opportunities and challenges from the implementation of the ......торф. Следует...

S.Kakareka, T.Kukharchyk, O.Krukowskaya

Institute for Nature Management National Academy of Sciences

Minsk, Belarus

Opportunities and challenges from the implementation of the Gothenburg Protocol

obligations, in the Power Plant Sector in Belarus

TFTEI meeting, 20-22 April 2016, Berlin, Germany

Включено в презентацию:

Характеристика энергетической отрасли Беларуси Нормы и уровни и выбросов от котлов Потенциал снижения выбросов (на примере оксидов

азота) Параметры НДТ в энергетике Нормативная база НДТ в Беларуси Сложности при внедрении НДТ и предложения

Структура топливного баланса в энергетике Более 99% электроэнергии в Беларуси производится за счет

сжигания ископаемого топлива. Суммарные объемы потребления топлива на объектах энергетики за период с 2005 по 2012 гг. варьировали в пределах 488,1-564,7 ПДж.

На предприятиях энергетики сжигается преимущественно природный газ, на долю которого приходится от 90 до 94% суммарного потребления топлива в данном секторе. На втором месте – мазут; его доля в топливном балансе, находится в основном в пределах 2-4% (исключение составил 2009 г., когда его доля повысилась до 17,7%).

0

100

200

300

400

500

600

2007 2008 2009 2010 2011 2012

Природный газ

Биотопливо и отходы

Мазут

Уголь

Структура топливного баланса в энергетике Беларуси, ПДж

Среднее содержание серы в мазуте, сжигаемом на электростанциях, составляет в последние годы 2,4-2,5%.

В относительно небольших количествах сжигается

твердое топливо: в основном дрова, древесные отходы и торф. Следует отметить, что если до 2011 г. на долю твердых видов топлива приходилось 3,1-3,8%, то в 2011-2012 гг. – 6,6-6,8%. Основное увеличение связано с ростом потребления местных видов топлива (дрова, древесные отходы, торф), что предусмотрено государственными программами развития энергетической отрасли.

Общая характеристика энергетической отрасли

Сжигание топлива осуществляется на следующих объектах энергетики:

- конденсационных электростанциях общего пользования; - ТЭЦ общего пользования; - ТЭЦ, мини-ТЭЦ и других установках для комбинированного

производства тепловой и электрической энергии организаций; - районных котельных общего пользования. Всего в Беларуси насчитывается 16 ТЭЦ с топливосжигающими

установками мощностью > 50 МВт. Крупнейшая электростанция в стране - Лукомльская ГРЭС

(Витебская область), установленная мощность которой составляет около 2,5 тыс. МВт (более 30 % мощности энергосистемы страны).

Другие электростанции по мощности распределились следующим образом: Минская ТЭЦ-4 и Березовская ГРЭС – около 1 тыс.МВт, Гомельская ТЭЦ-2, Минская ТЭЦ-3 и Новополоцкая ТЭЦ (500-550 МВт), Могилевская ТЭЦ-2 и Минская ТЭЦ-5 (300-350 МВт), Мозырская ТЭЦ, Гродненская ТЭЦ-2, Бобруйская ТЭЦ-2 и Светлогорская ТЭЦ (150-200 МВт), Витебская ТЭЦ, Оршанская ТЭЦ, Жодинская ТЭЦ и Лидская ТЭЦ (50-100 МВт).

Котельное оборудование

На Березовской ГРЭС используются прямоточно-вихревые паровые котлы ТГМП-114. За счет модернизации топливосжигающих установок и улучшения условий горения удельный расход условного топлива за время работы электростанции снижен с 3,54∙10-4 до 3,12∙10-4 т.у.т./кВт·ч; планируется дальнейшее снижение данного показателя за счет использования новых технологий.

На других электростанциях установлены паровые котлы типа БКЗ-420-140-НГМ-3, ТГМП-344А и другие. Установки по очистке отходящих газов не предусмотрены.

Модернизация в энергетике

За период с 2001 года введены в эксплуатацию 8 мини-ТЭЦ: Солигорская, Молодечненская, Осиповичская, Северная, Вилейс-кая, Пружанская, Восточная, Западная, Жлобинская, Щучинская), суммарной установленной мощностью 55,8 МВт. На МТЭЦ 76 % энергии вырабатывается при сжигании природного газа, 24 % – местных видов топлива (древесной щепы, древесных отходов, торфа).

Основным котельным оборудованием, эксплуатируемым на МТЭЦ, являются водогрейные котлы ПТВМ и КВ-ГМ, паровые котлы КЕ, ДЕ и ДКВр производительностью 10–25 т/ч пара, а также газопоршневые агрегаты.

Продолжается строительство атомной электростанции: 2 энергоблока ВВЭР-1200/491 мощностью по 1,2 тыс. МВт. Ввод в строй первого блока намечен на 2018 г. Доля атомной энергии составит около 30% суммарной установленной мощности электростанций (7,7 тыс. МВт), построенных в основном в 60-70-е годы прошлого века.

Выбросы

Энергетика является ключевым источником выбросов оксидов азота и соединений серы. По отношению к валовым выбросам данных веществ (от стационарных и передвижных) на долю данного сектора приходится 17,1% выбросов оксидов азота, 17,5% выбросов серы и 16,5% выбросов ВЧ2.5.

Повышение использования в топливном балансе твердых видов топлива привело к некоторому увеличению выбросов твердых взвешенных частиц.

Год NOx NMVOC SOx ВЧ2,5 2007 25,48 1,96 4,19 4,06 2008 24,25 2,02 13,8 4,07 2009 25,71 2,01 86,72 5,08 2010 27,69 2,19 9,62 4,83 2011 16,54 2,53 2,91 6,73 2012 19,88 1,56 11,6 8,48

Выбросы загрязняющих веществ в категории 1A1a, тыс.т

Нормы выбросов оксидов серы в Гетеборгском протоколе

Топливо Тепловая

мощность, МВТ

Тип установки Предельное значение, мг/м3

Твердое

50-100 Новые 400 (уголь, лигнит и др.) 300 (торф) 200 (биомасса)

Существующие 400 (уголь, лигнит и др.) 300 (торф) 200 (биомасса)

100-300 Новые 200 (уголь, лигнит и др.) 300 (торф) 200 (биомасса)

Существующие 250 (уголь, лигнит и др.) 300 (торф) 200 (биомасса)

>300 Новые 150 (уголь, лигнит и др.) 150 (торф) (СПС:200) 150

(биомасса)

Существующие 200 (уголь, лигнит и др.) 200 (торф), 200 (биомасса)

Жидкое

50-100 Новые 350 Существующие 350

100-300 Новые 200 Существующие 250

>300 Новые установки 150 Существующие 200

Газообразное >50

Новые 35 Существующие 35

Нормы выбросов

Нормы выбросов оксида серы для котлов в Беларуси (СТБ 1626.1-2006, СТБ 1626.2-2006)

Теплопроиз-водительность

котельной установки,

МВт

Норма выброса оксида серы (SO2), мг/м3

Биомасса Газообразное топливо Жидкое топливо Твердое топливо

до 01.07. 2006 г.

после 01.07. 2006 г.

до 01.07. 2006 г.

после 01.07. 2006 г.

до 01.07. 2006 г.

после 01.07. 2006 г.

до 01.07. 2006 г.

после 01.07. 2006 г.

0,1 - 0,3 - -

Не нормир

уется

Не нормир

уется

Не нормир

уется

Не норм. - -

0,3- 2 - - 4750 3000 2500

2-25 800 800 4750 4750 2500 2000 25-50 800 600 35 2500 1500 2000 1500

50-100 800 200 35 2500 850 1500 850 >100 35 850 400 850 200

Оксиды серы в выбросах в энергетике

Основные сложности в достижении норм выбросов серы в энергетике связаны с использованием мазута с высоким содержанием серы. Уровни содержания оксидов серы в выбросах при сжигании мазута в несколько раз превышают предельные значения по Гетеборгскому протоколу: 150-350 мг/м3 для новых установок и 200-350 мг/м3 для существующих установок.

Чтобы достичь норм Протокола, требуется снижение содержания серы в мазуте: до 0,15-0,25% в настоящее время.

Без существенного снижения содержания серы в мазуте, при отсутствии систем улавливания серы в выбросах, достижение норм протокола при сжигании мазута проблематично. Для твердотопливных установок и установок на газе значительных проблем в достижении предельных значений не ожидается.

Нормы выбросов оксидов азота в Гетеборгском протоколе Вид

топлива

Тепловая мощность

, МВт Тип установки Предельное значение, мг/м3

Твердое

50-100

Новые 300 (уголь, лигнит и др.), 450 (распыленный лигнит) 250 (биомасса, торф)

Существующие 300 (уголь, лигнит и др.), 450 (распыленный лигнит) 300 (биомасса, торф)

100-300 Новые 200 (уголь, лигнит и др.), 200 (биомасса, торф) Существующие 200 (уголь, лигнит и др.), 250 (биомасса, торф)

>300 Новые

150 (уголь, лигнит и др.), 150 (биомасса, торф) 200 (распыленный лигнит)

Существующие 200 (уголь, лигнит и др. ), 200 (биомасса, торф)

50-100 Новые 300 Существующие 450* Новые 150

Жидкое

100-300 Существующие 200 (в целом) 450*

>300 Новые 100

Существующие 150 (в целом) 450*


50-300 Новые 100


>300 Новые 100 Существующие 100

Нормы выбросов оксидов азота для котлов в Беларуси (СТБ 1626.1-2006, СТБ 1626.2-2006)



МВт

Норма выброса оксидов азота (NO2), мг/м3

Биомасса Газообразное топливо Жидкое топливо Твердое топливо

до 01.07. 2006 г.

после 01.07. 2006 г.

до 01.07. 2006 г.

после 01.07. 2006 г.

до 01.07. 2006 г.

после 01.07. 2006 г.

до 01.07. 2006 г.

после 01.07. 2006 г.

0,1 - 0,3 Не норми-руется

Не норми-руется

170 80 350 300 Не норми-руется

750

0,3- 2 180 100 250 250 600 2-25 750 500 220 120 250 250 750 500

25-50 600 500 240 140 300 250 750 500 50-100 500 400 250 150 350 300 600 400 >100 300 150 350 200 500 200

Оксиды азота в выбросах в энергетике

Основная сложность - значительное превышение предельных значений Гетеборгского протокола для выбросов оксидов азота при сжигании природного газа (100 мг/м3 ).

Диапазон концентраций диоксида азота в отходящих газах при сжигании природного газа ТЭЦ значительный: для паровых котлов до 150 МВт составляет 50–350 мг/м3 (до 500 мг/м3 без воздухоохранных мероприятий); для котлов мощностью 150–300 МВт – 80–700 мг/м3 (основное мероприятие по снижению выбросов – рециркуляция дымовых газов); для котлов мощностью более 300 МВт – 80–450 мг/м3 (воздухоохранные мероприятия для котлов включают рециркуляцию дымовых газов в топку по наружному каналу горелок и ряд других).

Потребуется также пересмотр действующих национальных нормативов в отношении выбросов диоксида азота; пока они менее жесткие, нежели по Гетеборгскому Протоколу.

Содержание оксидов азота в выбросах в энергетике

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

паровые котлы < 150 МВт

паровые котлы 150-300 МВт

паровые котлы > 300 МВт

водогрейные котлы < 50 МВт

водогрейные котлы 50–

100 МВт

водогрейные котлы > 100 МВт

мг/м3

Оценка потенциала сокращения выбросов Оксиды азота

Выбросы оксидов азота от стационарных источников в 2005 г. составили 58,5 тыс.т, целевой показатель составляет 43,8 тыс.т. Для его достижения необходимо сократить выбросы на 13,4 тыс. т к уровню 2010 г. и на 24,6 тыс. т (на 36 %) к прогнозируемому уровню на 2020 г.

Необходимые затраты на достижение целевого показателя выбросов NOx по модели GAINS составят 620,9 млн. евро/год, в том числе для стационарных источников – 52,7 млн. евро/год (без бытового сектора), передвижных – 568,2 млн.евро/год. Приведенные затраты на реализацию целевого показателя составят от 0,56 до 20,4 тыс. евро/т NOx.

050

100150200250

2005 2010 2020

тыс. т

транспорт (потенциал) стационарные истчоники (потенциал) транспорт стационарные источники

По величине потенциала сокращения выбросов NOx и уровню

приведенных затрат все сектора и отрасли разделены на четыре категории.

1 – с наибольшим потенциалом сокращения и наименьшими затратами (цементная промышленность); общий потенциал сокращения выбросов к 2020 г. составит 13,3 тыс. т с приведенными затратами 1,66 тыс. евро/т NOx;

2 – с высоким потенциалом сокращения выбросов и высокими затратами (энергетика, нефтепереработка, жилищно-коммунальное хозяйство, бытовой сектор, передвижные источники);

3 - с низкими приведенными затратами, а также низким потенциалом сокращения: сжигание и технологические процессы в стекольной промышленности.

4 – с низким потенциалом и высокими приведенными затратами: сжигание топлива в машиностроении и металлообработке, лесной, целлюлозно-бумажной и деревообрабатывающей промышленности, пищевой промышленности, сельском хозяйстве, социальной сфере и сфере услуг.

0 10 20 30

Энергетика

Нефтепереработка

Машиностроение и металлообработка

Цементная промышленность

Стекольная

Деревообрабатывающая

Пищевая

Сельское хозяйство

Лесное хозяйство

ЖКХ

Другие отрасли

Потенциал сокращения, тыс. т

0 50 100 150

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

Затраты на реализацию потенциала, млн евро/год

0 5 10

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

Приведенные затраты,

тыс. евро/т NOx

Потенциал сокращения выбросов оксидов азота в основных секторах

Нормы выбросов пыли для установок по сжиганию более 50 МВт в Гетеборгском протоколе

Вид топлива Тепловая

мощность, МВТ Тип установки Предельное значение

Твердое

50-100 Новые

20 (уголь, лигнит и др.) 20 (биомасса, торф)

Существующие 30 (уголь, лигнит и др.) 30 (биомасса, торф)

100-300 Новые


Существующие 25 (уголь, лигнит и др) 20 (биомасса, торф)

>300 Новые


Существующие 20 (уголь, лигнит и др.) 20 (биомасса, торф)

Жидкое

50-100 Новые 20


100-300 Новые 10


>300 Новые 10 Существующие 20 (в целом)


>50 5

Нормы выбросов пыли для котлов в Беларуси (СТБ 1626.1-2006, 1626.2-2006)



МВт

Норма выброса твердых частиц, мг/м3

Биомасса Газообразное топливо

Жидкое топливо

Твердое топливо

до 01.07. 2006

после 01.07. 2006

до 01.07. 2006

после 01.07. 2006

до 01.07. 2006

после 01.07. 2006

до 01.07. 2006

после 01.07. 2006

0,1 - 0,3 1100 600 - - - 150 - 600

0,3- 2 400 300 100 100 500 300

2-25 300 150 80 75 300 150 25-50 150 100 60 50 200 100

50-100 50 50 50 40 150 50 >100 40 25 100 30

Пыль в выбросах

Твердое топливо в энергетике используется ограниченно, однако в последние годы отмечается рост потребления местных видов твердого топлива. Могут возникнуть сложности с реализацией норм Гетеборгского Протокола как для старых, так для новых установок по сжиганию твердого топлива, поскольку в настоящее время уровни содержания пыли в выбросах твердотопливных котлов существенно выше. Потребуются дополнительные мероприятия по снижению концентраций пыли и повышении эффективности пылегазоочистного оборудования. Потребуется также привести в соответствие национальные нормы, касающиеся концентрации твердых частиц при сжигании твердого топлива.

Для сжигания жидкого и газообразного топлива проблем с достижением норм Гетеборгского Протокола не ожидается.

Составляющие НДТ в энергетике (Reference document.., 2006)

НДТ для хранения и обращения с топливом и добавками НДТ для теплоэффективности НДТ для сокращения выбросов НДТ для предотвращения загрязнения воды НДТ для утилизации золы и остатков от сжигания НДТ для совместного сжигания отходов и регенерированного топлива

Нормативная база внедрения НДТ в Беларуси

НДТ для снижения выбросов NOx и CO при сжигании газа на электростанциях (Reference document.., 2006)

Тип установки Выбросы по НДТ, мг/нм3

Содержание О2

НДТ для достижения

NOx CO

Новые газовые турбины 20-50 5-100 15 Сухие горелки с малым выбросом NOx или СКВ

Существующие газовые турбины

50-90 30-100 15 Инжекция пара и воды или СКВ

Новые газовые котлы 50-100 30-100 3 Низкоэмиссионные горелки или СКВ или НСКВ Существующие газовые

котлы 50-100 30-100 3

Внедрение принципа НДТ в Беларуси

Основная область применения принципа НДТ – выдача комплексных природоохранных разрешений.

Нормативная база комплексных природоохранных разрешений: - Указ №528 от 17.11.2011 «О комплексных природоохранных разрешениях» - Положение о порядке выдачи комплексных природоохранных разрешений Утв. Пост. СМ №1677 от 12.12.2011 - Национальная стратегия внедрения комплексных природоохранных разрешений на 2009-2020 годы. Утв. Пост. СМ N 980 от 25.07.2009

Этапы внедрения:

- 1 этап – 2009-2010 – разработка нормативной базы - 2 этап – разработка нормативов допустимого воздействия на окружающую среду с учетом НДТ и др. - 3 этап – 2016-2020 гг. – выдача комплексных разрешений природопользователям.

Требования к получению комплексного разрешения

- заявление по установленной форме; - общественное уведомление по установленной форме; - проект нормативов допустимых выбросов с приложением

акта инвентаризации выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух;

- акт инвентаризации отходов производства, оформлен- ный по устанавливаемой Минприроды форме;

- схема водоснабжения и канализации с указанием мест добычи (изъятия), получения воды и отведения сточных вод;

- документ, подтверждающий внесение платы, - при добыче подземных вод с применением водозаборных сооружений, оборудованных насосными установками, а также отведении сточных вод в подземные воды с применением водохозяйственных сооружений и технических устройств.

Сложности при реализации принципов НДТ

- противоречия между экологическим (по ПДК) и технологическим (нормы выбросов) подходами к установлению допустимых выбросов; - противоречия между установленными нормативами выбросов на стадии инвентаризации и разработки нормативов выбросов и требованиями НДТ на стадии выдачи комплексных разрешений; - недостаточно развитая институциональная база; - трудоемкость процедуры получения комплексного разрешения; - недостаточное информационное обеспечение (издания-аналоги BREF и другие); - малый опыт выдачи комплексных разрешений с учетом принципов НДТ.

Предложения по расширению применения НДТ

- разработка нормативных актов, внесение дополнений в действующие ТНПА для устранения возникновения противоречий при реализации экологического (ПДК), технологического (нормы выбросов) и принципов НДТ при установлении допустимых выбросов и выдаче комплексных разрешений; - создание нормативной базы внедрения принципов НДТ на стадии проектирования и реконструкции производств; - повышение нормативного статуса изданий по НДТ; - развитие институциональной базы: создание постоянно действующих советов, комиссий, специальных сайтов по НДТ, подготовка кадров; - участие экспертов стран ВЕКЦА в работе советов по подготовке BREF (например, в качестве наблюдателей), обмен опытом; - специальные проекты при поддержке ЕС по подготовке проектов ТНПА, переводам и адаптации BREF.

Спасибо за внимание !

opportunities and challenges from the implementation of the ......торф. Следует...

Documents