Assessment of the Innovative Component of New Energy Technologies by the Example of TuvIENR SB RAS Developments

По данным Министерства энергетики Республики Тыва на 90% территории республики используются децентрализованные источники энергоснабжения. На этих удаленных территориях проживает более 70% населения. Энергоснабжение таких населенных пунктов осуществляется за счет привозного жидкого топлива и каменного угля. В новых экономических условиях в связи со значительным увеличением стоимости жидкого топлива становится актуальной задача перевода удаленных потребителей на более дешевое местное топливо.

Увеличение потребления ископаемых углей с использованием традиционных энергетических технологий будет сопровождаться ростом экологической нагрузки на окружающую среду, поскольку при сжигании и переработке угля образуется больше вредных побочных продуктов, по сравнению с нефтью и газом. Снижение вредных выбросов в атмосферу, охрана окружающей среды, рациональное использование энергетических ресурсов – одна из важнейших социальных и экономических проблем. Уменьшение ущерба окружающей среде от угольной энергетики может быть достигнуто путем перехода к использованию экологически более безопасных видов топлива угольного происхождения. Кроме того, внедрение перспективных технологий комплексной энергохимической переработки углей увеличивает экономическую эффективность применения угольного сырья [1].

Комплексная энергохимическая переработка каменных углей представляется более высокой технической ступенью производства и согласуется с принципами экологически щадящей, социально-приемлемой и застрахованной от кризисов энергетической политики, которая предполагает оптимальное использование энергоресурса топлива путем предварительного извлечения из него всех ценных веществ с последующей газификацией или сжиганием углеродсодержащих остатков.

Основными недостатками известных технологий химической переработки углей являются относительно низкая производительность и жесткие условия их осуществления (высокие температуры и давление) [4].

Уникальный объект: подземный пожар угольного месторождения

Предприятие подземной газификации угля (ПГУ) может рассматриваться как экологически чистое, вследствие безотходности и максимальной комплексности извлечения и переработки продуктов ПГУ. При ПГУ исключается заметное нарушение и засорение плодородного слоя земной поверхности, а при сжигании газа ПГУ не возникает проблем с золоудалением и отчуждением земной поверхности под складирование угля и золы. Экологически чистым является не только само предприятие ПГУ, но и получаемый энергоноситель [2].

На территории республики Тыва существует уникальный объект – подземный пожар пласта Улуг Эрбекского угольного месторождения. Эрбекское месторождение в республике Тыва отрабатывалось с 1939 года. В ноябре 1950 года в штольне произошел взрыв угольной пыли и возник пожар. Выгорание каменного угля продолжается до настоящего времени. Участок выгорания пласта Улуг расположен на правом обрывистом берегу р. Енисей в 20 км юго-западнее г. Кызыла, в 5 км от поселка Эрбек. Расстояние от асфальтовой дороги 500 м.

В соответствии с термографической съемкой (Шибанов В.М.,1992) и последними контрольными измерениями [3] район подземного пожара характеризуется высокими значениями тепловых потоков.

На поверхности почвы зафиксированы температуры, достигающие значений 440 градусов Цельсия.

На поверхности явно определяются области развития трещин, по которым наблюдаются паро-газовые эманации. Над трещинами с повышенными температурами ощущается мощный тепловой поток, породы сильно прогреты в непосредственной близости от трещин (до 20 см от края трещины) до температуры от 30 до 120 градусов в зависимости от величины теплового потока.

По данным геологических исследований прогнозируемая предельная граница возможного выгорания пласта ограничивается разломом северо-восточного простирания и положением статического уровня воды. По прогнозу, возможно, выгорит около 600 тыс. тонн угля на глубине 20–100 м, что по времени составит от 40 до 60 лет [7].

Направления использования энергетических возможностей: 1-й вариант, …

Предлагаемые варианты использования энергетических возможностей месторождения предполагают применение установок генерации тепло- и электроэнергии от тепла пожара или путем подземной газификации каменного угля месторождения.

Наиболее дешевый вариант использования тепла подземного пожара – это строительство тепличного комплекса с использованием получаемого тепла для его отопления. Теплогенераторная установка может быть выполнена в виде трубчатого теплообменника, расположенного на поверхности в месте максимального теплового потока, подключенного к паротурбинному комплексу. По теплообменнику подается охлажденная оборотная вода. Под воздействием высокой температуры (до 450 градусов Цельсия) вода испаряется. Перегретый пар поступает в турбину, где срабатывается, конденсируется и подается в отопительную систему тепличного хозяйства, расположенного рядом с комплексом.

Выработанная теплоэнергия потребляется тем же потребителем, излишки подаются в систему теплоснабжения расположенного рядом села Эрбек.

На первом этапе возможно изготовление и монтаж всего комплекта нестандартного оборудования на месте. Число работников предприятия на этом этапе 8–12 человек. Монтаж теплообменного оборудования должен быть осуществлен на открытой площадке с теплоизоляцией контура. Объем необходимых инвестиций составит 7,5 млн руб.

Технико-экономические показатели комплекса (см. табл. 1 ниже и графике на с. 161) позволяют уверенно говорить о хорошей инвестиционной привлекательности проекта.

Таблица 1

Интегральные показатели эффективности проекта по организации тепличного хозяйства (1га)

График. Предполагаемая динамика получения доходов от проекта

…2-й вариант

Второй вариант более дорогой, поэтому рассматривается как второй этап строительства комплекса.

Этот вариант отличается от первого тем, что теплообменники выполняются в виде обсадных скважин глубиной от 20 до 100 метров. Скважины выполняются герметичными, в них подается оборотная вода и отводится пар. Стоимость всего комплекса больше, однако, производительность его увеличивается за счет интенсификации теплообменных процессов. Затраты по этому варианту оцениваются в 48–62 млн руб., в зависимости от мощности комплекса. Поскольку этот вариант предполагается осуществлять как второй этап строительства комплекса, то его можно осуществить за счет прибыли работающего объекта в рамках его модернизации.

На этом этапе возможно создание дополнительных рабочих мест (32–40). Комплекс сможет обеспечить потребности республики в сельскохозяйственной продукции в течение всего года. Рассматриваемый проект имеет важное социальное значение для Кызылского кожууна и республики в целом.

Проект позволит создать 44 новых рабочих места в наукоемкой сфере экономики республики, решить проблемы производства продуктов питания и энергоснабжения населенного пункта Эрбек, а в дальнейшем и других населенных пунктов республики.

Рассматриваемое в проекте предприятие будет создано для организации производства сельскохозяйственной продукции. Брутто – площадь теплиц составляет 1 га.

При выходе на полную производственную мощность предприятие обеспечит поступление налоговых отчислений в бюджет на сумму около 8,48 млн руб. в год.

Анализ эффективности проекта освоения производства с/х продукции представлен в табл. 2 (см. на с.162-163)

В целом объем продаж с/х продукции находится выше точки безубыточности. Это означает, что деятельность, связанная с производством и реализацией готовой продукции способна приносить стабильную прибыль.

Предполагаемая эффективность проекта

На основании основных показателей экономической эффективности проекта, приведенных выше, проект представляется привлекательным и целесообразным для финансирования. Уточним конкретные показатели:

– чистый дисконтированный доход больше нуля и через 5 лет оставит 2,2 млн руб., к концу 10 года этот показатель вырастет до 37,9 млн руб.;

– внутренняя норма доходности проекта (ВНД) составит 36%, что свидетельствует об экономической эффективности проекта;

– дисконтированный срок возврата инвестиций составит 5,8 лет, срок возврата инвестиций с момента финансирования – 5 лет;

– существует социальная значимость реализации данного проекта. Помимо создания рабочих мест на базе нового производства (8 человек в первый год работы и до 20 человек – в последующие годы по первому варианту проекта), внедрение проекта позволит следовать стратегическим ориентирам в содействии социальному и экономическому развитию Республики и позволит существенно продвинуться в достижении определенных на среднесрочную перспективу целей бюджетной политики;

– проект обладает высокой бюджетной эффективностью: с учетом возврата кредита чистый денежный поток составит к концу 5-го года более 28 млн руб.;

– на сегодняшний день серьезных нетехнических рисков, которые затрагивают непосредственно рассматриваемый проект и на которые следовало бы обратить внимание не выявлено.