Реализация программы энергосбережения проектов демонстрационной зоны «Западный Урал» на предприятиях Пермской области

Д. Г. Закиров, доктор техн. наук, профессор, генеральный директор Ассоциации энергетиков Западного Урала (г. Пермь)

Энергосбережение и рациональное энергоиспользование выдвигается сегодня в число актуальнейших задач стратегии развития энергетики и экономики России. Пермская область – это мощный промышленный регион, где сосредоточены крупнейшие в стране производства черной и цветной металлургии, нефтедобычи и нефтепереработки, химии и нефтехимии, машиностроения и металлообработки, минеральных удобрений, лесной, целлюлозно-бумажной и деревообрабатывающей промышленности. Лидирующие позиции занимают также топливная отрасль и электроэнергетика.

Оценка состояния потребления топливно-энергетических ресурсов на территории области свидетельствует об огромном накопленном в отраслях промышленности потенциале энергосбережения, на величину которого можно уменьшить потребность в ТЭР за счет осуществления активной энергосберегающей политики, что в итоге положительно скажется на снижении себестоимости и повышении конкурентоспособности продукции, а также на снижении объема выбрасываемых парниковых газов.

Учитывая данное обстоятельство и мощный научный потенциал в Уральском регионе, имея на вооружении ряд разработанных и внедренных проектов с применением новых передовых технологий и оборудования, созданных специалистами ведущих предприятий Пермской области и сотрудниками научно-исследовательских институтов, в том числе военно-промышленного комплекса, в целях накопления и распространения передового опыта, в мае 1999 года администрацией Пермской области, Минэнерго РФ, Минпромнауки РФ, ассоциацией «РОСДЕМ» была создана демонстрационная зона энергоэффективных проектов «Западный Урал».

Главная цель создания демонстрационной зоны заключается в обеспечении наиболее эффективного использования энергетических ресурсов и научно-производственного потенциала области для повышения жизненного уровня населения, защиты окружающей среды и обеспечения непрерывной энергетической независимости региона.

Среди основных проектов демонстрационной зоны «Западный Урал» можно выделить следующие:

1. Разработка и внедрение автономных источников энергии на базе газотурбинных и газопоршневых установок, газовых котельных, обобщение и распространение опыта их эксплуатации (базовые предприятия: ОАО «Авиадвигатель», ОАО «НПО “Искра”», ОАО «Пермский моторный завод», ЗАО «СИБУР-Химпром», ООО «Пермтрансгаз», ООО «Пермнефтегазпереработка», ЗАО «Искра-Авиагаз»).

2. Разработка и внедрение нетрадиционных технологий энергосбережения с использованием дешевых вторичных энергетических ресурсов и отходов деревообработки как вида топлива (базовые предприятия : ОАО «Соликамскбумпром», Пермский ЦБК, МНИИЭКО ТЭК и предприятия лесопромышленного комплекса).

3. Разработка и внедрение систем теплоснабжения с применением технологии утилизации низкопотенциального тепла воды, используемой в техпроцессах предприятий Пермской области, с помощью тепловых насосов и оригинальных теплообменников (базовые предприятия: МП «Пермводоканал», ОАО «Уралкалий», ОАО «Сильвинит», ОАО «Пермские моторы», ООО «Лукойл-Пермнефтеоргсинтез», ОАО «Мотовилихинские заводы», Краснокамская бумажная фабрика Гознака, МНИИЭКО ТЭК).

4. Разработка на новых принципах и внедрение автоматизированных систем учета и контроля энергоресурсов (базовые предприятия: ОАО «Пермэнерго», предприятия-энергопотребители, ПГТУ, ФГУП НИИУМС).

5. Разработка и внедрение новых способов очистки теплообменных поверхностей теплового оборудования и трубопроводов (базовые предприятия: ООО «Лукойл-Пермнефтеоргсинтез», ОАО «Азот», ФГУП Пермский завод «Машиностроитель», ОАО «Пермэнерго», МП «Горкоммунтепло», МНИИЭКО ТЭК, ООО «Пневматик»).

6. Реконструкция тепловых сетей и внедрение новых теплоизоляционных материалов (базовые предприятия: МПП «Кунгуртеплоэнерго», ООО «Кволити», НПО «Завод им. С. М. Кирова»).

7. Внедрение автоматизированных систем частотного регулирования электроприводов (базовые предприятия: ООО «Лукойл-Перм-нефтеоргсинтез», ОАО «Пермская научно-производственная приборостроительная компания», ОАО «Метафракс», ФГУП Пермский завод «Машиностроитель», ОАО«Хенкель-ПЕМОС», ОАО «Азот», ОАО «Минеральные удобрения», ФГУП «Машиностроительный завод им. Ф. Э. Дзержинского»).

Организатором и координатором демонстрационной зоны «Западный Урал» является Ассоциация энергетиков Западного Урала, которая за 7 лет работы на энергетическом рынке объединила в своих рядах более 100 промышленных предприятий, ряд научно-исследовательских и проектных институтов, Пермгосэнергонадзор, фирмы, производящие энергоэффективное оборудование и средства измерений Перми, Москвы, Екатеринбурга, Санкт-Петербурга, Уфы, Озерска Челябинской области, кроме того, НП «Сотрудничество». Имея такой состав, практический и организационный опыт работы, заручившись поддержкой ряда министерств, РАО «ЕЭС России», ОАО «Газпром», ассоциация к этому времени уже могла решать довольно сложные вопросы, участвовать в формировании энергетической политики региона.

Последовательная работа с руководителями, главными энергетиками предприятий дала значительные позитивные сдвиги, прекрасный толчок к реальным действиям. Часть проектов успешно выполнены и положительно зарекомендовали себя в эксплуатации.

В связи с ростом тарифов на энергоресурсы актуальным вопросом становится переход на дешевые источники энергии, поэтому главным проектом демонстрационной зоны считается разработка и внедрение автономных источников энергии и распространение опыта их внедрения. Предприятиям стало выгодно переходить на собственные энергоисточники.

Далее, в порядке обмена опытом, приводим результаты внедрения проектов демонстрационной зоны «Западный Урал» на примере отдельных предприятий:

- ООО «Пермнефтегазпереработка» построило автоматизированную финскую котельную на газе. В проекте строительства и запуска участвовали региональные предприятия. За счет этого полностью покрыты потребности в паре на технологические нужды. Стоимость теплоносителя с вводом собственного энергоисточника сократилась в 1,5 раза по сравнению со стоимостью пара от ТЭЦ-9 ОАО «Пермэнерго». Ликвидировались потери на передачу при больших объемах пара, используется собственное более дешевое топливо. Затраты окупились за 3 года. В 2000 году была сдана в промышленную эксплуатацию газотурбинная электростанция мощностью 4 МВт, которая обеспечила покрытие части нагрузки по электрической энергии стоимостью в 2 раза ниже покупной.

На этом же предприятии в 2003 году введены в работу 3 газопоршневые электростанции по 650 кВт, каждая на собственное электропотребление. При монтаже и наладке обошлись своими специалистами. Экономия в стоимости электроэнергии по сравнению с покупной составляет порядка 65 %, проект окупается в течение года. В качестве топлива используется осушенный газ – продукт переработки попутного нефтяного газа на предприятии.

В настоящее время ведутся проектные проработки по внедрению более мощных газопоршневых электростанций (1,5 и 6 МВт) на газокомпрессорных станциях области, подведомственных ООО «Пермнефтегазпереработка».

Результаты энергоиспользования за последние 5 лет:

- рост объема производства продукции в 2,5 раза;

- потребление электроэнергии – рост в 1,5 раза (в 2004 году результаты по снижению электропотребления улучшатся за счет выработки газопоршневых электростанций);

- потребление теплоэнергии от энергосистемы ОАО «Перм-энерго» – снижение в 1,5 раза.

- ОАО «Пермский моторный завод» запустило в работу газотурбинную теплоэлектростанцию 4 МВт «Янус». Станция покрывает 35 % общего электропотребления предприятия.

Разработан и внедрен проект по утилизации тепла выхлопных газов ГТС для производства пара в котле-утилизаторе производительностью 10 т пара в час. Стоимость электроэнергии и пара от собственного энергоисточника предприятию обходится на 30 % дешевле, чем покупная от ОАО «Пермэнерго».

Для снижения потерь энергии в сетях сжатого воздуха проведена большая работа по установке 19 автономных компрессоров фирмы «Атлас-Копко», обеспечивших экономический эффект, за полгода окупивший затраты на внедрение. Предприятие за счет внедрения эффективных мероприятий с 1998 по 2003 годы снизило долю энергозатрат в себестоимости продукции при росте объемов производства за данный период в 10,9 раза, со значительным отставанием темпов энергопотребления от темпов роста производства продукции (рис. 1).

Рисунок 1. Динамика снижения энергозатрат в себестоимости произведенной продукции на ОАО «Пермский моторный завод», %

Результаты энергоиспользования за последние 5 лет:

- рост объема производства продукции – 10,9 раза;

- потребление электроэнергии – рост в 1,85 раз;

- потребление теплоэнергии – рост в 1,2 раза.

- ОАО «Соликамскбумпром» решило проблему снижения энергоемкости производства и энергоснабжения предприятия – выкупило у ОАО «Пермэнерго» старую Соликамскую ТЭЦ, которая обеспечивала в основном потребности этого предприятия и в свое время была построена для энергоснабжения бумкомбината. За счет снижения себестоимости производства электроэнергии предприятие в 2003 году сэкономило 4,3 млн долларов США. Сегодня электрическая и тепловая энергия на предприятии в 2 раза дешевле, чем у ОАО «Пермэнерго».

Для использования возобновляемых источников энергии предприятие приобрело автономный источник – котлы с многосекционной топкой американской фирмы Wellons производительностью 90 т пара в час для сжигания органических древесных отходов и коры, в 2003 году выработано собственного тепла 22 % от общего теплопотребления. В настоящее время выполняются пусконаладочные работы установки обезвоживания скопа на очистных сооружениях в целях подготовки для сжигания в качестве дополнительного топлива отходов, ранее вывозимых в отвал.

Данные проекты позволили предприятию в 2003 году значительно поднять эффективность основного производства. Результаты энергоиспользования в 2003 году:

- рост производства бумаги по отношению к 2002 году – 8,7 %;

- снижение от утвержденных удельных норм расхода электроэнергии – 1,1 %;

- снижение от утвержденных удельных норм расхода теплоэнергии – 7,75 %.

Наряду с внедрением автономных источников энергии широко используются в разрезе проектов демонстрационной зоны нетрадиционные технологии.

Использование возобновляемых источников энергии, вторичных энергоресурсов и жидких отходов производства – одна из потенциальных возможностей экономии энергии с применением теплонасосных технологий для утилизации низкопотенциального тепла.

В 2000 году ФГУП МНИИЭКО ТЭК совместно с МП «Пермводоканал» впервые в России внедрили технологию утилизации низкопотенциального тепла неочищенных сточных вод с помощью тепловых насосов на РНС-3 «Гайва». В сравнении с электроотоплением себестоимость 1 Гкал тепла снизилась в 4,6 раза. Срок окупаемости проекта – 1 год. Опытная установка успешно работает четыре отопительных сезона и полностью обеспечивает потребности насосной станции в отоплении и горячем водоснабжении.

Реальные результаты энергосбережения дают новые способы очистки теплообменных поверхностей теплового оборудования с применением установок «Крот» и «Зевс» (экономия до 10 % теплопотребления теплового оборудования). Установка «Крот» предназначена для гидромеханического разрушения карбонатных отложений, принцип действия «Зевс» основан на использовании энергии высоковольтного электрического разряда в жидкости. Технология отработана, качество работ подтверждает-ся следующими предприятиями: ОАО «Азот», ОАО «Хенкель-Пемос», ОАО «Камкабель» и др.

В демонстрационную зону «Западный Урал» входят и успешно занимаются разработкой и внедрением эффективных передовых энергосберегающих технологий ряд научных организаций: ОАО «Авиадвигатель», ОАО НПО «Искра», ФГУП МНИИЭКО ТЭК, ПГТУ, ФГУП НИИУМС и др. Научно-исследовательскими организациями проекты демонстрационной зоны внедряются не только в Пермской области, но и в других регионах России.

Творческий коллектив научно-производственного объединения «Искра» во главе с генеральным директором, членом-корреспондентом РАН, доктором технических наук, профессором М. И. Соколовским в феврале 2004 года получил премию Правительства РФ за личный вклад в создание и внедрение газоперекачивающих агрегатов серии «Урал» на предприятиях ОАО «Газпром».

В разработке газоперекачивающих и газотурбинных агрегатов использованы также технологии предприятий ООО «Пермтрансгаз» и моторостроительного комплекса нашей области.

Активно занимается разработкой и внедрением энергосберегающих технологий утилизации низкопотенциального тепла вторичных энергетических ресурсов и возобновляемых источников энергии с применением тепловых насосов ФГУП МНИИЭКО ТЭК. Отделом энергосберегающих технологий и природоохранного оборудования этого института еще в 1988 году впервые в СССР была разработана и внедрена технология утилизации низкопотенциального тепла оборотной воды компрессоров на шахте «Ключевская» ПО «Кизелуголь» с применением тепловых насосов для теплоснабжения промплощадки шахты.

В 2001 году по разработкам института на шахте «Осинниковская» в Кемеровской области впервые в России была внедрена опытно-промышленная установка по утилизации низкопотенциального тепла шахтных вод, которая при увеличении мощности ТНУ полностью покрывает потребности горячего водоснабжения шахты и позволяет отключать шахтную котельную в летнее время. Технология показала высокие технико-экономические и экологические результаты: себестоимость вырабатываемой 1 Гкал тепловой энергии в 2,5 раза ниже по сравнению с тепловой энергией, получаемой котельной шахты; затрачивая 1 кВт•ч электроэнергии технологическая схема дает около 4 кВт•ч эквивалентной тепловой энергии.

Ряд новых энергосберегающих технологий разработали и внедрили ПГТУ и ФГУП МНИИЭКО ТЭК.

Наряду с вышеуказанными проектами демонстрационной зоны на предприятиях широко внедряются автоматизированные системы энергоучета, совершенствуются схемы энергоснабжения, внедряется новая техника, передовые технологии, стандартные оргтехмероприятия и т. д., которые дают положительные результаты в снижении энергозатрат.

Таких предприятий в составе ассоциации немало (рис. 2–8).

Отрадно то, что в сознании руководителей произошла революция. Несмотря на сложную ситуацию с инвестициями, предприятия вкладывают во внедрение энергосберегающих проектов собственные источники, обещанных инвестиций не было и нет.

В декабре 2003 года ассоциацией подведены итоги работы предприятий области по снижению энергозатрат в себестоимости выпущенной продукции на предприятиях, входящих в ассоциацию. Признаны лучшими энергетики предприятий, получившие снижение удельных расходов энергии на выпуск продукции и значительный рост объемов производства. Кроме того, за проведенную работу по достижению на предприятиях высоких показателей по энергоиспользованию ассоциация в лице Центра развития энергетики и энергосбережения НП «Сотрудничество» стала победителем конкурса «Лидер управления Прикамья – 2003».

В последнее время мы работаем над комплексными программами и пятилетними перспективными планами по снижению энергоемкости на предприятиях, входящих в Ассоциацию энергетиков Западного Урала и НП «Сотрудничество», в связи с предстоящим вступлением России во Всемирную торговую организацию.

Наша задача – развивать дальше творческий потенциал участников ассоциации, искать новые прогрессивные решения в снижении энергозатрат производства, привлекать инвестиции во внедрение энергосберегающих проектов, использовать достижения научно-технического прогресса, повышать квалификацию технического персонала, переходить от малозатратных проектов к более эффективным затратным.

Ближайшие планы – обсудить с привлечением научных сил России и других стран проблему снижения энергоемкости производства, внедрения возобновляемых источников энергии, на высоком организационном и техническом уровне провести в Перми 26–28 мая 2004 года VII Международную научно-практическую конференцию «Энергопроизводство, энергопотребление и энергосбережение: проблемы, решения». На базе конференции будет организована выставка энергосберегающего оборудования, приборов, материалов, систем и средств учета энергоресурсов, продукции энергетического и экологического профиля.

ООО «Лукойл-Пермнефтеоргсинтез» увеличило объем производства продукции с 1998 по 2003 годы в 4,4 раза. Предприятие произвело перевод теплоносителя теплообменников с острого пара на пароконденсат, внедрение частотных преобразователей на электродвигателях, монтаж подогревателя жидкого топлива за счет тепла регенерированного фенола, реконструкцию внутренних сетей электро- и теплоснабжения, внедрение приборов высокого класса точности для коммерческих расчетов.

Рисунок 2. ООО «Лукойл-Пермнефтеоргсинтез». Динамика снижения энергозатрат в себестоимости произведенной продукции, %

ФГУП Пермский завод «Машиностроитель» добился увеличения объемов производства в 13,4 раза при значительном снижении энергозатрат: установлен жесткий режим технологического регламента оборудования, исключены нерациональные расходы. Предприятие выделило энергохозяйство в отдельное структурное подразделение, что положительно сказалось на использовании энергии.

Рисунок 3. ФГУП Пермский завод «Машиностроитель». Динамика снижения энергозатрат в себестоимости произведенной продукции, %

ОАО «Хенкель-Пемос» получило рост объема произведенной продукции в 5 раз по отношению к 1998 году. Мероприятия: ввод в экс- плуатацию газовой котельной, внедрение регулируемых частотных электроприводов, совершенствование технологических процессов, замена компрессоров на новые более современные и экономичные.

Рисунок 4. ОАО «Хенкель-Пемос». Динамика снижения энергозатрат в себестоимости произведенной продукции, %

ОАО «Минеральные удобрения» увеличило производство основной продукции с 1998 по 2003 годы: аммиак – на 28 %, карбамид – на 22 % при снижении энергозатрат. Предприятие провело большие работы по использованию ВЭР, ремонту теплоиспользующего оборудования, внедрению частотно-регулируемого электропривода, совершенствованию учета энергоресурсов.

Рисунок 5. ОАО «Минеральные удобрения».  Динамика снижения энергозатрат в себестоимости произведенной продукции, %

ОАО «Пермский мукомольный завод» увеличило объем продукции за 5-летний период в 3,26 раза, значительно снизив энергозатраты в себестоимости продукции. Внедрены мероприятия: замена компрессоров на более производительные, техническое перевооружение производства, введение режима экономии, организация более точного учета энергоресурсов.

Рисунок 6. ОАО «Пермский мукомольный завод». Динамика снижения энергозатрат в себестоимости произведенной продукции, %

ОАО «Элиз» увеличило объем производственной продукции за 5 лет в 6 раз при снижении энергозатрат. Наиболее значимые мероприятия: изготовление и внедрение печи обжига периодического действия, совершенствование схемы внешнего электроснабжения и реконструкция РУ – 35 кВ, внедрение автоматизированного учета расхода энергоресурсов.

Рисунок 7. ОАО «Элиз». Динамика снижения энергозатрат в себестоимости произведенной продукции, %

Краснокамская бумажная фабрика Гознака получила 6-кратный рост объемов производства, снизив при этом энергозатраты. Эффективные мероприятия: внедрены трансзвуковые аппараты «Транссоник» для получения горячей воды для отопления помещений, автоматизированные системы учета электрической и тепловой энергии, регулируемые электроприводы на насосных агрегатах, ужесточен режим экономии энергии.

Рисунок 8. Краснокамская бумажная фабрика Гознака. Динамика снижения энергозатрат в себестоимости произведенной продукции, %