АНАЛІЗ ПОТЕНЦІЙНОГО РИНКУ ПРО ДОЦІЛЬНІСТЬ І МОЖЛИВОСТІ ЗАСТОСУВАННЯ ТЕПЛОНАСОСНИХ УСТАНОВОК
Розглядаючи актуальні завдання в галузі теплоенергетики, у світлі послання Президента країни народу Казахстану, слід зазначити, що в умовах ринкової економіки необхідний та доцільний розвиток та впровадження у практику енергозбереження сучасних теплоенергетичних систем.
Теплоенергетичні системи є однією з найважливіших проблем теплоенергетики. Сучасний аналіз теплоенерговиробництва і теплоенергоспоживання у світі показує, що, незважаючи на зменшення частки споживаного органічного палива в загальному балансі за рахунок використання відновлюваних джерел енергії, принаймні в першій половині XXI століття, основним джерелом теплоенергії, як і раніше, залишається органічне паливо - газ , нафту і вугілля. Це означає, що з використанням традиційних способів теплоенергетичних систем збережеться і інтенсивність викидів шкідливих продуктів згоряння органічного палива.
Найбільш ефективною для великих та середніх міст є система централізованого теплопостачання, заснованого на комбінованому способі виробництва тепла та електроенергії на ТЕЦ. Однак стає все очевиднішим, що переваги комбінованого способу виробництва тепла та електрики (економія палива, дешевизна тощо) знецінюються значними втратами тепла у протяжних теплових мережах, величезними витратами на їх спорудження, експлуатацію та ремонт. Теплопостачання середніх міст і селищ здійснюється в основному від невеликих ТЕЦ та котелень, розміщених у межах населеного пункту, шкідливі викиди яких завдають великої шкоди населенню.
У зв'язку з дефіцитом теплової енергії у господарськомукомплексі, зростанням цін на енергоносії, проблемами екології, сильним забрудненням довкілля, недостатньою економічною ефективністю існуючих джерел теплоти, а також з інтенсивним зростанням будівництва котеджів у Караганді існує потреба створення високоефективних екологічно чистих енергозберігаючих технологій та обладнання.
Перспективність досліджень визначається їх практичною спрямованістю та можливістю реального застосування теплонасосних установок у різних кліматичних областях нашої республіки для теплопостачання житлових, громадських та виробничих будівель. Це дозволить у ряді випадків надійно забезпечити теплом насамперед організації бюджетної сфери (лікарні, дитячі садки, підприємства соцпобуткульту, школи, коледжі, ВНЗ, адміністративні будівлі, об'єкти охорони здоров'я, виправні колонії тощо). Тому що вони виділяють значні кошти за надійну та безперебійну подачу теплової енергії у вигляді тепла та гарячої води до цих об'єктів; житлові масиви в районах міст та котеджі у сільській місцевості, віддалені від магістралей централізованого теплопостачання. Крім того, можна отримати значну економію коштів бюджету за рахунок впровадження нових технологій, а саме:
- Економія матеріальних ресурсів;
- довговічність експлуатації, термін без капітального ремонту 15 – 20 років та більше;
- Мінімальні експлуатаційні витрати в порівнянні з іншими
- опалювальними системами, що використовують паливо, що витрачається;
- відсутність додаткових коштів на фінансування (шлаконакопичувачів, хімводопідготовку, ремонт теплових мереж великої протяжності тощо);
- малі габарити та вага опалювальних систем.
Результати проведених досліджень показали можливість таефективність застосування теплонасосних установок у системах теплопостачання, доцільність їхнього практичного використання як альтернативні джерела теплоти в ряді регіонів РК.
Таким чином, теплонасосні установки можуть застосовуватись практично:
- у будь-якій галузі промисловості, де є як потенційне джерело теплоти відхідні гази і вода;
- технологічних процесів, промислові та очищені побутові стоки (металургія, машинобудування, паливно-енергетичний комплекс тощо), теплота зовнішнього або повітря, що видаляється з будівлі, теплота грунту, геотермальних, грунтових та артезіанських вод тощо;
- у сільському господарстві для переробки продуктів харчування (молоко, сири, консерви тощо);
- як альтернативне джерело теплоти в системі опалення та гарячого водопостачання житлових, громадян та виробничих будівель.
Висока економічність, ефективність та екологічна чистота теплових насосів аналогів у РК не має. Теплопостачання більшості регіонів республіки з суворими зимами вимагає значних витрат енергоносіїв, тому в цих умовах можливе застосування теплового насоса для опалення та гарячого водопостачання будівель, споруд різного призначення площею від 100 до 1000м2.
Найбільш ефективно ТНУ працює, коли використовується низькотемпературна теплота землі чи водойм.
(річки, озера, води шахт), особливо, коли використовується грунтова вода, оскільки, досягаючи одночасно осушення території ділянки забудови, вона здатна забезпечити теплотою житлові та виробничі приміщення.
У РК в даний час, за винятком м. Усть-Каменогорська (навчально-науково-виробничий та впроваджувальний центр «Проблеми енергоефективності та енергозбереження» ВКДТУ ім. Д. Серікбаєва),відсутні підприємства із випуску ТНУ. Основними потенційними споживачами ТНУ є насамперед організації бюджетної сфери. Вони виділяють значні кошти за надійну та безперебійну подачу теплової енергії у вигляді тепла та гарячої води до цих об'єктів; житлові масиви в районах міст та котеджі у сільській місцевості, віддалені від магістралей централізованого теплопостачання. У ряді промислових регіонів РК, таких як Карагандинський Павлодарський, Екібастузький, Південно-Казахстанський, Східно-Казахстанський області тощо, є передумови для впровадження ТНУ.
Складнощі з постачанням палива в Карагандинську область, його дорожнеча, сильне забруднення довкілля, недостатня економічна ефективність існуючих джерел теплоти призведуть до активного впровадження енергозберігаючих технологій, розвитку альтернативних джерел постачання теплом.
Виконання розробленої наміченої програми впровадження ТНУ дозволить:
- зберегти ресурси (як сировинні, і фінансові);
- зменшити фінансове навантаження на бюджет;
- посилити енергетичну безпеку;
- Поліпшити екологічну обстановку в області.
Впровадження ефективних енергозберігаючих технологій із застосуванням ТНУ шляхом утилізації низькопотенційної теплоти технологічних процесів на підприємствах та житлово-комунальному господарстві Республіки Казахстан, що надасть можливість:
- Розв'язати програму з імпортозаміщення випуску холодильного обладнання в республіці;
- відмовитись у ряді випадків від будівництва дорогих об'єктів енергозабезпечення (ТЕЦ, ГЕС, АЕС), т.к. цілеспрямований перехід на енергозбереження дасть можливість країні обійтися тим обсягом електрики, що виробляється, який вона виробляє в даний час;
- під час переходу країни на енергозберігаючі технології із застосуванням ТНУ витрати на теплопостачання бюджетної та інших сфер зменшити у 3-5 разів;
- економії паливно-енергетичних ресурсів; зниження шкідливих викидів від теплогенеруючих установок; залучення новітніх технологій у промисловість, житлово-комунальне господарство тощо;
- зниження бюджетного фінансування в розвитку систем теплопостачання різних об'єктів у РК.
Широкомасштабне впровадження ТНУ різної потужності на території РК дозволить вирішувати багато виробничих та науково-технічних питань у галузі охорони навколишнього середовища, енергетики, металургії, хімії, переробки сільгосппродуктів тощо.
Як показує досвід України, економічна ефективність встановлення ТНУ за терміном окупності (від
1 до 6 років) знизить собівартість тепла (від 1,5 до 4,5 рази) в порівнянні з нині існуючими джерелами теплоти.
Застосування теплових насосів залежить від умов експлуатації та великою мірою від цін на енергію. Як фактори, що стримують розвиток та широке поширення ТНУ у системах утилізації низькопотенційної теплоти технологічних процесів промислових підприємств, теплопостачання різних об'єктів на території РК, можна відзначити такі:
- складність обладнання порівняно із звичайними побутовими нагрівальними приладами;
- високі капітальні вкладення (ціни на теплові насоси в 3 рази вищі за ціни на звичайне побутове опалювальне обладнання), але порівнянне з вартістю будівництва котелень та ТЕЦ;
- необхідність переконання керівників підприємств у доцільності використання ТНУ, економічної вигоди;
Вищезазначені недоліки можуть бути подолані за рахунок проведення низки заходів, спрямованихна організацію відповідних сервісних служб, відповідальних за встановлення, налагодження та гарантійне обслуговування насосів, випуск достатньої кількості різноманітної інформації, запровадження пільгових тарифів на електроенергію, зниження цін на пальне за рахунок виділення кредитів, встановлення податкових пільг та ін.
1. Бубяліс Е, Марцинаукас К., Шкема Р. Можливості та перспективи застосування теплових насосів у виробництві низькопотенційної теплоти. // Денисова Промислова енергетика, 2000, т.22 №3.
2. Гомелаурі В.І., Везірашвілі О.Ш. Досвід розробки та застосування теплонасосних установок // Теплоенергетика, 2003 №1.
3. Дукенбаєв К.Д. Енергетика Казахстану. Умови та механізми її сталого розвитку. Алмати, 2002.
4. Дукенбаєв К.Д., Нурекен Е. Енергетика Казахстану (технічний аспект) Алмати, 2001 - 312с.
5. Послання Президента держави народу Казахстан