиоЭС — 50 МВт).
Как показывают расчеты, при уменьшении номинальной мощности БиоЭС ниже 5 МВт, себестоимость их энергии быстро растет до значений 8-9 EURO-центов/кВт • ч (при мощности 3 МВт), существенно превышая себестоимость традиционных электростанций, работающих на органическом топливе (угле, газе).
Таким образом, в соответствии с проведенными расчетами, оптимальная номинальная мощность БиоЭС на отходах мукомольного производства, с точки зрения минимизации стоимости выработки электроэнергии, должна составлять от 5 МВт и выше.
При этом, ожидаемая трудоемкость производства электроэнергии на БиоЭС данного типа в условиях Краснодарского края составит 0,46 — 0,50 чел. • ч/млн. кВт • ч.
Основные технико-экономические характеристики БиоЭС на отходах переработки зерна в условиях Краснодарского края приведены в табл.10.19.
|
Таблица 10.19 Характеристики БиоЭС на отходах мукомольного производства
|
|
Таблица 10.19 (продолжение)
|
Как видно из табл. 10.19, выработка энергии на БиоЭС, работающих на отходах мукомольно-крупяной, и, как показывает аналогичный анализ, маслобойной промышленности, в условиях Краснодарского края при имеющейся организационно-технической сложности (увеличенный штат сотрудников, содержание автомобильного парка, складского хозяйства и пр.) является, тем не менее, экономически и организационно более выгодной, чем БиоЭС на отходах зернопроизводства и заведомо более выгодной, чем производство энергии на традиционных ЭС на органическом топливе (газе, мазуте, угле).
10.6. Оценка валового, технического и экономического энергетических потенциалов отходов городов и поселений Краснодарского края
Результаты оценки энергетического потенциала органических отходов жизнедеятельности городов и населенных пунктов Краснодарского края приведены в табл. 10.20.
Таблица 10.20
Валовой энергетический потенциал органических отходов жизнедеятельнос-
ти городов и населенных пунктов Краснодарского края [9]
|
№ |
Параметр |
Краснодарский край |
Россия в целом |
|
1 |
Твердые бытовые отходы тыс. т/год |
2234,2 |
55693 |
|
тыс. tv. т./год |
223,4 |
11142 |
|
|
2 |
Осадки сточных вод тыс. т/ год |
484,1 |
13568 |
|
ТЫС. Т V. т/год |
34,6 |
977 |
|
|
Всего:, т/год |
2718,3 |
691260 |
|
|
тыс. т у. т./год |
258,0 |
12119 |
Проведенный анализ показывает, что как оцененные традиционными методами значения валового (258,0 тыс. т у. т.), технического (180,7 тыс. т у. т.) и экономического (134,8 тыс. т у. т.) энергетических потенциалов, так и полученное в работе значение производственного (48,7 тыс. т у. т.) потенциала органических отходов жизнедеятельности
городов и поселений Краснодарского края существенно меньше объемов ожидаемого энергопотребления в крае в 2020 г.
Таким образом, с учетом большой обеспеченности возобновляемыми ресурсами других видов, энергопотенциал отходов городов и поселений не может, по нашему мнению, рассматриваться в настоящее время как важный энергетический ресурс края.
10.7. Оценка и технико-экономический анализ геотермальных ресурсов Краснодарского края
10.7.1. Оценка геотермального потенциала Краснодарского края
Карты исследованных геотермальных месторождений и их геологической «привязки» в Южном административном округе приведены на рис. 10.11.
 |
 |
Черногорская моноклиналь
. г-
Гооная часть Северного Кав. аза Передовая третичная складчатость Южного Дагестана
Рис. 10.11. Геологическая карта геотермальных резервуаров Северного Кавказа
Распределение энергетического потенциала (температур) геотермальных ресурсов в Краснодарском крае приведено на рис. 10.12.
В табл. 10.21 даны основные характеристики разведанных месторождений термальных вод и парогидрпотерм Краснодарского края, находящихся в эксплуатации и подготовленных к разработке (по данным на 1999 г.).
Суммарный тепловой потенциал разведанных месторождений термальных вод и парогидрпотерм в Краснодарском крае составляет около 2,1 млн. Гкал/сут, а энергосодержание находящихся в эксплуатации и
 |
|
Таблица 10.21 Характеристика месторождений термальных вод и парогидрпотерм Краснодарского края
|
подготовленных к разработке геотермальных месторождений на 1999 г. составлял около 244 тыс. Гкал/сут.
Территория Краснодарского края — одна из самых наиболее обеспеченных геотермальными ресурсами в России, расположенными на доступной глубине.
Следует отметить высокую степень изученности характеристик имеющихся в регионе месторождений геотермальных источников, а также наличие пробуренных скважин, позволяющих весьма быструю практическую реализацию геотермальных проектов.
Эти обстоятельства позволяют рассматривать геотермальную энергетику в качестве одной из наиболее перспективных и доходных энергетических отраслей Краснодарского края.
10.7.2. Существующие и перспективные региональные геотермальные энергетические проекты в России и Краснодарском крае
 |
 |
В Краснодарском крае разработан и реализуется ряд энергетически эффективных и инвестиционно привлекательных проектов энергоснабжения на базе геотермальных источников (рис. 10.13).
Разработка проектов проводится при организационном участии и финансовой поддержке Мирового банка и Геофонда, Международной Геотермальной Ассоциации, Немецкой Геотермальной Ассоциации,
Минпромнауки РФ, Минэкономразвития РФ, РАО «ЕЭС России», ОАО ♦ Геотерм», АО «Наука», Администрации Краснодарского края.
Одним из наиболее масштабных является проект перевода энерго — гнабжения города Анапы с топливных (газовых) на геотермальные — нергоносители. В результате осуществления проекта будет создана ювременная достаточно мощная геотермальная система теплоснабжения г. Анапы, использующая существующие тепловые сети и теплообменное оборудование котельных, а в качестве источника тепла — геотермальный теплоноситель. Основными направлениями использования тепловой геотермальной системы станут теплоснабжение и горячее водоснабжение ЖКХ, обогрев тепличных хозяйств, гостиничных и спортивно-оздоровительных комплексов, промышленных и перерабатывающих предприятий города. Общая сумма капиталовложений по проекту составляет 18,2 млн. USD, при этом дисконтированный период окупаемости проекта составит 8,25 лет, а чистый дисконтированный доход составит около 4,7 млн. USD.
Весьма перспективными являются также проекты создания систем геотермального теплоснабжения в городах:
— Апшеронск (тепловая мощность — 41 МВт, стоимость — 14,6 млн. USD, окупаемость — 7,4 г.);
— Горячий ключ (тепловая мощность — 36 МВт, капвложения — 15,0 млн. USD, дисконтированный срок окупаемости — 3,6 года, чистый дисконтированный доход — 6,5 млн. USD);
— Усть-Лабинск (стоимость проекта — 25,1 млн. USD, дисконтированный срок окупаемости — 3,8 года, чистый дисконтированный доход — 11 млн. USD);
— Лабинск (тепловая мощность — 36 100 Гкал/час, электрическая мощность геотермальной электростанции с бинарным циклом — 4 МВт, капвложения — 2600 млн. EURO, дисконтированный срок окупаемости — 2,1 года, чистый дисконтированный доход — 1250 млн. EURO).
10.7.2.1. Проект геотермального теплоэлектроснабжения г. Лабинска
Примером наиболее эффективного комплексного использования геотермальных ресурсов является реализуемый в настоящее время в Краснодарском крае проект создания локальной системы теплоэлектроснабжения г. Лабинска (рис. 10.14).
Целью проекта является создание современной геотермальной системы теплоэлектроснабжения, сокращение выбросов в атмосферу загрязняющих веществ, снижение существующих тарифов на тепловую энергию на 20%.
Проект основан на использовании четырех существующих геотермальных скважин, семи проектируемых скважин, шести проектируе-
|
Рис. 10.14. План-схема системы геотермального теплоснабжения г. Лабинска |
мых скважин обратной закачки, трех геотермальных центральных тепловых пунктов и бинарной электростанции мощностью 4 МВт.
Этапы реализации проекта:
1. Подготовка концепции и бизнес-планы проекта в формате МБРР;
2. Работы по оценке георесурсов и определение объемов работ по геополю;
3. Разработка Feasibility Study и техническое проектирование;
4. Бурение скважины и обустройство геологического поля;
5. Изготовление и поставка оборудования;
6. Строительно-монтажные работы;
7. Пусконаладочные работы.
По имеющимся оценкам типовая скважина для проекта Лабинска имеет следующие характеристики: дебит — 2550-3770 м3/сут., температура — 105 — 117°С, минерализация — 13-15 г/л, давление на устье — 2,5 кг/см2. Прогнозные геотермальные эксплуатационные ресурсы составляют до 40 тыс. м3/сут., или 4200 Гкал/сут. Годовой график нагрузки системы геотермального теплоснабжения г. Лабинска представлен на рис. 10.15.
Энергия геотермального тепла максимально используется для теплоснабжения жилищно-коммунального хозяйства, обогрева тепличных хозяйств, гостиничных комплексов, больниц, горячих плавательных и бальнеологических бассейнов, а также производственных нужд сахарного завода и других предприятий.
|
Рис. 10.15. Годовой график нагрузки системы геотермального теплоснабжения г. Лабинска |
Включение в проект бинарной электростанции позволяет значительно повысить эффективность всего проекта за счет использования геотермального тепла для выработки электроэнергии в летний сезон.
Основные планируемые показатели проекта:
годовая выработка тепловой энергии — 250 тыс. Гкал/год; расчетная стоимость тепловой энергии — 400 руб. (14,4 USD); капитальные затраты — 33,1 млн. USD; срок окупаемости — 4-5 лет;
годовая экономия органического топлива — до 50 тыс. т у. т.
10.7.2.2. Проект геотермального теплоэлектроснабжения г. Усть-Ла- бинска
Целями проекта являются перевод существующего теплоснабжения города на надежное и экологически чистое геотермальное теплоснабжение; частичное обеспечение электроснабжения за счет собственной генерирующей установки; улучшение экологической обстановки в районе; создание условий для развития производства сельхозпродукции и сооружения социально-бытовых объектов.
План, принципиальная схема и годовой график тепловой нагрузки использования геотермальных ресурсов для тепло — и электроснабжения г. Усть-Лабинска, приведены на рис. 10.16; 10.17 и 10.18.
Этапы реализации проекта:
1. Проведение проектно-изыскательских работ;
2. Бурение и обустройство 8 геотермальных скважин;
3. Сооружение магистральных тепловых сетей;
4. Сооружение геотермального центрального теплового пункта (Ге-
оЦТП);
|
Рис. 10.16. План-схема системы геотермального теплоснабжения г. Усть-Лабинска |
|
Рис. 10.17. Принципиальная схема использования геотермальных ресурсов для тепло-и электроснабжения г. Усть-Лабинска (tne < + 8С) |
5. Сооружение электростанции с бинарным циклом (БЭС). Основные планируемые показатели проекта:
суммарные капиталовложения — 23,6 — 25,1 млн. USD; полезный отпуск тепловой энергии — 150 тыс. Гкал/год; полезный отпуск электроэнергии — 10,0 млн. кВт /час в год; чистый дисконтированный доход — 9090 — 11000 млн. USD; утренняя норма окупаемости — 19,2%; индекс доходности — 1,39;
дисконтированный срок окупаемости — 4-6 лет с момента пуска.
|
Рис. 10.18. Годовой график тепловой нагрузки системы геотермального теплоснабжения г. Усть-Лабинска |
Планируемые источники финансирования геотермального проекта г. Усть-Лабинска: акционерный капитал — 9050 тыс. USD; заемные средства — 13000 тыс. USD; грант ГеоФонда — 1500 тыс. USD.