Екологічні проблеми Української теплоенергетики

Основна частина електроенергії України (близько 70%) виробляється на теплових електростанціях за рахунок спалювання викопного органічного палива. Менш 25% зробленої енергії забезпечується процесами горіння рідкого і газоподібного палива. Інша частина продукції теплоенергетики України визначається процесами горіння твердого палива — вугілля, причому спостерігається тенденція до скорочення споживання мазуту і природного газу і зростанню частки твердого палива, споживаного теплоелектростанціями.

Однак при цьому має місце погіршення якості енергетичних вугіль. За останні 15−20 років зольність твердого палива зросла від 26 до 35−38%, вологість — від 8 до 10%, а теплотворна здатність знизилася до 17−19 МДж/кг. При загальному падінні вироблення електроенергії в Україні частка її виробництва на вугільних електростанціях зростає. Відходи виробництва електроенергії на теплоелектростанціях ускладнюють і без того непросту екологічну ситуацію в країні. Відомо, що загальна маса відходів теплоелектростанції перевищує масу використаного палива за рахунок кисню й азоту повітря, що беруть участь у реакціях горіння. Відходи, що утворилися, надходять в усі геосфери: атмосферу, гідросферу, розміщаються на поверхні літосфери.

Вплив теплоелектростанцій на водяні об'єкти визначається їхнім тепловим забрудненням і скиданням стічних вод. З охолодними водами теплоелектростанції губиться для споживачів і розсіюється в навколишнім середовищі понад 50% енергії органічного палива Таким чином, збільшення частки вугільних теплоелектростанцій у системі енергозабезпечення України з одночасним погіршенням якості використовуваного викопного органічного палива збільшує кількість відходів, що надходять в усі геосфери, і дестабілізує стан навколишнього середовища.

Також, в Україні вирішується питання про зменшення енерговитрат. Так, інститут технічної теплофізики НАН України останні роки займався головним чином розробкою найбільш дешевих і швидковпроваджуванних технологій. Величина енерговитрат багато в чому визначається тим, яким чином здійснюється підведення енергії в ту чи іншу технологію. При звичайному підведенні, як правило, велика частина енергії даремно розсіюється в навколишнє середовище. Для зменшення цих втрат був запропонований новий метод. Суть його полягає в трансформації енергії, що вводиться в гетерогенне дисперсне середовище, не у всьому обсязі апарата, а на границі поділу фаз і в імпульсному режимі. Сьогодні цей широко використовуваний метод одержав назву ДІВЕ. Його застосування на 1- 2 порядки зменшує енерговитрати.

В даний час на основі ДІВЕ створено 26 технологій у 10 різних галузях, що дозволяють заощаджувати 92,5 тис. т у. п. на рік. Сучасні теплові електростанції, газові турбіни, двигуни внутрішнього згоряння й інші теплоенергетичні установки споживають величезну кількість палива тільки для того, щоб покрити великі втрати, що виникають у процесі горіння.

У тепловій машині на одне перетворення енергії більше, ніж при використанні паливного елемента. А оскільки майже у всіх теплоенергетичних установок процес перетворення енергії палива в теплоту супроводжується втратами, обчислювальними багатьма мільярдами тонн умовного палива. На їхнє покриття саме і витрачається додаткова кількість палива. Сьогодні Інститут технічної теплофізики НАН України єдина у світі організація, що володіє новим термохімічним методом підвищення ККД теплоенергетичних установок за рахунок зменшення втрат при горінні.

Інститут технічної теплофізики НАН України запропонував свій шлях рішення даної проблеми. Суть його в наступному. Використовуючи існуючу теплову інфраструктуру на наших чи підприємствах об'єктах комунального господарства, створити таку комбіновану систему, що по ефективності не уступала б західним, а по вартості була б значно нижче. Зробити це можна, пристроюючи газові чи турбіни газомотори до існуючого промисловим і комунальним чи казанам промисловим печам. Подібне дозволить зменшити фінансові витрати на 30- 40%. Зараз в інституту мається багато розробок по прив’язці різних енергоустановок до різних типів казанового устаткування.

У результаті помилкової енергетичної політики, що проводилася в Радянському Союзі, розвиток паливної енергетики зупинився, по суті справи, у 60-х роках. А оскільки в Україні в минулому були зосереджені великі теплоенергетичні об'єкти в різних галузях народного господарства, то при розпаді Союзу нам дісталася в спадщину відстала теплоенергетика.

У результаті ми не маємо сучасних котлів, здатних спалювати низькосортне вугілля, дрова, торф і т.д. Немає в нас високоефективних парових, газових турбін, газифікаторів для одержання газу з вугіль, дров, торфу і т.д. Розрив у розвитку теплоенергетики України і Заходу сьогодні складає 30−40 років, перебороти які в доступний для огляду час навряд чи вдасться. Незважаючи на велике відставання в розвитку української теплоенергетики від західної його все-таки можливо значно скоротити в найближчі 2−3 роки.

Для цього необхідно створити нову стратегію розвитку теплоенергетики України (робити інвестиції в енергозбереження в два три рази ефективніше, ніж у видобуток). На підставі згаданої стратегії підготувати конкретну програму виходу теплоенергетики з кризи, що враховує регіональні особливості всіх областей і районів країни.