Сучасні технології енергозбереження – потенціал розвитку та енергетична безпека підприємства
Розглянуто показники енергоємності ВВП різних країн, проаналізовано джерела та шляхи підвищення енергоефективності й енергетичної безпеки вугільної галузі за рахунок сучасних технологій енергозбереження. Рассмотрены показатели энергоемкости ВВП разных стран, проанализированы источники и пути повышен...
Saved in:
| Published in: | Физико-технические проблемы горного производства |
|---|---|
| Date: | 2013 |
| Main Author: | |
| Format: | Article |
| Language: | Ukrainian |
| Published: |
Інститут фізики гірничих процесів НАН України
2013
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/108278 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Сучасні технології енергозбереження – потенціал розвитку та енергетична безпека підприємства / Е.А. Петелін // Физико-технические проблемы горного производства: Сб. научн. тр. — 2013. — Вип. 16. — С. 169-175. — Бібліогр.: 10 назв. — укр. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-108278 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Петелін, Е.А. 2016-11-01T19:52:08Z 2016-11-01T19:52:08Z 2013 Сучасні технології енергозбереження – потенціал розвитку та енергетична безпека підприємства / Е.А. Петелін // Физико-технические проблемы горного производства: Сб. научн. тр. — 2013. — Вип. 16. — С. 169-175. — Бібліогр.: 10 назв. — укр. XXXX-0016 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/108278 620.9 Розглянуто показники енергоємності ВВП різних країн, проаналізовано джерела та шляхи підвищення енергоефективності й енергетичної безпеки вугільної галузі за рахунок сучасних технологій енергозбереження. Рассмотрены показатели энергоемкости ВВП разных стран, проанализированы источники и пути повышения энергоэффективности и энергетической безопасности угольной отрасли за счет современных технологий энергосбережения. Considered the energy intensity of GDP in different countries, analyzed the sources and ways to improve energy efficiency and energy safety of the coal industry due to modern energy-saving technologies. uk Інститут фізики гірничих процесів НАН України Физико-технические проблемы горного производства Технико-экономические проблемы горного производства Сучасні технології енергозбереження – потенціал розвитку та енергетична безпека підприємства Современные технологии энергосбережения – потенциал развития и энергетическая безопасность предприятия Modern energy-saving technologies as a development potential and energy safety of an enterprise Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Сучасні технології енергозбереження – потенціал розвитку та енергетична безпека підприємства |
| spellingShingle |
Сучасні технології енергозбереження – потенціал розвитку та енергетична безпека підприємства Петелін, Е.А. Технико-экономические проблемы горного производства |
| title_short |
Сучасні технології енергозбереження – потенціал розвитку та енергетична безпека підприємства |
| title_full |
Сучасні технології енергозбереження – потенціал розвитку та енергетична безпека підприємства |
| title_fullStr |
Сучасні технології енергозбереження – потенціал розвитку та енергетична безпека підприємства |
| title_full_unstemmed |
Сучасні технології енергозбереження – потенціал розвитку та енергетична безпека підприємства |
| title_sort |
сучасні технології енергозбереження – потенціал розвитку та енергетична безпека підприємства |
| author |
Петелін, Е.А. |
| author_facet |
Петелін, Е.А. |
| topic |
Технико-экономические проблемы горного производства |
| topic_facet |
Технико-экономические проблемы горного производства |
| publishDate |
2013 |
| language |
Ukrainian |
| container_title |
Физико-технические проблемы горного производства |
| publisher |
Інститут фізики гірничих процесів НАН України |
| format |
Article |
| title_alt |
Современные технологии энергосбережения – потенциал развития и энергетическая безопасность предприятия Modern energy-saving technologies as a development potential and energy safety of an enterprise |
| description |
Розглянуто показники енергоємності ВВП різних країн, проаналізовано джерела та шляхи підвищення енергоефективності й енергетичної безпеки вугільної галузі за рахунок сучасних технологій енергозбереження.
Рассмотрены показатели энергоемкости ВВП разных стран, проанализированы источники и пути повышения энергоэффективности и энергетической безопасности угольной отрасли за счет современных технологий энергосбережения.
Considered the energy intensity of GDP in different countries, analyzed the sources and ways to improve energy efficiency and energy safety of the coal industry due to modern energy-saving technologies.
|
| issn |
XXXX-0016 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/108278 |
| citation_txt |
Сучасні технології енергозбереження – потенціал розвитку та енергетична безпека підприємства / Е.А. Петелін // Физико-технические проблемы горного производства: Сб. научн. тр. — 2013. — Вип. 16. — С. 169-175. — Бібліогр.: 10 назв. — укр. |
| work_keys_str_mv |
AT petelínea sučasnítehnologííenergozberežennâpotencíalrozvitkutaenergetičnabezpekapídpriêmstva AT petelínea sovremennyetehnologiiénergosbereženiâpotencialrazvitiâiénergetičeskaâbezopasnostʹpredpriâtiâ AT petelínea modernenergysavingtechnologiesasadevelopmentpotentialandenergysafetyofanenterprise |
| first_indexed |
2025-11-26T21:15:06Z |
| last_indexed |
2025-11-26T21:15:06Z |
| _version_ |
1850773036387532800 |
| fulltext |
Физико-технические проблемы горного производства 2013, вып. 16
169
УДК 620.9
Е.А. Петелін
СУЧАСНІ ТЕХНОЛОГІЇ ЕНЕРГОЗБЕРЕЖЕННЯ – ПОТЕНЦІАЛ
РОЗВИТКУ ТА ЕНЕРГЕТИЧНА БЕЗПЕКА ПІДПРИЄМСТВА
КІІ ДонНТУ
Розглянуто показники енергоємності ВВП різних країн, проаналізовано джерела
та шляхи підвищення енергоефективності й енергетичної безпеки вугільної галузі
за рахунок сучасних технологій енергозбереження.
Ключовi слова: енергозбереження, енергоємність, енергоносій, шахтний метан,
дегазація, когенерація, глобальне потепління, парниковий ефект, вугільна галузь,
утилізація метану
За даними Енергетичної стратегії України до 2030 р. [1] (далі – Енерго-
стратегії), показник енергоємності ВВП нашої держави в декілька разів пе-
ревищує показники розвинених країн Західної та Східної Європи. Так,
енергоємність ВВП України в 2010 р. склала 0,55 т у.п. на 1000 дол. США
ВВП у порівнянні з 0,1 – для Німеччини, 0,2 – для Польщі й 0,46 – для Росії.
Рис. 1. Порівняння енергоємності ВВП різних країн [1] (розраховано як загальний
обсяг первинного споживання енергії, розділений на ВВП за паритетом купівельної
спроможності): 1 – Німеччина, 2 – Франція, 3 – Японія, 4 – Бразилія, 5 – Польща,
6 – Румунія, 7 – Фінляндія, 8 – Чехія, 9 – США, 10 – Китай, 11 – Росія, 12 – Україна
Таке становище є наслідком особливостей структури національної еко-
номіки (в особливості Донецького регіону), зміщеної у бік енергоємних га-
лузей, істотного технологічного відставання більшості галузей економіки від
рівня розвинених країн, а також цінових викривлень на внутрішніх енерге-
тичних ринках.
Физико-технические проблемы горного производства 2013, вып. 16
170
Крім того, залежність України від імпортних енергоносіїв – газу та нафти,
обмежує конкурентоспроможність національного виробництва. З іншого бо-
ку, питання енергоефективності виробництва безпосередньо пов’язане з
екологічною ситуацією в регіоні й у країні в цілому, а також є важливим з
точки зору національної енергетичної безпеки.
Загальними показниками енергетичної ефективності, які визначаються на
рівні країни, є енергоємність, електроємність і паливоємність ВВП. Таким
чином, зниження енергоємності ВВП є однією з пріоритетних цілей держав-
ної політики в області енергетики.
У найближчі роки потреба в нарощуванні видобутку і споживанні вугілля
зростатиме з підвищенням цін на імпортований природний газ, а також з ін-
тенсивним розвитком вітчизняної металургії та електроенергетики.
Енергостратегією розглядається можливість до 2030 р. збільшення видо-
бутку вугілля до 115 млн т на рік, але одним з необхідних кроків для цього є
модернізація шахт і, в першу чергу, з точки зору підвищення енергоефек-
тивності виробництва.
Вітчизняний шахтний фонд – один із найбільш важких. Це обумовлено
надзвичайно складними гірничо-геологічними умовами діяльності вуглеви-
добувних підприємств. Так, на 73 вітчизняних шахтах глибина ведення гір-
ничих робіт близько 750 м, а на 36 шахтах вона досягає 1300 м [2]. Темпера-
тура гірничих порід досягає 45С. Однак найбільша складність гірничо-
геологічних умов полягає в тому, що переважна частина вугільних пластів
небезпечна при видобутку вугілля. В Україні 90% діючих шахт характеризу-
ються високим ризиком видобутку вугілля через підвищений вміст метану.
На даний час важко знайти джерело інформації, в якому б у консолідо-
ваному вигляді було надано підтверджену інформацію про запаси шахтного
метану та викиди його в атмосферу. Наприклад, за даними Міністерства
енергетики та вугільної промисловості України, українськими шахтами
щорічно в атмосферу викидається близько 1 млрд м3 метану. Системами
шахтної дегазації в останні роки каптовано близько 13% метану від загаль-
ного обсягу. Крім того, лише на 10 з 28 шахт метан утилізований для влас-
них потреб у якості пального для генерації тепла у котлах [5]. Щорічні ви-
киди метану в атмосферу на шахтах з навантаженням 1 млн т вугілля на рік
досягають 20–50 млн м3 [8]. Структуру джерел викиду метану у вугільній
галузі представлено на рис. 2 [4].
За деякими оцінками [6], загальні світові ресурси метану вугільних родовищ
становлять 93–285 трлн м3. Україна за ресурсами вугільного метану посідає
четверте місце у світі після Китаю, Росії та Канади, випереджаючи навіть США.
Наші ресурси оцінюються у 12 трлн м3 метану, що у 3–3,5 рази перевищує за-
паси природного газу. Існує також і інша точка зору на дану проблему (таблиця)
[7]. Не звертаючи увагу на деякі розбіжності в оцінках ресурсів метану вугіль-
них родовищ, не викликає сумнівів лише той факт, що зі зростанням обсягів
видобутку вугілля та глибини розроблюваних пластів обсяги шахтного метану
будуть лише збільшуватись і його потрібно утилізувати.
Физико-технические проблемы горного производства 2013, вып. 16
171
Рис. 2. Джерела викидів метану у вугільнiй галузі
Таблиця
Оцінка ресурсної бази метану вугільних пластів
Країна Запаси, трлн м3
Канада 17–92
Росія 17–80
Китай 30–35
Австралія 8–14
США 4–11
Україна 2–12
Індія 0,85–4
Німеччина 3
Польща 3
Великобританія 2,45
Казахстан 1,1–1,7
ПАР 1
Разом 89,40–259,15
Наразі актуальною є проблема впливу метану на глобальне потепління.
Відповідно до Рамкової конвенції ООН зі зміни клімату, метан є одним із
газів, які сприяють створенню парникового ефекту.
Зменшенню викидів в атмосферу метану з діючих шахт сприятимуть
промисловий видобуток і використання метану вугільних родовищ, а також
заходи, передбачені Комплексною програмою дегазації вугільних пластів,
що є складовою частиною Програми підвищення рівня безпеки на вугільних
шахтах (затверджена постановою Кабінету Міністрів від 18 лютого 2004 р.
№ 186 [3]), зокрема утилізація шахтного метану з виробництвом тепла й
електроенергії.
Физико-технические проблемы горного производства 2013, вып. 16
172
В умовах дефіциту енергоресурсів істотним кроком у вирішенні про-
блеми енергозабезпечення підприємств і країни в цілому може й має
стати раціональне використання енергії, залучення у промисловий обіг
нетрадиційних, попутних енергоресурсів. Щодо вугільної промисловості
це, насамперед, підвищення енергоефективності, утилізація шахтного
метану, забезпечення локальної енергобезпеки найважливіших об'єктів
галузі.
Динаміка змін вартості електроенергії, що відпускається промисловим
підприємствам, за 2009–2011 рр. свідчить про зростання ціни 1 кВт∙год спо-
житої електроенергії в години пікового навантаження енергосистеми на
23%, а нічного тарифу – на 85%. Щодо вартості природного газу для
підприємств промислового й енергетичного комплексу, за даними НАК
«Нафтогаз України» [9], вартість природного газу для споживачів проми-
слового й енергетичного комплексу збільшилася в 2009–2011 рр. на 28,4%.
Вказана динаміка зберігається і в останні роки.
Таким чином, збільшення вартості електричної енергії, що відпускається
промисловим підприємствам, підвищує актуальність питання вироблення
електроенергії власними силами. Іншими словами, для забезпечення
енергоефективного виробництва, підвищення конкурентоспроможності та
диверсифікації джерел енергоресурсів підприємствам необхідно розвивати
власну енергетичну базу.
З економічної точки зору це можливо там, де є дешеві енергетичні джере-
ла. В умовах шахт до таких джерел можна віднести в першу чергу метано-
повітряну суміш, яка є попутним продуктом при видобуванні вугілля із за-
стосуванням дегазації вугільних пластів і порід, що їх вміщують, та має ви-
сокі енергетичні параметри.
Застосування підземної дегазації та утилізація каптованого метану пози-
тивно вплине на технологію гірничих робiт та економіку шахт.
За останні три десятиріччя газовиділення підвищилося більш ніж у 4 ра-
зи. Це пов'язано, перш за все, зі збільшенням глибини розробки й газонос-
ності пластів (50–75 м3/т). Ефективне застосування підземної дегазації доз-
волить збільшити навантаження на очисні вибої за газовим фактором і за-
безпечити безпеку праці шахтарів. При правильній утилізації шахтний ме-
тан стає перспективним і цінним видом палива, що вже використовується в
усьому світі, перетворюючись із проблеми, пов'язаної з безпекою, у цінне
джерело енергії.
На думку американських експертів, цей напрям буде неухильно розбудо-
вуватися, і до 2020 р. світовий видобуток метану з вугільних пластів досягне
100–150 млрд м3/рік, а в перспективі промисловий видобуток шахтного ме-
тану у світі може досягти 470–600 млрд м3/рік, що складе 15–20% світового
видобутку природного газу [10].
Комплексною програмою дегазації вугільних пластів передбачається ути-
лізація шахтного метану з виробництвом тепла й електроенергії у наступних
Физико-технические проблемы горного производства 2013, вып. 16
173
об’ємах від загального обсягу його виділення: 9–10% – в 2010 р.; 12,5–15% –
в 2015 р.; 15–20% – в 2020 р.
На нашу думку, зазначені вище проблеми мають розглядатися й вирішу-
ватись у взаємному зв'язку:
1) енергоємність ВВП країни занадто висока, щоб успішно конкурувати
на зовнішніх ринках;
2) вартість енергоносіїв неухильно зростає, а доля електроенергії в
собівартості вугілля сягає в деяких випадках 30%;
3) умови видобутку вугілля в Україні, і зокрема в Донбасі, надзвичайно
важкі через великі глибини проведення гірничих робіт, високі температури
гірничих порід i метанообільність пластів, що розробляються;
4) Україна за ресурсами шахтного метану наближається до першої
п’ятірки держав світу;
5) Україна є державою, яка ратифікувала Кіотський протокол.
Можливою відповіддю, яка, тією чи іншою мірою, допоможе розв'язати
всі зазначені проблеми, є реалізація проектів використання шахтного метану
шляхом утилізації в когенераційних установках.
Когенерація – це комбінований процес одночасного виробництва тепло-
вої та електричної енергії всередині одного пристрою, який називається ко-
генераційною установкою. Когенерація високоефективно використовує пер-
винне джерело енергії – газ для отримання двох форм корисної енергії –
теплової та електричної. Головна перевага когенерації перед традиційними
теплоелектростанціями полягає в тому, що перетворення енергії тут відбу-
вається з більшою ефективністю. Система когенерації дозволяє використо-
вувати те тепло, яке зазвичай просто втрачається.
Прикладами підприємств, які реалізували таку енергетичну стратегію, є
ПАТ «Шахта ім. А.Ф. Засядько» та ПАТ «ШУ «Покровське». За результа-
тами роботи когенераційної установки в період з 2006 по 2013 рр. ПАТ
«Шахта ім. А.Ф. Засядько» спожито 264 млн MVchp м3 СН4, вироблено
електричної енергії 923057 МВт∙год та тепла 317204 Гкал. У ПАТ «ШУ
«Покровське» реалізація проекту в повному обсязі дозволить вилучати й
переробляти близько 53,1 млн м3 метану на рік. Собівартість такої елек-
тричної енергії в 7 разів менше, нiж державні тарифи. Також підприємство
отримає 100% теплової енергії з собівартістю в 10 разів нижчою, ніж ко-
мунальні тарифи.
Висновки
Застосування сучасних інноваційних технологій енергозбереження, зас-
нованих на впровадженні когенераційних електростанцій, дозволить:
– підвищити безпеку праці шахтарів і збільшити продуктивність підпри-
ємства;
– знизити собівартість продукції;
Физико-технические проблемы горного производства 2013, вып. 16
174
– забезпечити підприємство електричною й тепловою енергією, а в літні
місяці використовувати зайве тепло в установках кондиціювання шахтного
повітря;
– суттєво підвищити енергетичну безпеку підприємства за рахунок ди-
версифікації джерел енергоносіїв;
– значно зменшити викиди парникового газу – шахтного метану в атмо-
сферу та покращити екологічну ситуацію у навколишньому середовищі.
1. Оновлення Енергетичної стратегії України на період до 2030 року / Норматив-
ний документ Міністерства енергетики та вугільної промисловості України. –
156 с. [Електронний ресурс]. – Режим доступу: http://mpe.kmu.gov.ua/fuel/
control/uk/publish/article?art_id=222022&cat_id=104126.
2. Третье, четвертое и пятое Национальные сообщения Украины по вопросам
изменения климата / Киев, 2009 [Электронный ресурс]. – Режим доступа:
http://unfccc.int/resource/docs/natc/ukr_nc5rev.pdf.
3. Второе Национальное сообщение Украины по изменению климата / Киев, 2006
[Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://unfccc.int/resource/ docs/natc/
ukrnc2r.pdf.
4. Рябич О.М. Економіко-екологічна бізнес-стратегія впровадження проектів з
утилізації метану в Україні / О.М. Рябич // Прометей: регіональний збірник на-
укових праць з економіки / Донецький економіко-гуманітарний інститут МОН
України; Інститут економіко-правових досліджень НАН України. – Вип. 2(26). –
Донецьк: ДЕГІ, 2008. – 195 с.
5. Амоша А.И. Комплексное освоение угольных месторождений Донецкой обла-
сти: монография / А.И. Амоша, В.И. Логвиненко, В.П. Гринев / Ин-т экономики
промышленности, НАН Украины – Донецк: 2007. – 216 с.
6. Вісник НАН України 2002 р №6. А. Булат, академік НАН України, директор
Інституту геотехнічної механіки НАН України / [Електронний ресурс]. – Режим
доступу: http://www.nbuv.gov.ua/portal/All/herald/2002-06/15.htm.
7. Проблемы мировой энергетики и роль Арктики в их решении / В.А. Язев // Обзор-
ная лекция [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://yazev.org/wp-content/
uploads/2011/10/%D0%9A-%D0%BF%D1%83%D0%B1%D0%BB%D0%BA%D0%
B8%D0%B0%D1%86%D0%B8%D0%B8.pdf.
8. Ефремов И.А. Концепция комплексной дегазации и создание теплоэнергетиче-
ских комплексов с использованием метана угольных шахт / И.А. Ефремов //
Вісті Донецького гірничого інституту. – 2012. – №1(30)–2(31). – С. .
9. [Електронний ресурс]. – Режим доступу: – http://mpe.kmu.gov.ua/fuel/control/uk/
publish/ article?art_id=211213&cat_id=35081.
10. Электронный журнал «Машины и механизмы» / Шахтный метан – альтер-
нативное газовое топливо / [Електронний ресурс]. – Режим доступа: –
http://www.21mm.ru/item/83/
Физико-технические проблемы горного производства 2013, вып. 16
175
Э.А. Петелин
СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЯ –
ПОТЕНЦИАЛ РАЗВИТИЯ И ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ
ПРЕДПРИЯТИЯ
Рассмотрены показатели энергоемкости ВВП разных стран, проанализированы
источники и пути повышения энергоэффективности и энергетической безопасности
угольной отрасли за счет современных технологий энергосбережения.
Ключевые слова: энергосбережение, энергоемкость, энергоноситель, шахтный ме-
тан, дегазация, когенерация, глобальное потепление, парниковый эффект, угольная
отрасль, утилизация метана
E.A. Petelin
MODERN ENERGY-SAVING TECHNOLOGIES AS A DEVELOPMENT
POTENTIAL AND ENERGY SAFETY OF AN ENTERPRISE
Considered the energy intensity of GDP in different countries, analyzed the sources and
ways to improve energy efficiency and energy safety of the coal industry due to modern
energy-saving technologies.
Keywords: energy-saving, energy intensity, energy carrier, coal mine methane, degassing,
cogeneration, global warming, greenhouse effect, coal industry, utilization of methane
|