WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

На правах рукописи

КЕЙКО Александр Владимирович

СИСТЕМНАЯ ОЦЕНКА ТЕХНОЛОГИИ ТЕРМОХИМИЧЕСКОЙ КОНВЕРСИИ НИЗКОСОРТНОГО ТВЕРДОГО ТОПЛИВА

Специальность 05.14.01 – Энергетические системы и комплексы

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Иркутск · 2012

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном учреждении науки Институте систем энергетики им. Л.А.Мелентьвева Сибирского отделения Российской академии наук (ИСЭМ СО РАН)

Официальные оппоненты: Овчинников Юрий Витальевич д.т.н., проф., ФГБОУ ВПО Новосибирский государственный технический университет, профессор Соколов Александр Даниилович д.т.н., ФГБУН Институт систем энергетики им. Л.А.Мелентьева Сибирского отделения Российской академии наук, главный научный сотрудник Федяев Андрей Витальевич д.т.н.

ОАО «Газпром промгаз», зав. лабораторией

Ведущая организация: ФГБУН Институт энергетических исследований Российской академии наук (г. Москва)

Защита состоится «06» ноября 2012 года в «09:00» часов на заседании диссертационного совета Д 003.017.01 при ИСЭМ СО РАН по адресу: г. Иркутск, ул. Лермонтова, д. 130, ауд. 355.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ИСЭМ СО РАН по адресу: г. Иркутск, ул. Лермонтова, д. 130, каб. 407.

Отзывы на автореферат следует направлять в двух экземплярах в адрес диссертационного совета Д 003.017.01 по адресу: 664033, г. Иркутск, ул. Лермонтова, д. 130, каб. 207.

Автореферат разослан «____» сентября 2012 года.

Ученый секретарь диссертационного совета д.т.н., проф. А.М.Клер

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Определение приоритетных областей и направлений развития науки и технологий является составной частью государственной научнотехнической политики. Ее цель – концентрация ограниченных сил и средств на небольшом числе научно-технических проектов, обеспечивающих конкурентные преимущества национальной экономики и/или социальной сферы на перспективу заданной глубины. В нашей стране к середине 1980-х гг. сложилось научное направление, связанное с планированием технологического развития в энергетике, – системные исследования НТП в энергетике. В процессе смены российской государственности на рубеже 1990-х гг., когда в экономике наблюдался заметный спад, спрос на системные технологические исследования полностью иссяк в связи с существенным сокращением горизонта экономического планирования. В настоящее время восстановление темпов экономического роста породило своего рода бум спроса на исследования и прогнозы технологического развития в энергетике. Уже накоплен опыт решения задач в условиях либерализованной экономики, который позволяет рафинировать и развить ранее известные методы на новой информационной, правовой и компьютеризованной базе. Выполняется много работ по обоснованию рациональных приоритетов и пропорций развития ТЭК и его технологического обеспечения, сформирован федеральный перечень критических технологий, разрабатываются энергетические стратегии страны и субъектов Российской Федерации, разработан первый форсайт. Требуют ответа вопросы: какая потребуется техника, как ее внедрять, какими окажутся затраты, как их распределять, как сделать эти затраты окупаемыми и на каких производителей ориентироваться. Все эти вопросы составляют проблематику и предмет системных технологических исследований в энергетике. Настало время для ревизии имеющегося инструментария (подходов, методов, моделей), применимого для научно-технологического прогнозирования в энергетике.

Несколько факторов, включая колебания мировых цен на энергоносители, глобальные изменения климата и связанные с ними международные экологические ограничения, геополитические риски в связи с политической нестабильностью в регионах добычи ископаемых энергоносителей, предубеждения относительно безопасности атомной энергетики и другие, привели к существенному росту разнообразия технологий получения и преобразования энергии. В этой связи специалисты прогнозируют смену технологического уклада энергетики в 2025-2030 гг. Россия пока остается в стороне от этих процессов. В этих условиях критическая оценка инструментария системных технологических исследований обладает безусловной актуальностью и приоритетом.

Здесь возникает проблема. С одной стороны, выполнять инвентаризацию методов, моделей и данных в отрыве от конкретных технологий бессмысленно. С другой стороны, такая инвентаризация срочно требуется в отношении широкого спектра технологий, который сегодня насчитывает без преувеличения тысячи разновидностей технологий, конкурирующих между собой по десятку критериев, значения которых еще предстоит верифицировать.

Чтобы начать эту масштабную работу, в качестве объекта исследования в диссертации выбран один достаточно широкий класс энергетических технологий, для которого перспективы массового внедрения пока не очевидны. Макротехнология термохимической конверсии (ТХК) низкосортных твердых топлив (НТТ), объединяющая всю совокупность разнообразных технологий преобразования таких топлив в горючие газы, выбрана в качестве объекта исследования не случайно. Получение из твердого топлива горючих газов с возможностью дальнейшего производства электроэнергии или жидких моторных топлив позволяет получить остальные виды конечной энергии в любом месте и в любом сочетании. Поэтому оно часто ассоциируется с энергетической независимостью. Однако, несмотря на значительные усилия, сосредоточенные на развитии технологий ТХК в разных странах, их массовое внедрение пока не началось. Если верить заявлениям разработчиков, технологии газификации «находятся на рубеже широкого внедрения в энергетике» уже слишком долго – около 40 лет. Таким образом, технологии данного класса сами по себе представляют весьма актуальный объект для системного исследования.

Цели и основные задачи работы. Исследование преследует две основные цели: (1) методологическую, связанную с систематизацией и развитием методов системных технологических исследований в энергетике, и (2) проблемную, предполагающую анализ технологий определенного класса, оценку их потенциала в экономике и выработку рекомендаций относительно освоения этого потенциала.

Первая цель достигается решением следующих задач: (1) исследованы причины, обусловившие необходимость изучения НТП в энергетике; (2) исследован временной и пространственный масштаб изменений в технике, составляющих предмет системных технологических исследований; (3) предложена иерархия задач системных технологических исследований, показана их взаимосвязь; (4) сделан обзор критериев, применяемых при решении задач развития энергетической техники;

(6) обсуждены особенности системных энергетических моделей; (7) введено понятие институциональной среды технического развития, показаны этапы и закономерности ее формирования; (8) обоснованы существование и необходимость изучения институциональных ограничений на внедрение новой техники в энергетике России; (9) выявлены общие тенденции развития энергетических технологий;

(10) сформулированы актуальные задачи исследований НТП в энергетике.

Вторая цель достигается решением задач: (1) выделены признаки НТТ, существенные для его эффективного использования; (2) классифицированы технологии, в совокупности образующие макротехнологию ТХК твердого топлива;

(3) оценены объемы доступных ресурсов НТТ; (4) исследованы уровень и направления развития современных технологий конверсии твердого топлива; (5) на большом числе конкретных примеров исследованы технико-экономические показатели технологий для разных их вариантов; (6) исследованы рынки технологий ТХК;

(7) текущие и прогнозные показатели удельной стоимости технологий ТХК сопоставлены с показателями альтернативных технологий; (8) технологии сопоставлены по уровню технической зрелости и степени проникновения на рынок; (9) на основе SWOT-анализа определены «окна возможностей» для успешной реализации прикладных проектов; (10) выполнен физико-технический анализ показателей эффективности и управляемости процессов ТХК, оценены предельные показатели их эффективности; (11) исследована эффективность процессов ступенчатой газификации угля; (12) сформулированы наиболее перспективные направления НИР и ОКР по разработке установок конверсии.

Научная новизна работы определяется следующими положениями:

1. Методология системных исследований НТП в энергетике требует обобщения и переосмысления в связи со становлением рыночной экономики и появлением новых критериев эффективности для обоснования направлений развития техники.

Результаты критического анализа методов в данной области являются новыми.

2. Обобщенные технико-экономические показатели технологий ТХК НТТ, полученные на единой методической базе, являются новыми.

3. Результаты экспериментального воспроизведения процессов и режимов газификации в широком диапазоне параметров получены впервые.

4. Разработанные модификации моделей экстремальных промежуточных состояний (МЭПС) являются оригинальными. Учет макрокинетических ограничений (как методический прием), формулировка вида и оценка эффективности этих ограничений применительно к ТХК сделаны впервые.

5. Теоретическое исследование показателей технической эффективности ступенчатой газификации твердого топлива и оценка возможностей управления им средствами термодинамического анализа выполнены впервые.

6. Результаты анализа конкурентоспособности макротехнологии ТХК в малой и распределенной энергетике являются новыми.

7. Постановка задачи исследования институциональной среды технического развития в рамках системных исследований в энергетике прежде не выдвигалась.

8. Понятие институциональных ограничений при создании и внедрении новых энергетических технологий введено автором впервые. Впервые предложен метод выявления подобных ограничений.

На защиту выносятся следующие положения:

1. Обобщение методологии системных технологических исследований в энергетике с позиций современных представлений об НТП и его роли в экономике, нашедшее выражение в предложенной иерархии задач системных исследований энергетических технологий.

2. Развитие методологии системных технологических исследований путем включения в состав ее методов исследования институциональных ограничений, которые в условиях рыночной экономики и достигнутой фазы НТП стали одним из определяющих факторов технологического развития.

3. Система обобщенных технико-экономических показателей, характеризующих макротехнологию ТХК твердых топлив и отдельных технологий в ее составе, а также методика получения обобщенных технико-экономических показателей, включающая анализ внутренних и внешних факторов развития технологии.

4. Новые модификации МЭПС с макрокинетическими ограничениями, позволяющие рассчитывать профили параметров реагирующей системы по высоте реакционной зоны.

5. Результаты численного и экспериментального исследования режимов термохимической конверсии НТТ, включая оценки предельных показателей технической эффективности и управляемости процесса ступенчатой газификации.

6. Выводы относительно конкурентоспособности и степени проникновения на рынок технологий ТХК НТТ по сравнению с альтернативными технологиями.

7. Выводы по результатам анализа институциональной среды технического развития, а также институциональных ограничений в коммунальной энергетике.

Методы исследования следуют методологии системных исследований в энергетике (Л.А.Мелентьев, А.А.Макаров, Ю.Н.Руденко, Л.С.Беляев, С.П.Филиппов и др.; за рубежом – В.Хефеле, Н.Накиченович и др.) и включают комплексный сравнительный анализ физико-технической, экономической и экологической эффективности технологий, возможных и целесообразных масштабов их использования. Вопросам методологии системных технологических исследований целиком посвящена первая глава диссертации. В анализе физико-технической эффективности сочетаются методы численного физико-химического и физического моделирования процессов ТХК. В численном моделировании использована методология МЭПС (Б.М Каганович, С.П.Филиппов, Е.Г.Анциферов).

Практическая значимость и внедрение результатов. Развиваемая автором методология системной оценки энергетических технологий неоднократно использована в разработке прогнозов развития различных технологий производства и преобразования энергии, подготовленных по заказам государства – Федеральное агентство по науке и инновациям (2008, 2009 гг.), Министерство науки и образования России (2011, 2012 гг.); других организаций – Институт современного развития (ИНСОР, 2010, 2011 гг.), ОАО «ИнтерРАО ЕЭС» (2011 г.); международных проектов по программам TACIS (Россия–Евросоюз, 1995-1997 гг., 1998-1999 гг.) и SEPS (Россия–Великобритания, 2001-2002 гг.). Результаты анализа технико-экономических характеристик технологий переработки твердых топлив и их рынка использованы при разработке стратегий и концепций развития топливно-энергетического комплекса ряда субъектов РФ (Респ. Саха (Якутия), Иркутская и Кемеровская обл.). Соответствующие рекомендации закреплены в нормативных актах указанных субъектов РФ. Кроме того, они использованы при выполнении НИР для государственных нужд Иркутской области и ряда научно-технических экспертиз по заказам органов государственной власти РФ и Иркутской области. Результаты технико-экономических исследований в области ТХК твердых топлив, а также методология системного сопоставления использованы в рамках системного сопоставления технологий распределенной генерации энергии, выполненного в интересах компании «Группа ОНЭКСИМ». Результаты физико-технических исследований ТХК нашли применение в рамках ОКР по проекту, получившему в 2011-2012 гг. поддержку со стороны фонда «Сколково».

Личный вклад автора. Автору принадлежат систематизация методологии системных исследований, иерархия и взаимосвязь задач системных технологических исследований, анализ системы применяемых критериев и учитываемых ограничений на разных уровнях иерархии. Автор обосновал принципиальную разницу между инвестиционным и инновационным подходами, а также взаимосвязи системных технологических исследований с формированием государственной научнотехнической политики, с одной стороны, и процессами бизнес-планирования – с другой. Анализ понятия НТТ, оценка технико-экономического значения его признаков, обзор ресурсов НТТ сделаны автором лично. Анализ техникоэкономических показателей ТХК, автор выполнил сам. Работы по физикотехническому обоснованию перспективных показателей эффективности технологий ТХК, выполнены коллективом под руководством автора. При сопоставлении технологий ТХК с альтернативными технологиями автор использовал материалы, подготовленные сотрудниками ИСЭМ СО РАН по такой же методике, что использована в диссертации. Сама методика, включая состав исследуемых показателей, подход к их интерпретации, оценку источников информации, состав учитываемых факторов и выделение групп модельных потребителей, предложена автором и составляет одно из защищаемых положений. Общие тенденции развития энергетических технологий, институциональная среда и институциональные ограничения их развития исследованы автором лично.

Апробация работы. Все части диссертационной работы опубликованы и обнародованы. Отдельные результаты работы обсуждались на следующих конференциях: Int. Conf. on Sustainable Energy Technologies (SET), Italy 2006, Germany 2009, Canada 2012; «Горение твердого топлива», Новосибирск, 2006, 2009, 2012;

Int. Conf. on Thermal Analysis, 2011, DeMoin, Iowa, USA; 7th Int. Workshop on Mathematics in Chemical Kinetics and Engineering (MaCKiE 2011), 2011, Germany;

Всерос. семинар «Моделирование неравновесных систем», Красноярск, 1998, 2006, 2007, 2010; Байкальский междунар. эконом. форум, Иркутск, 2008, 2010; Всерос.

конф. «Энергетика России в XXI веке», Иркутск, 2000, 2005, 2010; Симпозиум по горению и взрыву, Черноголовка, 2005, 2008; Всерос. науч.-практ. конф. «Итоги реализации проектов в рамках приоритетного направления «Энергетика и энергосбережение» ФЦНТП» Москва, Роснаука, 2009; Всерос. конф. "Современные проблемы термодинамики и теплофизики", 2009, Новосибирск; Всерос. конф. «Механика и наномеханика структурно-сложных и гетерогенных сред. Успехи, проблемы, перспективы», Москва, 2009; Междунар. конф. ОЭСР–Россия «Дорожные карты как инструмент прогнозирования научно-технологического развития и продвижения новых энергетических технологий», Москва, 2009; Мелентьевские чтения, Звенигород 2003, Иркутск 2008; Междунар. конф. по неравновесным процессам в соплах и струях (NPNJ'2008), Алушта, 2008; Междунар. школа-семинар «Методы оптимизации и их приложения», Иркутск, 2008; конф. ОЭММПУ РАН «Результаты фундаментальных исследований в области энергетики и их практическое значение», Москва, 2008; III Междунар. конф. «Актуальные проблемы энергетики», Екатеринбург, 2007; конф. «Дискретная оптимизация и исследование операций», Владивосток, 2007; XV Междунар. конф. по выч. механике и соврем.

прикл. программ. системам, Алушта, 2007; XII Байкальская всеросс. конф. «Информационные и математические технологии», Иркутск, 2007; научная сессия Общего собрания РАН, Москва, 21.12.2005; научные сессии Президиума Сибирского отделения РАН «Проблемы нетрадиционной энергетики», Новосибирск, 24.02.2005, 13.12.2005; конф. «Энергетика: эффективность, управление, развитие», Благовещенск, 2005; VI Всеросс. совещание по энергосбережению, Екатеринбург, 2005; Междунар. конф. «Малая энергетика», Москва, 2004, 2005; 2-й междунар.

конф. «Энергия биомассы», Киев, 2004; ASME Int. Mech. Engineering Congress, USA, 2004; 3rd Int. Conf. on Heat Transfer, Fluid Mech. and Thermodynamics, 2004б Cape Town, South Africa; семинар "Междисциплинарные исследования в Байкальском регионе" Иркутск, 2000; конф. «Энергосбережение: Проблемы и пути их решения», Иркутск, ИрГТУ, 1999.

Публикации. По теме диссертации автором опубликованы более 60 научных работ (исключая тезисы конференций). Перечень публикаций представлен в конце автореферата.

Объем и структура диссертации. Работа изложена на 386 страницах текста, включающего 55 рисунков и 49 таблиц, и состоит из введения, шести глав с выводами, заключения и списка литературы из 398 наименований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении представлены положения, отражающие актуальность выбранной темы, цели, научную новизну, методологическую основу и практическую значимость диссертационной работы, а также личный вклад автора в ее выполнение.

Приведены перечень научных мероприятий, на которых обсуждались отдельные части работы, и перечень публикаций автора по теме работы. Изложено краткое содержание работы по главам.

В первой главе «Прогнозные технологические исследования в энергетике» обсуждается становление системных исследований НТП в энергетике, в частности, под влиянием каких причин сформировались постановки задач в рамках данного научного направления. На примерах показано, что основными предпосылками для становления системных исследований НТП в энергетике, а также причинами для изменения структуры применяемых энергетических технологий выступают изменения во внешней по отношению к энергетике среде – природе и обществе: смена общественно-политических укладов, изменение структуры производственных отношений, открытие или исчерпание крупных месторождений ископаемых, экономические кризисы, эмбарго и войны, глобальные изменения климата и т.п. При этом взаимная обусловленность развития экономики и НТП проявляется в том, что достижения фундаментальных и прикладных наук оказываются востребованными при наступлении изменений во внешней среде, которые, в свою очередь, порождают спрос на определенные инновации. Цикличность развития, разработанная в ряде экономических теорий (А.Шпитгоф, Й.Шумпетер, Н.Д.Кондратьев, С.Ю.Глазьев, А.Е.Варшавский), и цикличность развития техники (Г.М.Кржижановский и др.) не взаимосвязаны непосредственно, но выступают проявлением закономерности более высокого порядка сродни теории Т.Куна. Значение подобных взаимосвязей состоит в том, что конкурентоспособность той или иной экономики определяется ее готовностью к соответствующим изменениям, что, в свою очередь, делает крайне актуальной заблаговременную подготовку и порождает спрос на прогнозные технологические исследования.

Цель системных исследований энергетических технологий состоит в поиске оптимальных технологий для заданных условий их применения. В работе показано, что выявление взаимных причинно-следственных связей между (а) совершенствованием технологий производства, преобразования и конечного потребления энергии и (б) экономическим развитием позволяет уяснить механизмы конкуренции энергетических технологий и использовать эти знания для прогнозирования структуры технологий на разных уровнях иерархии энергетических систем. В этом состоит одна из сверхзадач прогнозных технологических исследований в энергетике. Ее решение позволяет обосновать выбор приоритетов развития технологий в масштабе отрасли, страны или мира. При этом решаются и важные частные задачи: какие технологии, когда, где и в каком количестве будут востребованы.

Соответствующие частные задачи системного исследования технологий формулируются так:

– оценка потенциала совершенствования технологии, ее «узких мест» и раскрытие фундаментальных закономерностей, ведущих к ее освоению;

– выявление благоприятных условий и наиболее эффективных областей применения технологии;

– уяснение механизма конкуренции технологии с альтернативными решениями.

Рассмотрено явление научно-технического прогресса в целом. Проанализированы признаки, формирующие понятие НТП; сопоставлены определения; перечислены и проиллюстрированы на примерах энергетики эффекты, отражающие его сущность: эффект «удобрения», эффект масштаба, эффект обучения, эффект технологического прорыва, эффект мультипликатора. Показано, что представления об НТП включают создание и разработку концепций и парадигм научно-технического развития, служащих для идеализированного представления сложных феноменов в больших антропогенно-обусловленных системах, к каким относится и энергетика, а также для объяснения эффектов циклического развития и смены доминант в технике. Концепции и парадигмы оказывают влияние на техническое развитие и, в свою очередь, подвержены изменениям под влиянием изменений в природе и обществе.

Обосновано наличие субъективной составляющей подобных концепций, приведены примеры самих концепций, случаи и причины их исторической смены.

Определено понятие макротехнологии как совокупности различных технологий, объединенных общим принципом. Рассмотрена система критериев, используемых при принятии решений в сфере разработки, оптимизации и внедрения энергетической техники. Критерии есть количественное выражение целей всякой сознательной деятельности. Широкий список включает следующие критерии:

(1) экономические – прибыль, издержки и др.; (2) технические – КПД, уровень надежности энергоснабжения, качество энергии, весогабаритные характеристики оборудования и др.; (3) социальные – уровень жизни, занятость и др.;

(4) экологический – влияние на окружающую среду; (5) политический – степень зависимости от импорта энергоносителей и оборудования. Приведенный список позволяет сделать некоторые выводы. Во-первых, некоторые критерии находятся в диалектическом противоречии. Во-вторых, оптимальное решение может быть не единственным. В-третьих, многокритериальность выступает источником субъективизма при принятии решений.

При построении математических моделей критерии эффективности используются как в целевой функции моделей, так и в составе системы ограничений.

Примером второго случая являются, например, ограничения на валовый выброс загрязнителей. Совокупность критериев, подлежащих применению, и подлежащих учету ограничений при рассмотрении энергетических технологий систематизирована по масштабу в пространстве и времени (табл. 1).

Предложена и обоснована иерархия задач системных технологических исследований в энергетике (рис. 1). Фактическую основу таких исследований составляют результаты мониторинга текущих и ретроспективных данных о показателях эффективности технологий. Отражена взаимосвязь системных технологических исследований с формированием государственной технической политики в энергетике, с одной стороны, и их взаимосвязь с задачами бизнес-планирования, с другой.

Важно, что на трех нижних уровнях иерархии задач применяются объективные критерии эффективности, тогда как на двух верхних неизбежно появление субъективных критериев.

При оценке НИОКР и прикладных проектов важно различать: (1) задачи развития конкретных систем энергоснабжения и (2) задачи выбора направлений развития технологий. Это различие принципиально. В задачах первого класса требуется выбрать технологию, отвечающую текущим условиям конкретного потребителя со сложившимися спецификой потребления энергии, уровнем эксплуатации, отношениями собственности и т.п. Такие задачи решаются путем попарного Табл. 1. Иерархия и особенности уровней рассмотрения технологий Уровень рассмотрения Показатели Состав Инструменты (масштаб) технологий эффективности ограничений исследования мир ресурсные, страна технико- системные энергеэкологические, экономические тические модели отрасль хозяйства политические Системы или регион ресурсные, предприятие или проектные и инжеэкологические, населенный пункт технико-экономи- нерные методы технические ческие, физикотехнико-экономитехнические технические, Энергетические установки ческие модели ноэкологические вых технологий физико-химическое физико- физикомоделирование, Процессы технические, эко- химические, физический экспелогические технические римент Рис. 1. Иерархия задач системных технологических исследований в энергетике сопоставления небольшого числа вариантов, сформированных на основе анализа современного предложения на рынке оборудования. Как правило, побеждает решение, обеспечивающее наиболее короткий срок окупаемости (инвестиционный критерий). При исследовании направлений развития технологий необходимо рассмотреть не только существующие, промышленно освоенные технологии, но и перспективные, показатели которых можно спрогнозировать с той или иной долей уверенности. При этом нельзя оперировать только их современной стоимостью, следует предусмотреть изменение (снижение) капитальных и эксплуатационных затрат и других характеристик в ходе промышленного освоения. Здесь предпочтение должно быть отдано технологии, в наилучшей степени отвечающей общим условиям применения у большой части потребителей. Во втором случае оптимальное решение отвечает инновационному критерию (соответствие сегменту рынка технологий). Только в задачах второго класса возможно выбрать оптимальную структуру затрат в производство установок и на НИОКР в области их создания, сформулировать требования к отдельной технологии вплоть до рекомендуемого типоразмерного ряда. Этот подход получил название системного сопоставления технологий.

Во второй главе «Актуальность макротехнологии ТХК НТТ» рассмотрены признаки, на основании которых топливо можно отнести к числу низкосортных.

Существенными из них являются:

– высокая доля негорючей части (минеральная часть, влага), обуславливающая низкую по сравнению с качественными топливами теплотворную способность;

– наличие примесей (токсичных или радиоактивных), исключающих применение традиционных технологий сжигания;

– содержание кислорода в органической части, достаточное для внутреннего горения, которое приводит к снижению эффективности традиционных технологий (вследствие смолообразования и сокращения управляемости процесса);

– низкая концентрация по территории, повышающая затраты на извлечение и ограничивающая экономически оправданный радиус заготовки.

Показано, что наличие таких признаков не всегда служит препятствием для эффективного использования топлива. Рассмотрены разновидности технологий, позволяющих использовать твердое топливо, включая низкосортное. Отмечено, что полное число вариантов технологий рассматриваемого класса превышает тысячу.

Путем аналитической обработки литературных данных оценены мировые и отечественные ресурсы низкосортных твердых топлив, а также степень их освоения (рис. 2, 3). Показано, что прогнозные объемы этих ресурсов зависят как от критериев низкосортности, так и от уровня развития технологий, применимых для использования низкосортных топлив.

Рис. 2. Мировые ресурсы низкосортного твердого топлива Рис. 3. Ресурсы низкосортных твердых топлив в России Третья глава «Технико-экономический анализ технологий» – посвящена исследованию технико-экономических показателей технологий термохимической конверсии (преимущественно, газификации), а также ряда смежных технологий, конкурирующих в той же области возможного применения: технологий прямого сжигания и прямого преобразования химической энергии в электрическую (топливных элементов). Обзор технологий последней группы важен в контексте рассмотрения технологий конверсии, поскольку топливные элементы могут работать на генераторном газе от газификации твердых топлив, включая низкосортные. Более того, в большинстве случаев, когда они применяются на природном газе, газ подлежит предварительной конверсии в синтез-газ, аналогичный по составу генераторному газу.

Анализ технико-экономических характеристик технологий выполнен на единой методической базе, что обеспечивает их сопоставимость как между собой, так и с характеристиками других технологий получения энергии, полученными на этой же методической базе. Предложенная методика анализа регламентирует: (1) состав исследуемых характеристик – варианты технологии, уровень ее развития, примеры реализации, рынок оборудования; (2) структуру показателей – электрический и общий КПД, удельные стоимости установленной мощности, удельная величина постоянных издержек, готовность, маневренность, удельные выбросы и др.; (3) подразделение показателей по категориям единичной мощности, графика нагрузки и способа резервирования мощности – с целью учета эффекта масштаба; (4) прогноз показателей на перспективу; (5) требования к информации, используемой для получения обобщенных показателей; (6) применение SWOT-анализа и определение «окон возможностей»; (7) унификацию единиц стоимости.

В работе эффект масштаба (п. 3) учтен путем выделения четырех групп модельных потребителей, имеющих присоединенную нагрузку по группам: 1 – до 25 кВт(э), 2 – до 250 кВт(э), 3 – до 2,5 МВт(э), 4 – до 25 МВт(э). Рассматриваются альтернативные варианты организации технологии с учетом современного уровня техники и использования различных движителей, для последующего анализа выбирается наиболее экономичный из них. Глубина прогноза (п. 4) составила 20 лет.

В числе технологий рассмотрены прямое сжигание и газификация биомассы (рис. 4) и угля, сжигание, пиролиз и газификация ТБО, топливные элементы (рис.

5) на генераторном газе.

теплогенератор Рис. 4. Варианты энергетического использования растительной биомассы Риформинг Рис. 5. Принципиальные способы применения топливных элементов в стационарной энергетике В качестве примера на рис. 6 и 7 представлены расчеты, отражающие зависимость конкурентных качеств технологий на НТТ от радиуса сбора и транспортировки топлива. Рассмотрен условный потребитель, нагрузка которого может быть покрыта за счет ДЭС мощностью 500 кВт. Из результатов расчетов следует, что при принятых (типичных для севера Иркутской обл.) условиях никакая технология малой энергетики не выдерживает конкуренции, если имеется возможность присоединения нагрузки потребителя к сетям централизованного электроснабжения (сценарий В) в радиусе 20-30 км. Конверсия местного топлива (сценарий А) и централизованное электроснабжение оказываются примерно равноэкономичными в радиусе до 100 км. При большей дальности транспортировки энергоносителей имеют преимущество централизованные поставки сжиженного газа (вариант C). В отсутствие газа приоритет вновь переходит к местному топливу. А при удаленности поставок свыше 250 км побеждает поставка дизтоплива (сценарий D). При этом возможность сезонных поставок сжиженного газа (сценарий Е1) делает экономически оправданным частичное использование местного топлива уже при расстоянии поставок свыше 100 км. Сезонная поставка дизтоплива (сценарий Е2) эффективна на расстояниях свыше 250-300 км.

B поставщик электроэнергии источник A потребитель:

местного C ДЭС 500 кВт топлива поставщик D углеводородного топлива E1, Eрасстояние L2 LРис. 6. К задаче расчета экономически оправданного радиуса A B C D A+E1 (мин.) A+E1 (макс.) A+E2 (мин.) A+E2 (макс.) 10 100 10Расстояние, км Рис. 7. Себестоимость электроэнергии в зависимости от расстояния поставок энергоносителей При исследовании конкретных проектов сделан вывод о том, что отпуск химических продуктов (металлургический кокс, адсорбенты, смолы и др.) наряду с отпуском электроэнергии и тепла существенно улучшает экономику предприятия по ТХК. Оценен потенциальный рынок газогенераторных электростанций и миниТЭЦ мощностью 250-500 кВт(э) на территории Сибири и Дальнего Востока. Он составил около 2600 установок.

Критическая оценка рассчитанным обобщенным показателям рассмотренных технологий дана в пятой главе при сопоставлении конкурентоспособности технологий ТХК и альтернативных технологий для этих же условий применения.

Четвертая глава «Физико-технический анализ основных процессов ТХК» – полностью посвящена вопросам обусловленности современных и перспективных показателей технической эффективности технологий и установок физикохимическими особенностями процессов. Сделан обзор современных направлений и методов физико-технических исследований в сфере разработки эффективных процессов конверсии. Отражены направления НИР, которые еще не привели к созданию технологий промышленного уровня. Дана характеристика методов исследований, применяемых в настоящее время при изучении процессов конверсии твердого топлива. Отмечено, что широко распространенные подходы, основанные на детальном диффузионно-кинетическом моделировании, обладают наилучшими возможностями для объяснения ad hoc процессов в реализованных установках, однако имеют небольшой потенциал для прогнозирования и проектирования техники, предназначенной для ТХК. Обосновано, что более полезны для целей прогнозирования гибридные подходы, учитывающие отдельные макрокинетические зависимости в рамках термодинамической модели.

Представлены результаты термодинамического анализа режимов конверсии биомассы. Дано физико-техническое обоснование низкой управляемости одностадийных процессов конверсии НТТ (рис. 8). Она связана с тем, что реализованные режимы конверсии лежат в области, где небольшие вариации реакционных параметров влекут значительные изменения термического режима процесса.

Себестоимость электроэнергии, руб./кВтч Доля пара в составе дутья Коэффициент избытка окислителя Рис. 8. Адиабатическая температура паровоздушной газификации, °С:

1 – область традиционных процессов; 2 – «неудобный» диапазон условий.

Показаны условия, при которых возможно существенное улучшение эксплуатационных характеристик технологий конверсии. К ним, в первую очередь, относится приближение условий протекания процесса к адиабатическим условиям.

Кроме того, наиболее эффективные режимы конверсии располагаются на границе образования неконвертируемого углерода, появление которого в системе резко снижает эффективность конверсии. Заметной стабилизации можно достичь путем применения (в т.ч. рециркуляции) нетрадиционных дутьевых агентов – водорода, углекислоты, синтез-газа и продуктов его сгорания, а также при использовании ступенчатых схем ТХК.

Представлены данные физического моделирования режимов конверсии, полученные с использованием лабораторного стенда (рис. 9). Сделано описание техники эксперимента, методики и результатов. Обсуждены особенности экспериментально воспроизведенных режимов конверсии, включая систематические эффекты снижения управляемости, влияние внешнего подвода тепла в зону реакции, множественности стационарных состояний и др.

Программа экспериментальных исследований включила апробацию режимов в широком диапазоне изменения независимых параметров процесса – много шире, чем для газогенераторов. Это позволило исследовать поведение процессов ТХК на биомассе, буром и древесном угле - как в промышленных, так и в заведомо неоптимальных режимах, что дало богатый фактический материал для выявления неочевидных a priori зависимостей. Так, начиная с некоторого значения, содержание кислорода в органической массе топлива может приводить к возникновению экзотермической стадии внутреннего горения, которая почти не поддается управляющим воздействиям. Кроме того, подвод тепловой энергии в зону реакции извне с целью «адиабатизации» процесса не всегда приводит к повышению химической энергии продуктов. В ряде случаев он влечет простое повышение температуры продуктов реакции, а в ряде других – спонтанное увеличение выхода смол. В последнем случае возникает ограничение на термическую форсировку процесса.

Анализ этих эффектов заслуживает самостоятельного исследования.

воздух, либо иной газ Рис. 9. Схема экспериментального стенда:

Стрелками показано направление материальных потоков. Обозначения: 1 – расходомеры;

2 – смеситель; 3 – парогенератор; 4 – перегреватель; 5 – топливный бункер; 6 – реактор; – отбор проб; 8 – газовый хроматограф; 9 – зольный бункер; 10 – циклон; 11, 13 – приемники; 12 – теплообменник; 14 – фильтр; 15 – эксгаустер.

Изложены результаты работ по совершенствованию методов численного описания процессов конверсии на основе применения моделей экстремальных промежуточных состояний (МЭПС) и использования макрокинетических ограничений в составе МЭПС. В общем случае модель имеет вид следующей задачи математического программирования:

найти, (1) max S(x) при условиях A(x) b (2) y (T )x H j j H j j j j S(x) (x) x S j j (3) T j y Hф H H j j (4) j x (5) j xk (x, y) (6) В этих выражениях x и y – вектор количеств компонентов системы и его начальное значение, соответственно; S(x) и Sj(x) – энтропия системы и ее j-го компонента; A – матрица содержания химических элементов в компонентах системы; b – вектор количества элементов; H(T) и Hj(T) – энтальпия системы и ее j-го компонента. Уравнение (2) задает условие материального баланса и в сочетании с уравнением (5) определяет область физических значений переменных x. Замыкающее соотношение (3) устанавливает связь между целевой функцией и вектором состава. Вид зависимостей Sj(x) определяется фазой, к которой относится соответствующее вещество.

Уравнением (4) задано постоянство энтальпии системы, определяющее изменение температуры. Неравенство (6) представляет собой записанное в общем виде макрокинетическое ограничение.

Продемонстрирована эффективность МЭПС для реконструкции полей температуры и химического состава по высоте реакционной зоны (рис. 10). Для получения реалистичного распределения концентраций компонентов и температур по высоте слоя потребовалось ввести два типа макрокинетических ограничений: на скорость срабатывания топлива и на теплообмен в пределах слоя. Вид и параметры первого из ограничений сформулированы по результатам инструментального термоаналитического исследования (прибор Netzsch STA-449 Jupiter, квадрупольный масс-спектрометр QMS-403 Aeolos, блок импульсной подачи газа PulseTA). Ключевой зависимостью для этого оказался ход изменения элементного состава топлива по циклу конверсии. Параметры второго ограничения найдены экспериментально путем обработки результатов стендовых исследований. Реалистичные поля температур и концентраций реконструированы с использованием простейшей по структуре и неприхотливой по составу исходной информации термодинамической модели. Это отражает высокий потенциал «гибридных» подходов, сочетающих термодинамическую модель с элементами макрокинетики.

Рис. 10. Расчетный состав газа и температура по высоте слоя топлива 1. Топливо 11. Уходящие газы 10. Продукты сгорания Реактор 1 Реактор 4 9. Первичное (пиролизер) (камера дутье сгорания) 2. Пирогаз 8. Синтез-газ на рециркуляцию 3. Кокс 4. Вторичное 6. Синтез-газ дутье Реактор Реактор (камера (газификатор) сгорания) 5. Продукты сгорания 7. Зола Рис. 11. Структура объекта при моделировании ступенчатой конверсии.

CH30 90 0.CO CO25 H0.Калорийность 60 20 КПДхим Углерод 0.2 15 30 10 0.5 0 0 0 0204060 020 40Теплопотери, % Теплопотери, % Рис. 12. Влияние теплопотерь на параметры режима конверсии Представлены результаты теоретического исследования ступенчатых процессов конверсии, также полученные с помощью МЭПС с макрокинетическими ограничениями. Структура моделируемого процесса отражена на рис. 11. Обсуждены вопросы управляемости процесса с рециркуляцией продуктов сгорания и/или теплоты. Оценены показатели технической эффективности ступенчатой газификации в режимах с частичной нагрузкой. Ключевыми параметрами ступенчатого процесса КПДхим, % Углерод (поток 7), кг/кг ОМУ Калорийность сухого газа, МДж/нм Концентрации (поток 6, сухой газ), % оказались величина теплопотерь (рис. 12) и степень конверсии топлива в пиролизере. Последняя контролирует величину химического КПД при частичной нагрузке.

При уровне теплопотерь 5% и выше КПД конверсии быстро падает за счет образования неконвертируемого углерода (соответствует механическому недожогу).

Пятая глава «Место технологий конверсии в экономике» – посвящена обобщению полученных показателей для макротехнологии ТХК и оценке ее конкурентоспособности по сравнению с альтернативными технологиями. Результаты сопоставления представлены на рис. 13 и в табл. 2. Из рис. 13 видно, что газификация биомассы пока находится на этапе развивающихся технологий, а газификация угля вступает в стадию зрелых разработок. Табл. 2 подготовлена для групп потребителей, рассмотренных в третьей главе. При этом обеспечено методическое единство подходов, использованных для получения показателей эффективности технологий термохимической конверсии и альтернативных. Показано, что обобщенные технико-экономические показатели технологий в верхнем правом ортанте диаграммы (рис. 13) могут быть получены путем анализа коммерческих предложений на рынке; в левом верхнем ортанте – путем анализа реализованных проектов с учетом структуры их затрат; в левом нижнем ортанте – путем поэлементного анализа оборудования.

Инвестиционная привлекательность проектов отражена на рис. 14 на примере условной установки мощностью 3 МВт(э). Из диаграммы можно увидеть, что технологии на природном газе задают «моду» инвестиционной привлекательности.

Верхняя граница диапазона инвестиционно перспективных проектов определяется наиболее дорогими из установок, широко применяемых в настоящее время. Ими оказались паротурбинные установки на угле и биомассе.

Рис. 13. Сопоставление технологий по степени проникновения на рынок: ГПД - газопоршневые двигатели, ВЭУ – ветроэнергетические установки, ТНУ - теплонасосные установки, ФЭП – фотоэлектрические преобразователи (Si – кремниевые, ТП - тонкопленочные), АСММ – малые АЭС, ТЭ – топливные элементы.

Табл. 2. Сопоставление технологий распределенной генерации по стоимости (технологии производства электроэнергии) Удельные капиталовложения по группам потребителей, долл.2007/кВт(э) Источник энерТехнология гии / топливо 2010 год 2030 год 1 2 3 4 1 2 3 ДВС природный газ 1 600 1 100 800 760 1 540 1 060 770 7ГТУ природный газ 1 650 1 500 1 050 900 1 450 1 320 930 8ПГУ природный газ - - 1 180 1 030 - - 920 7ТЭ + ГТУ природный газ - 2 750 2 200 2 030 - 1 960 1 550 1 5Прямое сжи- растительная - - 1 300 1 150 - - 1 250 1 1гание + ПТУ биомасса Газификация растительная 1 300 1 280 1 050 - 1 270 1 240 960 - + ДВС биомасса Газификация растительная - 2 090 1 600 1 310 - 1 950 1 560 1 2+ ГТУ биомасса Газификация растительная - 3 410 3 270 - - 2 500 2 320 - + ТЭ биомасса Газификация растительная - - 2 470 - - - 1 830 - + ТЭ + ГТУ биомасса Газификация растительная - - - 1 290 - - - 1 2+ ПГУ биомасса Прямое сжи- низкосортный - - 1 300 1 150 - - 1 250 1 1гание + ПТУ уголь Газификация низкосортный - 1 760 1 530 1 240 - 1 620 1 500 1 2+ ГТУ уголь Газификация низкосортный - 3 130 3 300 - - 2 650 2 260 - + ТЭ уголь Газификация низкосортный - - 2 480 - - - 1 800 - + ТЭ + ГТУ уголь Газификация низкосортный - - - 1 280 - - - 1 2+ ПГУ уголь Прямое сжиТБО - - - 4 718 - - - 3 4гание + ПТУ Газификация ТБО - - - 4 459 - - - 3 6+ ПГУ ВЭУ ветер 5 250 3 250 2 650 1 600 4 750 2 800 2 300 1 4Теплосилосолнце - 7 750 6 250 5 750 - 7 250 5 750 5 2вые СЭС ФЭП солнце 9 750 9 250 8 750 8 750 4 500 4 000 3 500 3 5Малые ГЭС малые реки 6 850 3 250 2 200 1 450 5 500 2 500 1 850 1 3ядерное топлиМалые АЭС - - - 15 000 - - - 12 0во Выполнен SWOT-анализ рассмотренных в работе технологий, на основе которого сформулированы следующие «окна возможностей» для проникновения этих технологий в экономику.

Прямое сжигание биомассы эффективно при (а) наличии дешевых ресурсов топлива, например, в случае использования отходов лесопереработки и деревообработки; а также в случае (б) отсутствия или высокой стоимости электроэнергии от централизованной сети; и (в) отсутствия централизованного газоснабжения. При индустриальной заготовке древесного топлива мощность обеспечиваемой нагрузки ограничена уровнем не выше 5 МВт(э). Это ограничение обусловлено рациональным радиусом транспортировки топлива, который для лесных территорий не превышает 30-34 км.

Рис. 14. Сопоставление технологий по инвестиционной привлекательности: ДВС – двигатель внутреннего сгорания; ГГ – газогенератор; ТЭ – топливный элемент;

ВЭУ – ветроэнергетическая установка; МГЭС – малая ГЭС; у – уголь; г – природный газ; б – растительная биомасса. Пунктиром выделен диапазон инвестиционно привлекательных проектов по применению технологий.

Газификация биомассы с получением электроэнергии хорошо подходит для электроснабжения объектов, (а) имеющих ограниченный доступ к сетям централизованного электро- и газоснабжения и (б) имеющих нагрузку не выше 5 МВт(э), а также (в) при наличии ресурсов топлива. Для получения тепла газификация применима только в случае, когда синтез-газ используется в горелках промышленных печей вне зоны централизованного газоснабжения.

Прямое сжигание низкосортных углей лучше всего подходит для энергоснабжения потребителей, (а) расположенных вне зоны централизованного газоснабжения и (б) имеющих присоединенную нагрузку на уровне 1,5 МВт(э) и выше.

Газификация низкосортных углей представляет интерес, когда получаемый газ используется в горелках промышленных печей, например, для обжига кирпича или производства цемента. Для получения электроэнергии газификацию угля следует рассматривать только в трех случаях: (а) когда качество угля не позволяет организовать его прямое сжигание, (б) отсутствуют иные источники энергии и (в) когда выработка электроэнергии сочетается с производством кокса. «Окно возможностей» для данной технологии расширится с принятием законодательных ограничений на выбросы СО2 – за счет меньшей удельной стоимости улавливания СО2 при газификации по сравнению с прямым сжиганием угля.

Применение ТБО для производства энергии экономически оправдано только (а) в городах с численностью населения 100 тыс. человек и выше; (б) при невозможности захоронения отходов; и (в) при условии изменения системы обращения с отходами, включая повышение платы за утилизацию. Внедрение технологии термической переработки ТБО на любой территории начинается с политического решения администрации города.

Обобщая сопоставление технологий по показателям стоимости, технической освоенности и проникновения на рынок, можно спрогнозировать состав наиболее востребованных технологий – в зависимости от внешних условий для их конкуренции. Наиболее важными из условий в России оказываются наличие на данной территории централизованного электроснабжения (от крупных станций) и сетевого природного газа. Соответствующее сопоставление сделано в табл. 3. Представленные в таблице приоритеты подтверждаются практикой реализованных проектов, статистикой вводов установленной мощности в малой энергетике, а также представленными в работе результатами расчетов стоимости энергии для различных климатических условий. Как видно из табл. 3, технологии ТХК имеют шансы только при отсутствии на данной территории природного газа.

Табл. 3. Внешние условия для конкуренции технологий малой энергетики Централизованное электроснабжение Децентрализованное электроснабжение Газовые мини-электростанции на базе Наличие ГТУ и ГПД – в качестве резервных и Газовые мини-электростанции и природного пиковых источников энергии, либо при мини-ТЭЦ на базе ГТУ и ГПД газа наличии инфраструктурных ограничений Стандартных решений нет. Усиливается Отсутствие Мини-ГЭС, ПТУ на угле и биомассе, роль местной специфики. Растут затраприродного ДЭС – при наличии жестких инфраты. Конкурируют большое число альгаза структурных ограничений тернативных вариантов Приведены и обсуждены результаты расчетов стоимости электроэнергии, производимой автономными и распределенными генераторами в условиях разных регионов России. Эти результаты подтверждают выводы о конкурентоспособности технологий, отраженные в табл. 3.

В шестой главе «Актуальные вопросы проникновения технологий в экономику» более широко обсуждены внешние условия и возможные барьеры для применения технологий. Сформулированы и охарактеризованы общие современные тенденции развития энергетических технологий в мире. Дана оценка тому, насколько данные тенденции актуальны для условий России. В числе таких тенденций рассмотрены: (1) повышение электрического КПД; (2) когенерация;

(3) расширение сектора тригенерации; (4) перемещение основного веса генерирующих мощностей от крупных центров генерации ближе к местам потребления;

(5) появление значительной доли генераторов на уровне распределительных сетей;

(6) растущая актуальность вопросов надежности; (7) расширенное использование возобновляемых источников энергии; (8) сокращение выбросов парниковых газов;

(9) отсутствие радикально прорывных технологий в обозримой исторической перспективе; (10) диверсификация применяемых технологий; (11) усиление мер государственной поддержки для разработки энергетической техники и создания головных образцов; (12) высокая интеграция организаций-разработчиков новой техники;

(13) тщательное изучение и планирование спроса. Показано, что почти все перечисленные тенденции тесно взаимосвязаны.

Исследована институциональная среда технического развития применительно к энергетике. Показано, что в этой сфере определяющей является роль государства: оно обречено выступать заказчиком и потребителем новых технологий и головных образцов техники. Обосновано, что исследование динамики институциональной среды является неотъемлемой частью системных технологических исследований в энергетике, необходимой для уяснения механизмов и критериев выбора приоритетных технологий, а также механизмов конкуренции технологий. Цель этих исследований не сводится к разработке механизмов инновационной деятельности. Основной вопрос – как сделать научно-техническое развитие управляемым.

Особенность данной сферы общественных отношений – тесная взаимосвязь техники и права, взаимное влияние которых значительно возросло в условиях рыночной экономики и глобализации. Представлены примеры, отражающие изменение приоритетов государственной политики в области науки и инноваций.

Описан принятый в стране механизм определения приоритетов научнотехнической политики. Рассмотрены преимущества и недостатки методологии форсайта. Указаны вероятные причины, по которым результаты первого выполненного в России форсайта были восприняты неоднозначно. Обосновано, что итеративное применение методов системных технологических исследований в сочетании с методом форсайта дает наиболее взвешенные оценки перспективных направлений развития – за счет более полного учета существующих разнородных ограничений.

Введено понятие институциональных ограничений при реализации проектов по внедрению новой техники и технологий. На примере коммунальной энергетики, которая выступает наиболее вероятной сферой применения технологий термохимической конверсии и составляет 4/5 потенциального рынка технологий ТХК НТТ, показано существование таких ограничений. Построены формализованные схемы правоотношений в процессе инвестиционной деятельности организации коммунального комплекса (ОКК). На рис. 15 представлена идеальная такая схема и основные уравнения, определяющие значения критериев эффективности. Она отражает деятельность различных субъектов правоотношений в условиях совместной системы критериев, применяемых ими для оценки эффективности проектов по модернизации и/или реконструкции объектов. В отношениях участвуют органы местного самоуправления (МСУ), федеральная и региональная службы по тарифам (ФСТ, РСТ), инвестор и кредитная организация. В случае, если система критериев оказывается несовместной, реализуется другая схема (рис. 16).

При несовместности критериев потенциальный инвестор становится простым поставщиком. Товарно-денежные потоки в производственной сфере сокращаются. Возрастает число правоотношений в сфере контроля. Удваивается число контролирующих органов, появляются новые предусмотренные законом отношения, связанные с межбюджетными отношениями. Что наиболее неприятно для любой экономики, появляются отношения по прямому контролю финансовых потоков. Еще одна неприятность состоит в том, что большинство участников этой схемы правоотношений заинтересованы в сохранении этой схемы и росте ее значимости (применяемые к ней критерии эффективности совместны). Страдает только потребитель энергии, получающий коммунальные услуги все более низкого качества и по все более высокой цене. Кроме того, любой мэр подтвердит, что хитросплетение отношений в сфере инвестиционной деятельности ОКК на его территории составляет для него большую головную боль.

Рис. 15. Схема правоотношений в сфере инвестиционной деятельности ОКК: N – объем услуг в натуральном выражении; с – тариф; P – платежи; Z – инвестиции; w – инвестиционная надбавка к тарифу; 1 и 2 – КПД до и после реконструкции; T – период реализации проекта; r – интерес.

Рис. 16. Схема правоотношений в сфере инвестиционной деятельности ОКК при недостатке инвестиций: ФНС – орган Федеральной налоговой службы; МО - муниципальное образование; 1 – имущественный комплекс ОКК, принадлежащий МО.

Полученные схемы правоотношений использованы для построения математической модели правоотношений в сфере реализации проектов по модернизации и реконструкции объектов коммунальной энергетики. Одной из ключевых функций, которая потребовалась для построения модели, является удельная стоимость установленной мощности с учетом эффекта масштаба (предмет исследования в третьей главе). Примеры расчетов инвестиционной привлекательности реконструкции отражены в табл. 4. Замыкающим критерием, по которому в модели определяется совместность прочих критериев, выступил индекс повышения платежей для потребителя, который нормируется государством. В таблице Пример 1 отражает типичные значения критериев, применяемых разными субъектами отношений, и они несовместны. В Примере 2 подобраны условия, когда все критерии соблюдены. При этом использованы значения независимых параметров, делающие данный случай редким: сравнительно высокий существующий тариф; «аховое» техническое состояние оборудования до реконструкции; очень низкая норма прибыли инвестора, достижимая в редких случаях прямого кредитования со стороны самой ОКК или при кустарном изготовлении оборудования силами ОКК.

Исследование чувствительности индекса роста платежей к изменению прочих критериев выявило, что наиболее сильным фактором, определяющим несовместность, выступает величина тарифа. С большим отставанием от нее следует период реализации проекта, остальные критерии мало влияют на совместность общей системы критериев. Примечательно, что норма прибыли инвестора оказалась самым слабым фактором несовместности. Не менее примечательно и то, что при условии примерно трехкратного роста тарифов идеальная схема (рис. 15) работает всегда. Таким образом, существующая система нормативного правового регулирования в рассмотренной сфере ориентирована на будущее и не адекватна реалиям сегодняшнего дня.

Табл. 4. Примеры расчетов инвестиционной привлекательности реконструкции Субъект отношений / критерий Пример 1 Пример Организация коммунального комплекса тариф до реконструкции, руб./Гкал 900 1 5 объем поставки тепла, Гкал/год 1 200 10 0 КПД до/после реконструкции, % 65 / 75 45 / тариф после реконструкции, руб./Гкал 780 9Инвестор удельная стоимость, долл./кВт(т) 668 3 норма прибыли, % 13 Кредитная организация сумма кредита, руб. 4 400 000 20 250 0 ставка, % 18 Потребитель индекс 3,88 *) 1,Регулятор предельный индекс, % в год 10 Период возврата инвестиций нет 4 года *) при периоде реализации проекта 2 года.

Последнее утверждение было проверено с использованием статистических данных о двух десятках недавно реализованных проектов по реконструкции объектов коммунальной энергетики в Иркутской области. Полученные выводы полностью подтвердились: наибольшие трудности с ремонтом и заменой оборудования испытывают как раз те объекты, которые имеют приемлемый уровень эксплуатации, но износ которых уже требует замены оборудования. Поддержку же получают объекты в плачевном состоянии (полный износ, КПД 45-50%), причем из бюджета.

Обосновывается, что учет институциональных ограничений должен стать неотъемлемой частью системных технологических исследований в энергетике. Более того, ограничения должны стать объектом постоянного мониторинга как при принятии нормативных правовых актов, так и при утверждении тарифов.

В заключении кратко перечислены наиболее общие выводы, полученные в ходе выполнения работы. Выводы разделены на три группы: (1) методология системных технологических исследований в энергетике и ее проблемы; (2) технологии термохимической конверсии низкосортного твердого топлива; и (3) актуальные направления развития системных технологических исследований в энергетике России. Ниже приводятся некоторые из полученных выводов.

Методология системных исследований НТП в энергетике 1. Системные технологические исследования являются зрелым и самостоятельным направлением в составе системных исследований в энергетике. Для этого направления сформировался ряд специфических (свойственных только ему) и востребованных обществом задач, образующих определенную иерархию во времени и в пространстве, а также набор специфических методов для решения таких задач.

2. Составляющими системных технологических исследований в энергетике выступают: (а) системная оценка и сопоставление технологий; (б) системное технологическое моделирование; и (в) исследование институциональных ограничений технического развития.

3. Системное технологическое моделирование является инструментом обоснования решений, в первую очередь, в области формирования государственной технической политики, но также в сфере бизнеса. Целесообразно внедрение методов системного технологического моделирования в практику научно-технического прогнозирования при определении приоритетов научно-технического развития и выработке государственной научно-технической политики в энергетике.

4. Институциональные ограничения зачастую выступают главным препятствием на пути внедрения новой техники и технологий в различных отраслях экономики. Это явление наднациональное, но в России оно объективно обусловлено незрелостью рыночной экономики и государственно-правовой системы. Систематическое исследование институциональных ограничений является необходимой частью системных исследований в энергетике в целом.

5. Государство должно (вынуждено) выступать заказчиком и потребителем головных образцов новой техники и технологий, тем более в период модернизации своей экономики. При этом важно избежать диктата разработчиков: научнотехническое развитие в энергетике страны должно быть телеологическим (преследовать определенные цели), а не каузальным (быть следствием определенных причин). Единственным рациональным способом обоснования приоритетов научнотехнического развития выступает методология системных технологических исследований.

6. Системные технологические исследования вплотную подошли к необходимости учета социологических данных о поведении и предпочтениях потребителей энергии и собственно технологий. Однако опыт выполнения подобных социологических исследований в стране практически отсутствует и, кроме того, российский энергетический сектор отличается высокой информационной закрытостью.

7. Междисциплинарный характер системных исследований в энергетике требует соврешенствования общего языка, используемого в исследованиях по разным дисциплинам. Это относится как к терминологии, так и к языку формализованных (математических) описаний.

Термохимическая конверсия низкосортных твердых топлив 1. Экономически оправданная дальность транспортировки низкосортного твердого топлива существенно ограничивает единичную мощность установок для его энергетического использования.

2. Оценочный объем ресурсов НТТ зависит как от определения понятия НТТ, так и от уровня развития техники для его использования. По мере развития техники оценки объема ресурсов НТТ могут как увеличиваться, так и уменьшаться.

3. Мировой потенциал ресурсов НТТ освоен не более чем на 10-20%. Наиболее востребованным в энергетике видом НТТ является растительная, в первую очередь – древесная, биомасса. Степень освоения ресурсов НТТ в России пренебрежимо мала.

4. Если свойства низкосортного топлива позволяют эффективно его сжечь, реализация технологий переработки такого топлива в горючий газ нецелесообразна в большинстве случаев. Исключение составляет небольшой круг применений, связанных с обогревом промышленных печей.

5. Наличие признаков, используемых для отнесения топлива к числу низкосортных, не обязательно ограничивают его эффективность как топлива. Наличие таких признаков заставляет более тщательно выбирать технологию для его энергетического использования. При этом круг известных технологий термохимической конверсии достаточно широк, чтобы сделать подходящий выбор.

6. Существует потенциальный (неудовлетворенный) спрос на твердотопливные электростанции и мини-ТЭЦ малой единичной мощности. Потенциальными потребителями таких установок выступают удаленные потребители электроэнергии на северных территориях Сибири и Дальнего Востока, в настоящее время использующие энергию от дизельных электростанций. Современный объем рынка установок ТХК мощностью порядка 250-500 кВт(э) составляет около 2600 единиц.

7. Технологии газификации могли бы оказаться востребованными на рынке (п. 6). Для этого необходимо повысить их надежность до уровня готовности не менее 95%, что в настоящее время не достигается.

8. Существенный выигрыш в конкурентоспособности газогенераторных электростанций и мини-ТЭЦ может быть достигнут путем создания безлюдной технологии. Для этого необходимо существенно повысить уровень автоматизации в системах управления такими установками. Другим нововведением, способствующим созданию безлюдной технологии, выступает переход на стандартизованное окускованное топливо.

9. Существенное снижение стоимости разработки установок ТХК может быть достигнуто путем разработки надежных инженерных методик расчета процессов газификации для произвольных топлив и режимов конверсии. Разработка таких методик в настоящее время сдерживается отсутствием единой теории гетерогенного горения низкосортного топлива, поскольку классическая теория горения углерода в случае НТТ применима лишь ограничено. В этой связи актуальны исследования, направленные на разработку формализованных и детерминированных способов теоретического описания гетерофазных превращений.

10. Теоретический (термодинамический) предел повышения эффективности газификации зависит от зольности топлива. Для угля с зольностью порядка 20% максимальный химический КПД процесса составляет около 80%. Для топлива с зольностью порядка 1% (растительная биомасса) он составляет около 86%. Это открывает теоретическую возможность для заметного повышения существующих показателей эффективности конверсии и, соответственно, конкурентных качеств технологии.

11. Наиболее эффективные режимы термохимической конверсии твердого топлива располагаются на границе образования неконвертируемого конденсированного углерода. Это обусловливает специфику управления процессом, требующего тонкой регулировки параметров реакции по ходу процесса.

12. Ключевой характеристикой, определяющей эффективность термохимической конверсии, является термический режим процесса, то есть степень близости условий его протекания к адиабатическим условиям. Перераспределение тепла в пределах установки или рабочей зоны реактора является перспективным способом приблизиться к таким условиям.

13. Снижение управляемости процесса конверсии, наблюдаемое при переработке низкосортных топлив с высоким содержанием окислителя в составе органической массы, по сравнению с качественным топливом, обусловлено наличием неуправляемой стадии внутреннего горения. Процесс конверсии на этой стадии сопровождается умеренными возможностями форсировки и образованием значительного количества смолистых продуктов в паровой фазе.

14. Разработка эффективных систем управления процессом газификации требует создания надежных численных моделей, адекватно прогнозирующих условия образования и разложения смолистых продуктов и спекания топлива в ходе процесса.

15. Ступенчатая схема организации процесса термохимической конверсии способствует улучшению возможностей управления процессом по сравнению с одностадийной схемой. Целесообразно развивать исследования процессов и установок газификации в направлении создания ступенчатых схем. Следует реализовать демонстрационный проект, целью которого стала бы опытно-промышленная апробация ряда перспективных режимов ступенчатой газификации твердого топлива.

16. Ступенчатые схемы, использующие рециркуляцию продуктов сгорания, позволяют в некоторой степени стабилизировать течение процесса конверсии по отношению к естественным вариациям режимных параметров, однако возможности такой стабилизации ограничены. Рециркуляция тепла имеет несколько лучшие возможности для стабилизации процесса.

Актуальные задачи исследований НТП в энергетике 1. Требуется переосмысление используемых методических подходов к прогнозированию энергетических технологий и разработка таких способов обоснования решений, чтобы они в лучшей степени отвечали потребностям принятия решений – по достоверности, информативности, глубине и своевременности. В первую очередь, следует ориентироваться на научное сопровождение деятельности по осуществлению властных полномочий органами государственной власти.

2. Необходимы развитие технологии термодинамического моделирования и реализация ее методов в форме вычислительных инструментов и простых методик их применения. Результатом развития такой технологии стала бы единая замкнутая теория макроскопических систем. Особый интерес представляют способы учета макрокинетических ограничений в гетерогенных и пористых (фильтрационных) реагирующих системах. Детальная программа исследований в этой области сформулирована.

3. Крайне целесообразна унификация исходной информационной базы, используемой в исследованиях энергетических систем различного уровня. Такая база нашла бы применение не только при исследованиях НТП в энергетике, но и в других, смежных направлениях энергетической науки. Требования к составу и достоверности показателей в составе такой информационной базы, а также методы их получения и интерпретации уже сформированы в рамках системных технологических исследований в энергетике.

4. Целесообразно провести работу, в которой был бы выполнен целенаправленный систематический анализ современной институциональной среды развития энергетических технологий. В первую очередь, речь идет о нормативном правовом обеспечении (а) энергетического производства и (б) инноваций в сфере энергетики.

Сегодня известно много примеров несогласованности нормативных положений, однако систематическое представление направлений развития законодательства пока не сделано.

5. До сих пор не решены многие вопросы, касающиеся возможных сроков внедрения и оптимальной структуры систем распределенной генерации энергии в России. В первую очередь, это связано с тем, что рыночные механизмы в данной сфере пока не заработали, а, следовательно, требуется формирование системы мер, включая законодательные, направленных на уточнение приоритетов развития малой энергетики в стране.

6. Необходимо продолжить анализ условий применения технологий, которые быстро изменяются под влиянием различных факторов как экономического, так и внеэкономического характера. Например, пока до конца неизвестно, как скажется планируемое расширение малоэтажного строительства на конкурентных свойствах технологий получения и транспорта энергии.

7. Одним из «узких мест» современных системных исследований (в развитие п. 6) является недостаточная степень систематизации сведений о составе, сегментации и свойствах технологий конечного потребления энергии. Совокупность этих свойств и требований, предъявляемых к ним потребителями, в значительной мере определяет облик перспективной структуры технологий в энергетике России.

8. Целесообразна разработка системной технологической модели для масштаба России на основе современных информационных и коммуникационных технологий. Такая модель может стать востребованным и ценным инструментом обоснования управленческих решений в энергетике страны и ее отдельных регионов.

Основные публикации автора по теме работы:

1. Кейко А.В., Свищев Д.А., Козлов А.Н. Газификация низкосортного твердого топлива: уровень и направления развития технологии. – Иркутск: ИСЭМ СО РАН, 2007. – 70 с.

2. Studying the Controllability of Processes for Thermochemical Conversion of Solid Fuel in a Bed / Keiko A.V., Svishchev D.A., Kozlov A.N., Donskoy I.G. // Thermal Engineering, 2012, Vol. 59, No. 4, pp. 302–309.

3. Thermal analysis for numerical thermodynamic modeling of solid fuel conversion / Kozlov A.N., Svishchev D.A., Donskoy I.G., Keiko A.V. // Thermal Analysis, 2012 (в печати).

4. On the relations between kinetics and thermodynamics as the theories of trajectories and states / Kaganovich B.M., Keiko A.V., Shamansky V.A., Zarodnyuk M.S. // Chemical Kinetics, InTech, 2012, P. 31-60.

5. Исследование управляемости процессов слоевой термохимической конверсии твердого топлива / Кейко А.В., Свищев Д.А., Козлов А.Н., Донской И.Г. // Теплоэнергетика, 2012, № 1, С. 1-7.

6. Кейко А.В. Глубокая переработка угля // Энергетическая стратегия Республики Саха (Якутия) на период до 2030 года / Пр. РС(Я). – Якутск, Иркутск: Медиахолдинг «Якутия», 2010. – (328 с.), С. 204-217.

7. Кейко А.В. Глубокая переработка угля // Восточный вектор энергетической стратегии России: современенное состояние, взгляд в будущее / Под ред.

Н.И.Воропая и Б.Г.Санеева. - Новосибирск: Академическое изд-во «Гео», 2011. – С.

169-182.

8. Кейко А.В., Ермаков М.В. Институциональные ограничения при модернизации объектов в малом коммунальном теплоснабжении // Тр. всерос. конф.

«Энергетика России в XXI веке», Иркутск, 30.08-03.09.2010. – Иркутск, 2011. – С.

632-639.

9. Термодинамика и построение физико–математических и технико–экономических моделей энергетических систем и технологий / Каганович Б.М., Кейко А.В., Шаманский В.А., Зароднюк М.С. // Тр. всерос. конф. «Энергетика России в XXI веке», Иркутск, 30.08-03.09.2010. – Иркутск, 2011. - С. 382-387.

10. Thermodynamic models of extreme intermediate states and their applications in power engineering / Kaganovich B.M., Filippov S.P., Keiko A.V., Shamansky V.A. // Thermal Engineering, 2011, Vol. 58, No. 2, pp. 143–152.

11. Zarodnyuk M.S., Kaganovich B.M., Keiko A.V. Elaboration of attainability region boundaries in the model of extreme intermediate states // Studia Informatica Universalis, 2011, vol. 9, no. 3, pp. 161-175.

12. Термодинамические модели экстремальных промежуточных состояний и их приложения в энергетике / Каганович Б.М., Филиппов С.П., Кейко А.В., Шаманский В.А. // Теплоэнергетика, 2011, №2, С. 51-58.

13. Каганович Б.М., Кейко А.В., Шаманский В.А. Развитие равновесного термодинамического моделирования необратимых процессов и его применение в энергетике // Известия РАН. Энергетика, 2011, №2, С.155-164.

14. Газогенераторные технологии в энергетике / Зайцев А.В., Рыжков А.Ф., Силин В.Е., Кейко А.В. и др. / Под ред. А.Ф.Рыжкова. - Екатеринбург: Сократ, 2010. – 611 с.

15. Кейко А.В. Способна ли возобновляемая энергетика стать основой для новой модели энергетики России // Материалы Байкальского междунар. эконом. форума, Иркутск, 2010. – 7 с.

16. Kaganovich B.M., Keiko A.V., Shamansky V.A. Equilibrium thermodynamic modeling of dissipative macroscopic systems // Advances in Chemical Engineering, 2010, Vol. 39, pp. 1-74.

17. Свищев Д.А., Кейко А.В. Термодинамический анализ режимов газификации водоугольного топлива в потоке // Теплоэнергетика, 2010, №6, С.33-36.

18. Технология термодинамического моделирования. Редукция моделей движения к моделям покоя / Каганович Б.М., Кейко А.В., Шаманский В.А. и др. – Новосибирск: Наука, 2010. – 236 с.

19. Кейко А.В. Системное сопоставление энергетических технологий // Системные исследования в энергетике. Ретроспектива научных направлений СЭИ– ИСЭМ. - Новосибирск, Наука, 2010. – С. 215-227.

20. Кейко А.В. Становление прогнозных технологических исследований в энергетике // Системные исследования в энергетике. Ретроспектива научных направлений СЭИ–ИСЭМ. - Новосибирск, Наука, 2010. – С. 127-146.

21. Свищев Д.А., Кейко А.В., Козлов А.Н. Особенности термохимической конверсии низкосортных твердых топлив // Тр. 7-й Всерос. конф. «Горение твердого топлива». Новосибирск, 11-13 ноября 2009 г. – 6 с.

22. Кейко А.В. Институциональные ограничения на реализацию энергосберегающих проектов в коммунальном теплоснабжении // Материалы науч.-практ.

конф. «Итоги реалиизации проектов в рамках приоритетного направления «Энергетика и энергосбережение» ФЦНТП» Москва, Роснаука, 10 декабря 2009. – 7 с.

23. Keiko A.V. Forecasting indices of small-scale energy technologies // Proc. of 8th Int. conf. “Sustainable energy technologies”, Aachen, Germany, 31.08-03.09.2009. – 5 p.

24. Modelling a solid-fuel staged gasification process / Keiko A.V., Svishchev D.A., Kozlov A.N. et al. // Proc. of 11th Int. Conf. on Sustainable Energy Technologies (SET2012), Sept. 2-5, 2012. Vancouver, Canada. – 12 p.

25. Кейко А.В., Клер А.М., Филиппов С.П. Методика сопоставления новых энергетических технологий и выбора наиболее перспективных для составления дорожных карт // Мат-лы междунар. конф. «Дорожные карты как инструмент прогнозирования научно-технологического развития и продвижения новых энергетических технологий», Москва, 22-23.06.09. – 14 с.

26. Филиппов С.П., Кейко А.В. Децентрализация энергоснабжения: тенденции и перспективы / Тр. VI Мелентьевских чтений, Иркутск, декабрь 2008. – С. 192209.

27. Козлов А.Н., Шаманский В.А., Кейко А.В. Термодинамическое моделирование процесса пиролиза древесной биомассы с макрокинетическими ограничениями // Тр. XIV симпозиума по горению и взрыву, Черноголовка, октябрь 2008. – 6 с.

28. Термодинамическое моделирование движения жидких и газообразных сред в энергетических установках и системах / Каганович Б.М., Кейко А.В., Шаманский В.А., Зароднюк М.С. // Тр. VII Междунар. конф. по неравновесным процессам в соплах и струях (NPNJ'2008), май 2008, Алушта. – М.: Вузовская книга, 2008. – С.

198-200.

29. Кейко А.В. О развитии энергоснабжения в центральной экологической зоне Байкальской природной территории // Мат-лы V Байкальского экономического форума. Круглый стол №7. 8-11.09.2008. – 3 с.

30. Кейко А.В. Перспективные характеристики технологий малой энергетики // Мат-лы II Междунар. конгр. ОЭСР–Россия «Перспективные технологии XXI века», Москва, 30.09-3.10.2008. – 4 с.

31. Моделирование неравновесных открытых систем методами равновесной термодинамики / Каганович Б.М., Кейко А.В., Филиппов С.П., Шаманский В.А. // Вестник СГТУ, Саратов, 2008, № 1, С. 27-39.

32. Свищев Д.А., Козлов А.Н., Кейко А.В. Учет макрокинетики в термодинамическом моделировании процессов слоевой газификации // Научно-технические ведомости СПбГПУ, 2008, 1, С. 18-24.

33. Термодинамическое моделирование процесса газификации с ограничениями на макрокинетику / Кейко А.В., Козлов А.Н., Свищев Д.А., Шаманский В.А. // Тр.

III Междунар. конф. «Актуальные проблемы энергетики», Екатеринбург, 21-ноября 2007. – 7 с.

34. Козлов А.Н., Кейко А.В. Применение термического анализа для определения технических характеристик твердого топлива // Тр. III Междунар. конф.

«Актуальные проблемы энергетики», Екатеринбург, 21-23 ноября 2007. – 5 с.

35. Кейко А.В., Свищев Д.А., Козлов А.Н. Газификация низкосортного твердого топлива: состояние и развитие // Тр. III Междунар. конф. «Актуальные проблемы энергетики», Екатеринбург, 21-23 ноября 2007. – 25 с.

36. Козлов А.Н., Кейко А.В. Применение термического анализа для определения технических характеристик твердого топлива // Вестник Иркутского гос. тех.

ун-та, 2007, №2., С. 19-23.

37. Кейко А.В. Прогнозные исследования энергетических технологий // Фундаментальные исследования в Восточной Сибири. – Новосибирск: Наука, 2007. – С.

72-80.

38. Соломин С.В., Кейко А.В. Исследование перспектив развития структуры энергетических технологий Иркутской области на региональной энергетической модели // Тр. XII Байкальской всеросс. конф. «Информационные и математические технологии», 2007, Ч.1, С. 128-135.

39. Каганович Б.М., Кейко А.В., Шаманский В.А., Ширкалин И.А. Термодинамическое моделирование процессов горения с учетом ограничений на макроскопическую кинетику // Тр. конф. Горение твердого топлива, Новосибирск, 2006. С.

156-163.

40. Thermodynamic Equilibria and Extrema: Analysis of Attainability Regions and Partial Equilibria / Gorban A.N., Kaganovich B.M., Keiko A.V. et al. – New York:

Springer, 2006. – 291 p.

41. Alternative Modes of Low-Grade Solid Fuel Gasification for Small Scale Applications / Keiko A.V., Shirkalin I.A., Svishchev D.A., Kozlov A.N. // Proc. of 5th Int.

conf. Sustainable Energy Technologies, Italy, 2006. P. 525-531.

42. Кейко А.В., Клер А.М. Обоснование приоритетов развития энергетических технологий // Тр. науч. сессии Общего собрания РАН 21.12.2005. – М.: Наука, 2006.

– С. 139-153.

43. Технико-экономические проблемы использования нетрадиционной энергетики / Воропай Н.И., Кейко А.В., Клер А.М., Стенников В.А. // Проблемы нетрадиционной энергетики. Мат-лы науч. сессии През. СО РАН, 13.12.2005. – Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2006. – С. 32-54.

44. Описание неравновесных процессов в энергетических задачах методами равновесной термодинамики / Каганович Б.М., Кейко А.В., Шаманский В.А., Ширкалин И.А. // Известия РАН. Энергетика, 2006, №3, С. 64-75.

45. Кейко А.В., Ширкалин И.А., Свищев Д.А. Перспективные режимы газификации низкосортного твердого топлива // Известия РАН. Энергетика, 2006, №3, С.

55-63.

46. Курс – на децентрализацию / Воропай Н.И., Кейко А.В., Санеев Б.Г. и др. // Мировая энергетика, 2005, № 10, С. 30-32.

47. Разработка концепции управления научно-техническим развитием в энергоснабжении муниципального образования / Бердин А.С., Рыжков А.Ф., Кейко А.В., Силин В.Е. // Энергоанализ и энергоэффективность, 2005, № 4-5, С. 32-35.

48. Кейко А.В. Проблемы развития децентрализованной энергетики России // Мат-лы VI Всеросс. совещ. по энергосбережению, Екатеринбург, 22-25 марта 20г. – 2 с.

49. Тенденции развития централизованной и распределенной энергетики / Воропай Н.И., Кейко А.В., Санеев Б.Г. и др. // Энергия, 2005, № 7, С. 2-11.

50. Кейко А.В. Задачи прогнозных исследований технологий распределенной генерации энергии // Тр. V Мелентьевских чтений, Звенигород, 8-9 декабря 2003 г., М., 2004. – С. 225-244.

51. Централизованная и распределенная энергетика, в том числе возобновляемая / Воропай Н.И., Кейко А.В., Санеев Б.Г. и др. // Сб. докл. науч. сессии Президиума СО РАН, 24 февр. 2005. – Новосибирск: Изд-во Сибирского отделения РАН, 2005. – С. 37-55.

52. Кейко А.В., Бухер Ф.С., Нумов Ю.В. Децентрализованное энергоснабжение на базе технологий газификации твердых топлив: проблемы и перспективы // Энергетическая политика, 2004, №5, С. 42-43.

53. Кейко А.В., Бухер Ф.С., Наумов Ю.В. Перспективы технологий биомассы в Иркутской области // Тр. 2-й междунар. конф. «Энергия биомассы», Киев, 2023.09.2004. – Киев: Ин-т теплофизики НАНУ, 2004. – С. 113-116.

54. Кейко А.В., Бухер Ф.С., Наумов Ю.В. Децентрализованное энергоснабжение на базе технологий газификации твердых топлив: проблемы и перспективы // Тр. 4-й Междунар. конф. «Малая энергетика - 2004», Москва, 11-13 октября 2004 г.

– 15 с.

55. Кейко А.В. Энергетические технологии и проблемы распределенной генерации энергии // Энергетика XXI века. Условия развития, технологии, прогнозы. – Новосибирск: Наука, 2004. – С. 247-258.

56. DME Conversion I. Thermodynamic Consideration / Keiko A.V., Kim En Khva, Yan Yun Bin, Kan Gil E // Japan DME Forum, 2004, No. 4, P. 4-9.

57. Keiko A.V., Filippov S.P. The role of energy sources of different types in atmospheric pollution and heat supply options in Irkutsk city // Proc. of 25th NATO/CCMS Conf. “Air pollution modelling and its applications”, Louven-la-Neuve, Belgium, 2001. – 11 p.

58. Системное сопоставление технологий / Кейко А.В., Филиппов С.П., Кучменко Е.В. // Системные исследования проблем энергетики. – Новосибирск: Наука, 2000. – С. 114-134.

59. Физико-химический анализ технологических процессов в энергетике / Кейко А.В., Филиппов С.П., Зубцов В.М. и др. // Системные исследования проблем энергетики. – Новосибирск: Наука, 2000. – С. 58-84.

60. Экспериментальное определение выбросов сажи и ПАУ котельными и домовыми печами / Филиппов С.П., Павлов П.П., Кейко А.В. и др. // Известия РАН.

Серия “Энергетика”, 2000, N.3, С. 107-117.

61. Кейко А.В., Ширкалин И.А., Филиппов С.П. Вычислительные инструменты для темодинамического анализа. – Иркутск: ИСЭМ СО РАН, 1999. – 47 с.

62. Экологические характеристики теплоисточников малой мощности / Филиппов С.П., Павлов П.П., Кейко А.В. и др. – Иркутск: ИСЭМ СО РАН, 1999. – 48 с.

63. Filippov S.P., Keiko A.V., Pavlov P.P. Fuel processing and combustion: an extreme thermodynamic analysis // AES Journal, 1999, vol. 39, pp. 267-282.

Отпечатано в ИСЭМ СО РАН 664033, г. Иркутск, ул. Лермонтова, д. 1Заказ № 119. Тираж 100 экз.






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.