Энергоэффективность и энергосбережение: обзор основных российских тенденций

   В истекший период были созданы научные основы, разработаны технологии и опытно-промышленные образцы оборудования и материалов, включая:

1)новые эффективные методы разведки полезных ископаемых;

2)научные основы транзита энергоресурсов в сложных климатических и ландшафтно-географических условиях;

3)технологии и опытно-промышленное производство по переработке углеводородных ресурсов;

4)производственные комплексы по разработке нефтяных месторождений с низкопроницаемыми структурами;

5)перспективные технологии и новые виды электротехнического оборудования для передачи, распределения и потребления электрической энергии;

6)установки энергетического и транспортного назначения, работающие на альтернативном топливе;

7)модельный ряд когенерационных установок (мини-теплоэлектроцентрали) модульного типа;

8)энергосберегающие и экологически безопасные осветительные приборы нового поколения на светодиодах и безртутных газоразрядных лампах;

9)технологические основы элементов системы теплоснабжения нового поколения, обеспечивающие существенное снижение энергетических потерь;

10)опытно-промышленное производство энергетических установок на топливных элементах (твердополимерных и твердооксидных) для автономной, резервной, аварийной энергетики и транспортных средств;

11)технологии и оборудование для использования низкопотенциальных геотермальных ресурсов.

     В качестве приоритетных направлений научно-технического прогресса в энергетическом секторе могут быть выделены следующие.

По направлению "Развитие сырьевой базы топливно-энергетического комплекса" - разработка инновационных технологий, обеспечивающих воспроизводство запасов (ресурсов) топливно-энергетических ресурсов, повышение достоверности прогноза перспективных объектов, резкое снижение затрат времени на поиск и разведку месторождений на морских акваториях.

 

По направлению "Нефтяной комплекс":

увеличение коэффициента извлечения нефти на разрабатываемых и вводимых в разработку месторождениях, в том числе нетрадиционных видов углеводородного сырья - тяжелой (высоковязкой) нефти и природных битумов;

внедрение современных методов увеличения нефтеотдачи;

создание и широкое применение отечественных программно-аппаратных комплексов, оборудования и приборов для моделирования и управления геолого-техническими мероприятиями в процессе разработки месторождений;

научно-технологическое обеспечение повышения качества светлых нефтепродуктов (в том числе с учетом требований международных стандартов);

внедрение технологий и оборудования для малотоннажного производства синтетического жидкого топлива в местах добычи попутных нефтяных газов, а также в изолированных месторождениях природного газа.

 

По направлению "Газовая промышленность":

разработка и освоение технологических комплексов по бурению и добыче углеводородов на континентальном шельфе арктических морей;

создание отечественного оборудования, технологий и материалов для повышения надежности скважин, вскрытия пластов, в том числе залежей низконапорного природного газа;

вовлечение в хозяйственный оборот нетрадиционных запасов природного газа;

создание отечественного оборудования, технологий и материалов для строительства и эксплуатации магистральных трубопроводных систем повышенных параметров и распределительных сетей из полимерных материалов;

разработка и создание оборудования, в том числе для объектов добычи с целью переработки "сырых" продуктов, извлечения высокоэкономичных компонентов (этан, гелий), получение моторного топлива, производство водорода.

 

По направлению "Угольная промышленность":

повышение качества геолого-разведочных работ (включая внедрение современных методов трехмерного моделирования);

повышение уровня развития материально-технической и научно-исследовательской базы по охране труда, предупреждению и ликвидации аварий в угольной промышленности (включая автоматизацию производственных процессов по добыче угля, разработку новых технологий и оборудования для эффективной дегазации угольных пластов, разработку оборудования и средств защиты от взрыва метана и угольной пыли);

разработка и внедрение системы мер по повышению качества угольной продукции (включая широкое использование техники и технологий, обеспечивающих повышение качества добываемого угля, разработку и применение эффективных технологий обогащения угля, создание оборудования для производства, транспортировки и хранения стандартизованного угольного топлива);

коренное техническое перевооружение угледобывающего производства (включая оснащение разрезов высокопроизводительной горнотранспортной техникой непрерывного и циклического действия, в том числе для селективной отработки угольных пластов, обеспечение развития технологии подземной угледобычи с преимущественным использованием очистных механизированных комплексов и проходческого оборудования нового технического уровня, а также короткозабойной технологии с применением комбайнов непрерывного действия и самоходных средств транспортировки угля);

развитие производства жидких и газообразных продуктов глубокой переработки угля, комплексного использования сопутствующих ресурсов и отходов переработки угля.

 

По направлению "Электроэнергетика":

создание газотурбинных установок мощностью 300 - 350 МВт и на их основе высокоэффективных конденсационных парогазовых установок мощностью 500 - 1000 МВт, работающих на природном газе, с коэффициентом полезного действия выше 60 процентов;

создание типовых модульных когенерационных парогазовых установок мощностью 100 и 170 МВт с коэффициентом полезного действия 53 - 55 процентов на теплоэлектроцентралях;

создание экологически чистых угольных конденсационных энергоблоков на суперсверхкритические параметры пара с коэффициентом полезного действия 43 - 46 процентов мощностью 660 - 800 МВт;

создание экологически чистых парогазовых установок с коэффициентом полезного действия 50 - 52 процента и парогазовой установки на угольном синтез-газе;

разработка, создание головных образцов и освоение энерготехнологических комплексов совместной выработки электроэнергии и синтетического жидкого топлива при работе на газообразном и твердом топливе;

создание электрического транзита ультравысокого напряжения постоянного и переменного тока Сибирь - Урал - Европейская часть России;

создание проводников с использованием новых композитных материалов, позволяющих увеличить токонесущую способность, уменьшить затраты на сооружение линий электропередачи, уменьшить потери в сетях;

широкое развитие распределенной генерации;

развитие силовой электроники и устройств на их основе, прежде всего различного рода сетевых управляемых устройств;

создание высоконадежных магистральных каналов связи между различными уровнями диспетчерского управления и дублированных цифровых каналов обмена информацией между объектами и центрами управления;

создание и широкое внедрение централизованных систем противоаварийного управления, охватывающих все уровни Единой энергетической системы России;

создание автоматизированных систем управления спросом на электроэнергию;

создание комплекса высокоэффективного экологически чистого силового гидроэнергетического оборудования для приливных электростанций и средств их сооружения с помощью наплавных блоков;

создание централизованной системы контроля безопасности напорных гидротехнических сооружений на гидрогенерирующих электростанциях и каскадов гидрогенерирующих электростанций на основе компьютерных систем диагностики гидротехнических сооружений;

создание гибридной парогазовой установки;

развитие технологий производства водорода (в том числе жидкого) из воды с использованием электроэнергии от атомных, тепловых электростанций и возобновляемых источников энергии;

создание водородных систем аккумулирования энергии и покрытия неравномерностей графика нагрузки с коэффициентом рекуперации электроэнергии не менее 50 процентов для атомных электростанций, угольных тепловых электростанций и энергоустановок с использованием возобновляемых источников энергии.

 

По направлению "Ядерно-топливный цикл и атомная энергетика":

модернизация и обновление мощностей атомных электростанций с реакторами на тепловых нейтронах;

создание экспериментальных и коммерческих атомных электростанций с реакторами на быстрых нейтронах;

создание нового поколения водо-водяных энергетических реакторов со сверхкритическими параметрами пара и регулируемым спектром нейтронов;

отработка вопросов эксплуатации и замыкания топливного цикла, разработка технологий и создание предприятий замыкания топливного цикла, обеспечивающих топливообеспечение атомных электростанций с учетом интегрального и годового потребления природного урана, объема разделительных работ, параметров воспроизводства топлива, удельной напряженности топлива в реакторах на быстрых нейтронах, а также вопросов безопасности;

разработка инновационных технологий переработки отходов и замыкания ядерного цикла с приближением к радиационно-эквивалентному захоронению радиоактивных отходов;

овладение энергией термоядерного синтеза на базе отечественных инновационных технологий и продуктивного международного сотрудничества.

По направлению "Теплоснабжение":

создание и широкое внедрение комплекса технологического оборудования на модульной основе для нового строительства и перевода существующих источников теплоснабжения на когенерационную основу;

создание технологического оборудования и автоматизированных систем контроля и управления теплопотреблением;

разработка и предпочтительное использование для теплоснабжения эффективных парогазовых (газопаровых) технологий с впрыском пара;

развитие и применение технологий утилизации теплоты конденсации водяных паров дымовых газов;

разработка технологий низкотемпературного комбинированного теплоснабжения с количественным и качественно-количественным регулированием тепловой нагрузки с децентрализацией пиковых тепловых мощностей;

создание комплекса технологического оборудования и разработка типовых технических решений по использованию тепловых насосов в системах теплоснабжения в крупных городах и городских образованиях;

создание взаимосвязанного комплекса технологических подсистем в объединенной системе централизованного теплоснабжения и централизованного холодоснабжения крупных социальных и промышленных потребителей тепла и холода;

создание телекоммуникационных систем централизованного технологического управления крупными системами теплоснабжения с использованием высоконадежных исполнительных механизмов и технологий геоинформационных систем;

совершенствование технологий промышленного производства теплопроводов с предварительно нанесенным антикоррозийным покрытием, тепло-, гидроизоляцией и дистанционной диагностикой состояния, регулирующих и запорных устройств с автоматическим приводом, а также монтажа из них тепловых сетей;

разработка и внедрение адаптивных схем и интеллектуальных систем регулирования, конструкций и оборудования для систем отопления и горячего водоснабжения.

 

По направлению "Возобновляемые источники энергии и местные виды топлива":

развитие технологий использования возобновляемых источников энергии, а также многофункциональных энергетических комплексов для автономного энергообеспечения потребителей в районах, не подключенных к сетям централизованного энергоснабжения;

освоение эффективных технологий сетевого электро- и теплоснабжения на базе возобновляемых источников энергии;

отработка технологий комбинированного использования возобновляемых источников энергии, а также технологий компенсации неравномерности выдачи мощности генерирующими объектами на основе энергии ветра и приливов;

расширение производства и использования новых видов топлива, получаемых из различных видов биомассы.

 

 

 

 

Заключение.

1-2 ноября 2012 года в Москве прошла  III ежегодная конференция Энергоэффективность и энергосбережение :курс на снижение энергоемкости.

Подводя итоги трех лет, в следовании курсу правительства Российской Федерации на Энергосбережение и Энергоэффектиктивность отмечаются как успехи, так и проблемы практической реализации, которые требуют обсуждения и поиска решений. Нельзя не отметить, что снижение энергоемкости происходит преимущественно за счет развития неэнергоемких отраслей промышленности и сферы услуг. 
 
Развитие направления энергоэффективности и энергосбережения замедляется в основном за счет недостатка опыта в разработке и реализации проектов, недостатка финансирования, организационной и координационной системы. Располагая одним из самых больших потенциалов в повышении энергетической эффективности в мире, Россия имеет ряд актуальных вопросов, которые на сегодняшний день остаются открытыми, требуют тщательной доработки.