Отказ от угля по-хабаровски

Проект строительства Хабаровской ТЭЦ-4 и результаты инженерных изысканий на площадке получили положительное заключение ФАУ «Главгосэкспертиза России», сообщили в конце октября в ПАО «РусГидро». Технические решения «признаны обоснованными и соответствующими всем установленным требованиям». Новая станция к 2025 году заменит Хабаровскую ТЭЦ-1, первый турбоагрегат которой мощностью 25 МВт был введен в эксплуатацию еще 28 сентября 1954 года (последний – на 100 МВт – в 1972 году). Оборудование давно исчерпало свой ресурс. 

Проектная установленная электрическая мощность Хабаровской ТЭЦ-4 составит 328 МВт, тепловая – 1 374 Гкал/час, вместо 435 МВт и 1200,2 Гкал/час у действующей ТЭЦ-1 (из них 881,4 Гкал/час – от турбин). По электрической мощности на ТЭЦ-4 придется примерно пятая часть максимума нагрузки всего Хабаровского края (1488 МВт в 2019 году), но среднегодовая выработка электроэнергии останется на уровне ТЭЦ-1 (около 1,6 млрд кВт*часов; при суммарном производстве в краевой энергосистеме в 8,6 млрд кВт*часов по итогам прошлого года, доля по факту не изменится – примерно 20%). Годовая выработка тепловой энергии может вырасти, но несущественно – на уровне тех же 3,3 млн Гкал. Но это все равно будет самый большой объем генерации тепла в Хабаровске, а по тепловой мощности новая станция сможет «закрыть» около 65% нынешнего уровня потребления в городе. 

«Выдача положительного заключения – необходимое условие для получения разрешения на строительство и начала строительных работ. Но к возведению станции компания приступит после принятия нормативной базы, обеспечивающих гарантии окупаемости проекта», - сообщили «Кислород.ЛАЙФ» в пресс-службе «РусГидро». Механизм договоров о предоставлении мощности, предусматривающих повышенные платежи за мощность для новых ТЭС (т.н. программа «ДПМ-2»), изначально был создан для ценовых зон энергорынка. Для его распространения на неценовую зону (в которой находится и Хабаровский край) нужны изменения в законодательстве, которые должно утвердить правительство РФ. Их и ждут в «РусГидро». 

Тем более что по этой же госпрограмме госхолдинг намерен реализовать на Дальнем Востоке еще три не менее масштабных проекта: построить вторую очередь Якутской ГРЭС-2, модернизировать Владивостокскую ТЭЦ-2, а также возвести Артемовскую ТЭЦ-2 (последние две станции – в Приморской энергосистеме). Интересно, что все эти объекты будут газовыми – смену топлива сейчас проведут и для изначально спроектированной под уголь станции в Артеме. Это дань не столько модному мировому тренду «отказа от угля», сколько требованиям законодательства и экологической ответственности: все проекты, за исключением Артемовского, запланированы в крупных городах ДФО, где имеется доступ к газу, тогда как новую угольную генерацию можно строить только за пределами муниципалитетов. Суммарное потребление газа тремя ТЭЦ в Хабаровске (ТЭЦ-2 работает в режиме котельной) вырастет незначительно: сейчас это чуть больше 1 млрд кубометров, а станет – 1,15 – 1,2 млрд кубометров. Но угля сжигать придется меньше – как минимум на 430 тыс. тонн (нынешнее годовое потребление ТЭЦ-1).

Строить новое 

Решение о том, что в Хабаровске нужно построить именно новую ТЭЦ, было принято после тщательного изучения возможностей модернизации действующей станции, основное оборудование которой выработало свой временной ресурс, а также морально и физически устарело. Хабаровская ТЭЦ-1 – типовая паротурбинная теплоэлектроцентраль, тепловая схема которой выполнена обычным для послевоенных лет способом – с поперечными связями по пару и воде (введенная в 1985 году Хабаровская ТЭЦ-3, самая мощная в краевой энергосистеме, была построена по более прогрессивной блочной схеме). В составе ТЭЦ-1 работает две группы основного оборудования – с давлением 9 МПа (турбоагрегаты №1-6) и 13 МПа (турбоагрегаты №7-9). Пар для них вырабатывают 15 энергетических котлов, из которых семь самых «старых» работают на угле, а восемь БКЗ-210-140 с 2005 года были последовательно переведены на сжигание сахалинского газа (на ТЭЦ-3, к примеру, газифицирован всего один котел из четырех). Еще три «чисто» водогрейных котла ПТВМ-100, работающих на мазуте, законсервировали в 1997 году. Интересно, что в качестве резервного топлива на угольных котлах используют мазут, а на газовых – уголь. 

Угольные котлоагрегаты запускали с 1954 по 1965 годы, они давно уже выработали свой парковый ресурс. «Газовая» часть ТЭЦ-1 лишь немногим моложе, вводили ее в конце 1960-х – начале 1970-х. Только один БКЗ-240-140 работает с 1996 года, сейчас исключительно на газе. У остальных же котлоагрегатов наработка колеблется от 46 до 65 лет! Такие же «древние» здесь и турбоагрегаты – парковый ресурс большей части из них, особенно трех Т-100-130, продлевали уже от трех до шести раз!

Средним КИУМ по электроэнергии у ТЭЦ-1 – 43%, по теплу – 29%, это, в принципе, не самые низкие показатели для объектов генерации схожих параметров. Средний коэффициент теплофикации у станции высокий – 72,5% (в осенне-зимний период этот показатель составляет 89,24%, в летний – 36,3%). Тем не менее, модернизировать эту «старушку» вряд ли имело смысл – в таком случае пришлось бы строить, по факту, новую угольную ТЭЦ, смирившись с крайне высоким для подобных объектов CAPEХ. И с неминуемыми экологическими рисками (тем более, что в прилегающей жилой застройке находится больница с роддомом). Поэтому Минэнерго РФ и «Системным оператором» было согласовано замещение выбывающих мощностей ТЭЦ-1, а в «РусГидро» для повышения надежности и эффективности электроснабжения в краевой энергосистеме, ликвидации намечающегося дефицита тепловой энергии в самом Хабаровске, а также для повышения надежности теплоснабжения южной части города, решили строить абсолютно новую ТЭС. Причем сразу на газовом топливе, что априори выходило дешевле любого угольного варианта. 

Чтобы сократить сроки строительства (все надо успеть до 2025 года), и, опять же, еще сильне «подрезать» капзатраты, причем как на саму стройку, но и на ввод ТЭЦ-4 в эксплуатацию, проектом решено разместить новую станцию в пределах существующего земельного участка ТЭЦ-1 – как вариант, в его северо-восточной части, со стороны временного торца главного корпуса. Другие варианты предусматривает строительство объектов в районе угольного склада и действующего мазутного хозяйства в восточной и центральной частях промплощадки соответственно. Неизменными останутся точки присоединения по газовому топливу, системы подпитки теплосети, в том числе и связь с береговой насосной станцией (воду для технологического цикла берут из Амура). Будут использованы и нынешние объекты выдачи электрической (ЗРУ по восьми ВЛ 110 кВ и по восьми ВЛ 35 кВ в соответствующие по напряжению сети) и тепловой мощностей (шесть магистралей, по которым теплоноситель уходит к потребителям южной части города – Южного округа, частично Железнодорожного и Центрального округов, а также нескольких пригородных сел в Хабаровском районе края). Соответственно, масштабного строительства новой сетевой инфраструктуры в Хабаровске не потребуется. 

Пригодиться и уже созданная инфраструктура газообеспечения, правда, придется вложиться в увеличение пропускной способности ГРС-1 в Ильинке (до 217 тыс. кубометров в час), а также отходящего от нее газопровода до приемного пункта на самой станции (для этого нужно будет проложить еще одну трубу параллельно нынешней). Если сейчас ТЭЦ-1 потребляет порядка 600 млн кубометров газа в год (напомним – не все котлы работают на этом топливе!), то ТЭЦ-4, уже полностью газовой, потребуется для работы примерно 738 млн кубов. 

Понятно, что в связи с этим стройку нового объекта придется вести в условиях действующего предприятия, с сохранением текущих объемов отпуска тепловой и электрической энергии как в летних, так и в зимних режимах. Деваться некуда – ТЭЦ-1 обеспечивает более 45% суммарной выработки тепловой энергии по городу (на долю трех ТЭЦ в Хабаровске приходится 98,2% всей реализуемой тепловой энергии на жилую и общественную застройку, и больше всех производит именно ТЭЦ-1). Доля станции в общем объеме договорной тепловой нагрузки потребителей (всего около 2089,966 Гкал/час без учета тепловых потерь), присоединенных к СЦТ Хабаровска, составляет сегодня порядка 38%.

Газотурбинный выбор

Самый интересный момент – вместо типовой паротурбинной ТЭЦ, работающей по классическому циклу Ренкина, «РусГидро» построит в Хабаровске… газотурбинную тепловую электростанцию! Проектом предусмотрен монтаж четырех газотурбинных установок (ГТУ) 6F.03 производства ООО «Русские газовые турбины» с генераторами ТФ-90Г-2УЗ электрической мощностью 82 МВт каждый, которые будут связаны с четырьмя водогрейными котлами-утилизаторами общей тепловой мощностью 420 Гкал/час. В дополнение планируется строительство отдельно стоящей водогрейной котельной на 900 Гкал/час (еще 54 Гкал/час придется на мощность источников пара – у ТЭЦ-1 осталась небольшая паровая нагрузка). 

Традиционный паросиловой цикл в Хабаровске, таким образом, останется только на ТЭЦ-3. А на «четверке» заработает цикл ГТУ – механическая энергия вращения газовой турбины пойдет на вращение генератора и выработку электроэнергии, а сбросное тепло – на подогрев теплоносителя в утилизационном котле. В теории такое сочетание позволяет увеличить суммарный КПД ГТУ примерно с 30 до 90%. ГТ-ТЭЦ более просты в обслуживании: на них нет котлов высокого давления, поэтому им не нужны и специальные охлаждающие устройства для сброса избыточной тепловой энергии и т.п.

Использование ГТУ повысит и маневренные возможности Хабаровской ТЭЦ-4, позволяя ей гибко реагировать на скачки спроса в краевой энергосистеме. Исторически собственную выработку в Хабаровском крае обеспечивают только ТЭЦ, но они работают с дефицитом, поэтому покрытие пиковой части графиков электрических нагрузок осуществляется за счет перетоков из энергосистем Амурской области (там есть мощные ГЭС) и Приморского края, благо энергетика юга ДФО функционирует в рамках ОЭС Востока. «Преимуществом современных газотурбинных установок (по сравнению с используемыми на Хабаровской ТЭЦ-1 паротурбинными) является значительно лучшие маневренные возможности (способность быстро изменять мощность в соответствии с потребностями энергосистемы), меньшие удельные затраты топлива, большая компактность оборудования», - объяснили выбор состава оборудования в «РусГидро».

Однако довольно неожиданная для крупного городского энергоузла ставка на ГТУ (впрочем, в Якутске такая ТЭЦ работает уже почти полвека), конечно, предопределена не только маневренностью – ее, скорее, можно рассматривать в качестве приятного бонуса. Также как и значительное сокращение водопотребления ТЭЦ-4 при эксплуатации – ведь ГТУ, в отличие от «традиционных» котлоагрегатов, в своем технологическом цикле воду вообще не используют. Куда важнее, что газотурбинный проект даже с котлами-утилизаторами оказался и самым дешевым по капзатратам – в сравнении, например, со строительством в Хабаровске ПГУ в различных сочетаниях, варианты которых в «РусГидро» также просчитывали. Хотя по показателям энергоэффективности более выигрышно выглядели именно парогазовые установки (УРУТ на выработку электроэнергии на них оказался бы ниже газовых турбин), и даже обновленная ПСУ (правда, только по среднегодовому УРУТ на выработку тепла), CAPEX в 39 млрд рублей на строительство ГТ-ТЭЦ оказался самым низким среди всех других альтернатив. 

Этот же вариант в итоге оказался наиболее предпочтительным с точки зрения эффективности использования топлива. «Стоимость складывается из затрат на строительно-монтажные работы, закупку оборудования, создание внеплощадочной инфраструктуры. Окончательная стоимость строительства Хабаровской ТЭЦ-4 будет определена по итогам рассмотрения сметной части проекта Главгосэксперизой, это ожидается в первом квартале 2021 года. Проект будет реализован за счет средств «РусГидро», привлечение средств федерального бюджета не планируется», - заявили в госхолдинге.

Но самое главное – это экологический эффект. По всем расчетам, газотурбинная ТЭЦ-4 станет выбрасывать в атмосферу города в 10 раз меньше загрязняющих веществ, чем даже наполовину газифицированная ТЭЦ-1! Причем все варианты с ПГУ оказались бы, так сказать, более «грязными», особенно по эмиссии окислов азота (они будут обусловлены одорацией газа). «Выбор природного газа позитивно скажется на экологической ситуации – до нуля сократятся выбросы в атмосферу золы, будет полностью исключена необходимость ее складирования на золоотвале, выбросы окислов серы и азота сократятся в несколько раз», - заявили в «РусГидро».

Дополнительным позитивным вкладом в экологию станет и демонтаж ТЭЦ-1 – не всей, а только в той угольной части, что не понадобится для работы нового объекта (топливоподача и др.). «Старую» станцию, естественно, выведут из эксплуатации только после завершения строительства ТЭЦ-4, причем в рамках другого инвестпроекта (эти затраты не включены в стоимость нового объекта). Тогда будут ликвидированы и открытый угольный склад емкостью 332 тыс. кубометров (не будет даже минимального пыления), и золоотвал, и хозяйство растопочного топлива – мазута (три бака по 2 тыс. тонн каждый). Резервным и аварийным для ГТУ по техническим требованиям станет дизельное топливо (сейчас в Хабаровской энергосистеме его используют только для запуска дизель-генераторов при пуске Николаевской ТЭЦ после полного останова).

В перспективе ближайших 10 лет, помимо Хабаровской ТЭЦ-4, строительство новых электростанций в Хабаровском крае строить не планируют (тем более что буквально в сентябре «РусГидро» запустили новую угольную ТЭЦ в Советской Гавани), благо регион имеет достаточные резервы мощности. Дефицита тепловой энергии для Хабаровска, согласно схеме теплоснабжения города до 2035 года, также не прогнозируется – прирост тепловой нагрузки может составит порядка 545,7117 Гкал/час, из них на долю ТЭЦ-1 ранее записывали всего около 150 Гкал/час. На этом фоне куда важнее обеспечить надежность снабжения потребителей, улучшить экологические параметры тепловой генерации, и создать необходимые резервы для возможного роста. Этим задачам и служит проект ТЭЦ-4.