3. Роль паливно-енергетичного комплексу в економіці України і шляхи виходу галузі з кризи

Науково-технічний прогрес, поліпшення якості продукції, поліпшення умов праці, інтенсифікація всього суспільне виробництво визначаються розвитком енергетики країни, основою якого є паливна база. Тому закономірно, що у всіх розвитих країнах інвестиції в паливно-енергетичний комплекс складають приблизно 40 % сумарних капітальних вкладень у промисловість.

Темпи росту паливно-енергетичного комплексу України за останнє десятиліття за всіма показниками не сприяли підвищенню електроємності національного прибутку і валового суспільного продукту

Високими темпами росте потреба в різних видах енергії і палива, хочав основному використовуються такі види енергетичних ресурсів, як нафта, природний газ, ядерне паливо і навіть вугілля.

Розміщення підприємств важкої індустрії, де витрати на пальне складають значну частину собівартості готової продукції, знаходиться підвеличезним впливом енергетичного фактора. Переробка палива – основа формування промислових комплексів, особливо нафто- і вуглехімічних. Велику роль грає паливо якрайоновиробничий фактор .Вплив його тим більший, ніж могутніше запаси і високі техніко-економічні показники ресурсів палива. Дешевепаливо сприяє розвиткупаливовмістких виробництв, формує спеціалізацію господарства району. Умісти з тим слід зазначити, що паливо використовується також в енергетику і є сировиною для одержання різноманітних коштовних продуктів. Наприклад, з нафти одержують не тільки паливні матеріали, але і різні олії і матеріали, що змазують, пластмаси, що миють речовини ,синтетичні волокна, добрива. З природного газу роблять синтетичні спирти і білкові препарати, виділяють сірку. Вугілля є коштовним джерелом для одержання пластмас ,бензину й інших продуктів виробництва.

У структурі промисловостіУкраїни на частку паливної приходиться 15% вартості основних фондів і майже 8% середньорічної чисельності промислово-виробничого персоналу. Паливно-енергетичний комплекс робить 11%вартості промислової продукції України.

У 50-80 рокахв Україні поступово ріс видобуток палива, особливо газу. У структурі витрати палива початку знижуватися частина вугілля і нафти і збільшуватися газу. У 80-і роки частка газу в структурі паливного балансу також як і нафта початку знижуватися .

Загальний видобуток палива в Україні ріс до 1987р. Однак, в останні роки, абсолютні розміри видобутку палива почали знижуватися. Це порозумівається головним чином погіршенням гірничо-геологічних умов видобутку вугілля в Донбасі, нестабільністю роботи вугільної, нафтової і газової промисловості, важким фінансово-економічним положенням країни в цілому.

Збільшення витрат на видобуток і транспортування палива вимагає обґрунтування економічної доцільності розробки тих чи інших родовищ. Для їхнього визначення в енергоекономічних розрахунках використовують показники кінцевих витрат, що дають можливість виявити в розрізі України і її економічних районів суспільно виправданий верхній рівень витрат, необхідних для одержання окремих видів палива. Так, на підставі кінцевих витрат установлюють рівень енергозабезпечення України в цілому і її окремих економічних районів.

Удосконалення паливного балансу України порозумівається насамперед значною диференціацією рівнів забезпечення паливом окремих районів, діаметрально протилежним у районах видобуткуі витрати палива. Тому в перспективі необхідно вирішувати подвійне завдання: удосконалювати галузеву і територіальну структуру паливного балансу, а також реконструювати розташування основних споживачів палива. Останнє позначає, що зниження енергоємності матеріального виробництва в енергодефіцитнихрайонах є одним з найважливіших завдань збалансованості видобутку і витрати палива в регіональному плані. Що стосується удосконалення структури паливного балансу, то в перспективі для західних і південних районів України самими ощадливими будуть електроенергія АЕС, а для східних районів – вугілля Донбасу.

ТЕК - складна міжгалузева система видобутку і виробництва палива й енергії, транспортування, розподіли і використання. У його склад входять паливна промисловість (нафтова, газова, вугільна, сланцева, торф'яна) і електроенергетика, тісно зв'язана з усіма галузями народного господарства.

Проблема забезпечення української економіки енергоносіями — одна із самих хворобливих. Газ, нафта, вугілля і навіть електроенергія приходиться імпортувати. Щорічно на це затрачається близько 8 млрд. діл., на що йде 2/3 усього товарного експорту. Дефіцит енергоносіїв спричиняє шлейф тяжких наслідків: недобір врожаю, систематичне відключення населених пунктів від електропостачання і т.д. Тому проблема вимагає кардинального рішення.

На сучасному етапі економічного розвитку найважливіша – паливно-енергетична проблема. Успішний її дозвіл визначає можливості, темпи і напрямок економічного і соціального розвитку. Значення палива для економіки будь-якої країни велико: без нього неможливий виробничий процес, робота промисловості, сільського господарства і транспорту.

Основними первинними джерелами енергії на сучасному етапі є нафта, вугілля, природний газ, гідроенергія, а також швидко росте значення атомної енергії. Частка інших джерел (дрова, торф, енергія сонця, вітри, геотермальна енергія) у загальному енергоспоживанні складає лише кілька відсотків.

Протягом декількох останніх десятиліть теплоенергетиці в нашій країні не приділялося належної уваги. Ефективність використання палива практично у всіх теплоенергетичних установках значно нижче, ніж на Заході. Так, КПД енергоблоків, що роблять електроенергію, на 7 – 10% нижче, ніж у США чи Німеччині.

Втрати енергії палива в газових турбінах, двигунах внутрішнього згоряння на 5 13% вище, ніж у закордонних. Теплові втрати в наших промислових печей у 1,5 2 рази більше, ніж у західних. Але не тільки відсутність належної уваги привело українську теплоенергетику в настільки жалюгідний стан. Багато років ціни на паливо були штучно занижені. У колишньому Радянському Союзі практично були відсутні які-небудь економічні стимули для економії палива. Можна навіть сказати, що економічного фактора в розвитку теплоенергетики реально не існувало.

Тепер у нашій країні інше положення. Ціни на паливо в порівнянні з тими, що булив СРСР, стали в кілька разів вищі. Свого палива не вистачає, і велику частину його приходиться закупляти за валюту за кордоном. Паливна складова собівартості практично всіх товарів, вироблених в Україні, виросла майже в три-чотири рази, на 30 - 70% упав їхній експортний потенціал. Здавалося б, така ситуація повинна викликати могутній імпульс для швидкого впровадження нових енергозберігаючих технологій у народне господарство.

Однак сьогодні, як і до стрибка цін на паливо, ефективність виробництва електроенергії і теплоти поки залишається на колишньому рівні: ККД теплових електростанцій низькі 35 – 39% (у вугільних і того менше), 60 – 80% енергії палива промислові печі даремно викидають в атмосферу, енергія більшості органічних відходів промисловості і сільського господарства практично не використовується і т.д.

У результаті в Україні склалася парадоксальна ситуація. З одного боку, значний ріст цін на паливо, низька ефективність його використання створили могутній економічний стимул для впровадження нових енергозберігаючих технологій у практику. З іншої в ряді інститутів нагромадилося багато нових розробок, упровадження яких могло б істотно скоротити витрата палива в Україні. Але, як і колись, більшість з них залишаються незатребуваними. Неозброєним поглядом видно: дія економічного стимулу штучно блокується. Цьому, головним чином, сприяє те, що в умовах вкрай обмежених фінансових ресурсів у правовому полі України панує суб'єктивний фактор.

Сьогодні вільний ринок нових розробок у країні відсутній. Його, по суті, замінили своєрідним механізмом силового проштовхування яких-небудь розробок переважно за допомогою адміністративно-командної системи. Інакше не можна пояснити той факт, що ще і сьогодні основні фінансові потоки обходять стороною головні джерела втрат палива в Україні. З його загального споживаної кількості 70% йде на таке виробництво теплоти в промислових і комунальних котельнях, при якому виробляти додаткову електроенергію немає ніякої можливості.

Подальше штучне ігнорування економічних стимулів розвитку теплоенергетики може серйозно підірвати енергетичну безпеку України. Потрібна інша державна енергетична політика, що дозволила б закріпити нові правила гри на ринку науково - технічних розробок. Головним пріоритетом у новій державній енергетичній політиці на даному етапі повинні стати проблеми теплоенергетики. Саме тут (і про це не слід забувати) лежать основні фінансові ресурси, що можуть бути вивільнені за рахунок підвищення ефективності використання палива. Назвемо деякі з них.

1. Сьогодні теплоенергетичні установки України споживають у рік вугілля, мазуту і природного газу таку кількість, що еквівалентно 162 млн. т у.п. Це наносить Україні колосальний фінансовий збиток, оскільки паливо нам доводиться закупляти за міжнародними цінами. Корисної ж енергії ми одержуємо в 1,2 – 2 рази менше, ніж на Заході. Якби удалося хоча б на 1% підвищити ефективність використання палива українськими теплоенергетичними установками, то втрати можна було б скоротити на 100 млн. доларів США.

2. Якщо порівнювати питоме споживання енергії на одиницю виробничої продукції, то виявляється, що в Україні воно в 3 – 4 рази вище, ніж на подібних підприємствах у Західній Європі. Така велика різниця в енерговитратах свідчить не тільки про низьку ефективність української теплоенергетики, але ще і про наявність тут великих резервів для економії палива.

3. Сьогодні наші ТЭЦ по ефективності використання палива набагато уступають західним. Ці електростанції наносять великий економічний і екологічний збиток: їм приходиться працювати на низькосортних вугіллях, зольність яких перевищує 35%, витрачати на підсвічування багато мазуту і природного газу. Якби дану проблему можна було вирішити за рахунок використання дешевої і швидкореалізованої технології спалювання низькосортних вугіль, то для України відкрилися б великі додаткові фінансові ресурси.

4. Практично не використовуються органічні відходи промислового і сільськогосподарського виробництв (солома, опілки, тріска, побутове сміття, соняшникова лузга і т.д.). Застосування їх у теплоенергетичних установках дало б можливість істотно скоротити споживання таких дорогих видів палива, як вугілля, мазут і природний газ. Щорічно в Україні утвориться близько 40 млн. т таких відходів. Якщо їх задіяти, то можна скоротити покупку природного газу на 15 30 млрд. куб. м у рік. Практично не використовуються паливні ресурси типу торфу. А їхні запаси сьогодні оцінюються в 2,2 млрд. т у.п. Мало енергії добувається з місцевих бурих вугіль, наприклад олександрійських, коростишевских і т.д.

5. В даний час в Україні мається велике число пробурених скважин. Видобуток теплоти з них допоміг би зберегти 12,6 млн. т у.п. Тим часом, і такий великий резерв економії палива практично не задіяний.

6. Сьогодні ефективність більшої частини вітчизняних сушилок знаходиться на рівні 25 35%. Якщо ж мати на увазі, що нині 8% всієї енергії, що добувається у світі, йде на сушіння, то легко представити, які великі резерви економії палива має ця галузь.

Зрозуміло, що ресурси, згадані в приведеному переліку, не лежать на поверхні. Їхній видобуток сполучений зі значними труднощами наукового, технічного, економічного й організаційного характеру. Зараз, з огляду на убогі фінансові можливості України, варто відмовитися від існуючого ще з часів Радянського Союзу методу "навалу", суть якого полягає в тому, що з будь-якою проблемою можна справитися, якщо на неї навалитися усім миром.

Сьогодні теплоенергетичні задачі потрібно вирішувати не числом, а вмінням. Не дивлячись ні на які обставини, пріоритет повинний бути відданий найбільш дешевим і швидкореалізованим науково - технічним методам. Інститут технічної теплофізики НАН України останні роки займався головним чином розробкою найбільш дешевих і швидковпроваджуванних технологій. Ось деякі з них. 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. Про що йде мова?

Сьогодні електроенергію з палива можна одержати або за допомогою паливного елементу, або теплової машини. Але в останньої "паливний апетит" на 20 -25% вищий. У тепловій машині на одне перетворення енергії більше, ніж при використанні паливного елемента (мова йде про процес горіння). А оскільки майже у всіх теплоенергетичних установок процес перетворення енергії палива в теплоту не ідеальний і 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 КПД теплоенергетичних установок за рахунок зменшення втрат при горінні. Розроблено кілька варіантів його практичного використання в ПГУ, ПСУ, ГТУ, ДВС, а також у промислових печах. Один з них був реалізований на нагрівальній печі. Це дозволило вдвічі скоротити витрати природного газу і досягти рекордного коефіцієнта у використання палива ‑92- 93%.

На Заході давно зрозуміли вигоду автономної комбінованої системи виробництва електроенергії і теплоти. У нас же не усвідомили ще і того, що широке використання такої системи є ледве не єдиним ефективної шляхом виходу України з енергетичної кризи.

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 1998 році вперше в Україні одна з таких схем була реалізована на Шрамковском цукровому заводі.

Розглянемо в цьому зв'язку тільки два питання. Як підвищити КПД ТЕЦ, що працюють на природному газі, за рахунок удосконалювання термодинамічних процесів? І як збільшити КПД ТЕЦ за рахунок підвищення ефективності спалювання низькосортних вугіль?

У першому випадку 5 - 9 процентного підвищення КПД можна досягти, надбудовуючи вітчизняні газотурбінні установки до існуючого енергоблоку. Цей шлях не новий. Нове тут тільки те, що газова турбіна в нашому випадку працює на продуктах неповного горіння. Тоді надбудова може бути здійснена практично без реконструкції енергоблоку.

Підрахунки показують: нарощування електричних потужностей, таким чином, у порівнянні, скажемо, з будівництвом нових ПГУ значно дешевше. Друге питання пов’язане головним чином з гірничо-геологічними умовами видобутку, що погіршуються, вугілля в Донбасі. На електростанціях виникли значні труднощі, участилися аварійні зупинки котлів, зросла витрата мазуту і природного газу на підсвічування, збільшився недожог. Багаті країни, такі, як США, Німеччина й ін., вирішують цю проблему за допомогою киплячого шару. Для України подібний варіант сьогодні не підходить.

І все-таки проблему спалювання низькосортного вугілля потрібно вирішувати. Але як? Вона має два аспекти: економічний і технічний.

У першому випадку можна скористатися "польським способом". У Польщі одним з перших кроків переходу від соціалізму до капіталізму був переклад відносин між виробниками і споживачами вугілля на ринкову основу.

Електростанції стали платити не за кількість "чорного золота", а за кількість енергії, що надходить з ним. У ціні знайшли відображення й інші показники, що характеризують якість вугілля, зольність і летучість. Такі економічні важелі змусили удосконалити технологію видобутку, змінити виробничі відносини і т.д. Це дозволило підвищити якість вугілля, і проблема спалювання його низькосортних видів у Польщі практично зникла. В другому випадку нам допоможе тільки лише яка-небудь малозатратная технологія. Одну з них розробив Інститут технічної теплофізики НАН України. При її допомозі можна модернізувати велику частину існуючих котлів шляхом прибудови предтопка для позатьопочної термохімічної переробки вугілля.

Один з варіантів такої технології використаний для енергоефективного смолоскипового спалювання соняшникової лузги на Полтавському маслоекстракційному заводі. По ефективності спалювання низькосортного вугілля позатопочная термохімічна переробка практично не відрізняється від спалювання в киплячому шарі, але по фінансових витратах відмінність значна. На запропоноване Інститутом технічної теплофізики НАН України здійснення модернізації котлоагрегатів буде потрібно грошей на кілька порядків менше і те тільки в національній валюті. Сьогодні в цьому напрямку виконаний великий обсяг робіт з термохімічної переробки антрациту у науково-технічному центрі вугільних енерготехнологій НАН України і Міненерго. Якби вдалося об'єднати зусилля нашого інституту, цього центра і Міненерго, то можна було б таку важку проблему вирішити протягом двох- трьох років.

Зупинимося ще на одному енергетичному "полі", що сьогодні ще залишається цілинним. Не вважаючи окремі випадки використання дров, опилок, соломи, торфу і т.д. побутових відходів, ефективного енергетичного використання різних промислових і сільськогосподарських органічних відходів практично немає. Немає спеціальної топкової техніки, немає газифікаторів, немає спеціальних енерготехнологічних пристроїв, що дозволяють добувати максимум енергії з цих, так сказати, некваліфікованих видів палива. А на Заході спалювання таких відходів дає електроенергію або теплоту. Наприклад, у Данії 20% енергії центрального теплопостачання утворюється за рахунок пальних матеріалів місцевих невикопних палив. Зрозуміло, що таке відношення до відходів не могло з'явитися випадково.

Починаючи з 1973 року велика частина західних держав розробила спеціальну стратегію розвитку енергетики. Одним з важливих аспектів останньої було те, що регіонам надали право розвивати енергетику в межах своєї компетенції. У результаті проведення такої політики в життя виявилося, що фермеру вигідно везти солому на електростанцію, вигідно сортувати сміття, одержуючи при цьому ціну сировину і дармову енергію і т.д. У нас подібна політика в області енергетики відсутня. Енергетичний потенціал таких палив, як дрова, торф, сміття, місцеві вугілля і т.д., практично не затребуване. А як він може бути задіяний? Адже сьогодні ще вигідно просто побільше відкрити кран на трубопроводі природного газу чи мазуту. При цьому не потрібно возити дрова з лісу, реконструювати топкову техніку і т.д. Разом з тим при кваліфікованому використанні, наприклад, дров можна не тільки значно зменшити імпорт природного газу, але й одержати значну економію. Підрахунки показали: при перетворенні1 куб. мдеревної тріски в спеціальному газифікаторі можна одержати кількість газу, еквівалентне по теплоті35 куб. мприродного і15 кгмоторного палива, у виді вуглецевих брикетів і заробити при цьому 30 50 тис. доларів у рік. Енергетична політика в нашій країні повинна будуватися ще і так, щоб не можна було пройти повз ту обставину, коли енергія в буквальному значенні слова валяється під ногами, а її ніхто не хоче підняти. Мова йде про тепло землі, що надходить з гарячою водою з готових скважин. Тут на озброєнні Інституту технічної теплофізики НАН України мається все, щоб цю енергію використовувати корисно.

Тепер про сушіння. Створена своя технологія. В основі її лежить новий метод, що дозволяє керувати дифузією вологи. Завдяки йому ефективність сушіння підвищується в 2 3 рази. При цьому якість матеріалу відповідає світовим стандартам. Однак дана технологія не знайшла поки в Україні широкого впровадження. Ще багато сушив працюють з дуже низьким коефіцієнтом використання палива. Тут також економічний стимул поки бездіє.

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, парогазових установок, 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 (нагадаємо, робити інвестиції в енергозбереження в два три рази ефективніше, ніж у видобуток). Потім провести її всенародне обговорення і затвердити у Верховній Раді. На підставі згаданої стратегії підготувати конкретну програму виходу теплоенергетики з кризи, що враховує регіональні особливості всіх областей і районів країни. При цьому її виконання повинне проходити прозоро для громадськості з розшифровкою того, куди і на які цілі пішли ті чи інші гроші. Сьогодні наукова робота в області теплоенергетики ведеться розрізнено, має місце дублювання. Нерідкі випадки розпилення засобів по дрібних темах. Не ведеться координація робіт. Усунути деякі з перерахованих вище недоліків можна було б, відновивши функції головних організацій ведучих наукових установ НАН України.