+7 (495) 137-77-70vti@vti.ru

Интервью заведующего лабораторией специальных котлов ОАО «ВТИ» д.т.н. Г.А. Рябова «Пути декарбонизации в энергетике»

- Георгий Александрович, какие тенденции, на Ваш взгляд, превалируют в последнее время в мировой энергетике?

- Я бы выделил четыре наиболее важные тенденции:

  • максимальная эффективность использования органических топлив, повышение КПД выработки электроэнергии и тепла с использованием паросилового цикла и парогазовых установок, а также технологий внутрицикловой газификации и технологий переработки твердых топлив с получением полезных продуктов;
  • максимальная экологическая чистота, включая как традиционные нормируемые вредные газовые выбросы, так и удаление парниковых газов;
  • максимальное использование отходов производств, отвечающее требованиям циркулярной экономики, использование биомассы, как нейтрального по СО2 топлива, утилизация отходов при производстве электроэнергии и тепла;
  • дигитализация при производстве электроэнергии и тепла, обеспечивающая маневренность и достижение минимальных нагрузок, предиктивный анализ состояния оборудования.

 - С учетом климатических изменений, вопросы снижения выбросов парниковых газов выходят на первый план. Какое Вы видите решение этой первостепенной задачи?

- Увеличивающаяся доля возобновляемых источников (ВИЭ) не означает отказа от традиционной энергетики, так как для надежной работы энергосистемы требуется по меньшей мере 8 МВт мощности этих источников на каждые 10 МВт ВИЭ. При этом всегда на первом месте будет обеспечение энергетической безопасности. В ряде последних отчетов и публикаций Международного энергетического агентства показано, что угольная энергетика по-прежнему должна оставаться и может стать мостом к декарбонизации за счет использования указанных выше принципов и в дальнейшем — внедрения технологий улавливания, использования и захоронения СО2 (CCUS).

В краткосрочной перспективе основным способом существенного снижения выбросов CO2 в атмосферу от угольных ТЭС достигается за счет комбинированной выработки электроэнергии и тепла. ОАО «ВТИ», ОАО «ЭМАльянс», АО «Теплоэнергосервис», АО «Институт Теплоэлектропроект» и ФГБОУ ВО «НИУ «МЭИ» выполнили «Разработку угольных энергоблоков ТЭЦ нового поколения мощностью 100–120 МВт с повышенными технико-экономическими параметрами для перспективного замещения действующего оборудования или нового строительства». Результаты работы показали, что угольная ТЭЦ обеспечивает повышение КПД при работе в конденсационном режиме более чем на 4,5 %, снижение удельного расхода топлива на выработку электроэнергии при тепловом потреблении на 6 %, снижение вредных выбросов в 2–10 раз по сравнению с существующими ТЭЦ.

Первостепенной задачей в области угольной генерации России по-прежнему остается создание и освоение угольных энергоблоков на суперкритические параметры пара (СКП). Для такого блока силами ОАО «ВТИ», ОАО «ЦКТИ» и ОАО «ЦНИИТМАШ» совместно с энергомашиностроительными заводами еще в начале этого века были разработаны основные технические решения для котельной и турбинной установок, выполнены варианты компоновки блока в целом. Блоки 660–800 МВт с давлением острого пара 28 МПа и температурой перегрева 600/600 °С обеспечивают КПД нетто 44,5–45,4 %.

 - Георгий Александрович, расскажите об уникальном опыте ОАО «ВТИ» в области технологий улавливания, захоронения и использования СО2.

- ОАО «ВТИ» совместно с ОАО «Подземгазпром», институтом нефти и газа им. Губкина выполнил первое в России комплексное исследование по улавливанию, захоронению и использованию СО2. Были подготовлены предложения по созданию пилотной установки с улавливанием СО2 и его использованию для закачки в истощенные нефтяные скважины, также определены возможности геологического захоронения вблизи наиболее крупных эмитентов СО2.
ОАО «ВТИ» выполнил ряд расчетных исследований сжигания в среде кислорода с рециркуляцией СО2 для пылеугольных котлов и котлов с ЦКС. Выполнены первые в РФ исследования кинетики выгорания углей в среде кислорода и CO2.
Выполнен ряд расчетных и экспериментальных исследований по улавливанию диоксида углерода из газов газификации воздушного дутья и из дымовых газов ТЭЦ с использованием высокотемпературных кальциевых циклов.
Важными являются разработки ОАО «ВТИ» в области полезного использования СО2, которые могут быть использованы в полномасштабных проектах улавливания СО2 из дымовых газов ТЭС.
Многочисленные фундаментальные исследования выполнены ОАО «ВТИ» в области гидродинамики связанных между собой реакторов с кипящим и циркулирующим кипящим слоем. Проведенные ОАО «ВТИ» первые исследования условий движения бинарных смесей частиц песок — оксиды металлов открыли новую область исследований гидродинамики топочных контуров и связанных между собой реакторов.
Для достижения снижения углеродного следа в продукции (от электроэнергии и тепла до химикатов, стали, цемента, использующих эту энергию), в первую очередь, совершенно необходимо внедрение установок с высокой эффективностью и низкими вредными выбросами, включая угольную ТЭЦ нового поколения. Эти разработки находятся в стадии готовности к рабочему проектированию и изготовлению. Необходимо резко усилить направления улавливания, захоронения и использования СО2. В этих областях знаний ОАО «ВТИ» обладает достаточной компетенцией, выполнив еще 12 лет назад первые в РФ исследования. Необходимо разработать государственную программу декарбонизации в энергетике, уделив повышенное внимание разработке и внедрению пилотных установок в 2023–2024 годах.

23.03.2022