Экоинновация в области экоэнергетики направлена на снижение выбросов парниковых газов на 99,9% в сравнении с ТЭЦ, которые работают на угле и мазуте. Главным преимуществом экотехрешения является использование модульных конструкций, которые можно быстро возвести и разобрать на местности. Помимо этого используются энергоэффективные насосы для передачи тепла большие высоты с использованием бинарной системы охлаждения.
Автор проекта
Мартынов
Дмитрий Юрьевич
Автор проектов в области обезвреживания нефтесодержащих отходов и рекультивации загрязнённых территорий
к.т.н.
Партнёр экотехпроекта
Оказание ресурсной помощи в разработке концепта, патента и публикации научно-технических статей
Потенциальный заказчик
Газпромбанк, правительство Сахалинской области и РЭУ им. Г.В. Плеханова подписали соглашение о сотрудничестве в реализации экоинноваций
Планируемые технические характеристики
Мощность геоТЭС
до 500 МВт
Диапазон температур источника
40 ‒100ºС
КПД выработки электроэнергии
от 10%
Выработка теплоты теплоносителя
300 кДж/кг
Скорость вертикальной циркуляции
3 м/с
Сезонность теплоносителя
зимний и летний
Уникальность в применении экотеплоносителя в замкнутой бинарной схеме охлаждения
Компактное и мобильное |модульное| исполнение
позволит установить ГеоТЭС в труднодоступной подводной, наземной и нагорной местности и при необходимости разбирать, модернизировать и перемещать конструкцию с одного геотермального источника на другой без бурения сверхглубоких скважин и осуществления гидроразрыва пластов
Новый экотеплоноситель
включает в себя кристаллогидрат или смесь полностью растворяемых углеводородных соединений, меняющих свое фазовое состояние из жидкое в твёрдое при одной и той же повышенной температуре
Замкнутая бинарная схема охлаждения
позволяет расширить диапазон рабочих температур испарения и конденсации фреона на 15ºС и повысить объёмы вырабатываемой электроэнергии на 15% и более без вреда для окружающей среды
Преимущества разрабатываемой бинарной схемы охлаждения ГеоТЭС
установка теплообменных с систем планируется с использованием недорогих быстрособираемых конструкций.
сокращение затрат на подачу теплоносителя, что позволяет кратно уменьшить себестоимость вырабатываемой электроэнергии, а также при необходимости работать по бинарной схеме с минимальными перепадами давления фреона до и после прохождения турбины (например, с минимальными перепадами давлений в 4-7 раз), при небольшой разнице температур, используемых для испарения и конденсации фреона (при разнице от 45 ºС и выше).
получение стабильно работающего контура нагрева и охлаждения фреона, практически не зависящего от перепадов давлений и температур внутри геотермального источника;
увеличение диапазона рабочих температур, используемых для испарения и конденсации фреона на 5 и более градусов, по сравнению с традиционными схемами передачи тепла от геотермального источника.
физическая возможность аккумуляции тепла в виде накопленного в коллекторе жидкого теплоносителя в гранулах, для нивелирования пиков нестабильности передачи тепла от геотермального источника и надёжной работы ГеоТЭС при пиковых нагрузках.
вода находящаяся в трубах также проходит через теплообменник, расположенный возле геотермального источника и далее в рамках единого теплообменного контура поднимается вверх, отдавая часть своего тепла внешней системе (ГеоТЭС или системе отопления), увеличивая общий энергетический баланс связанный с передачей тепла в теплообменном контуре.
возможность передачи тепла на большие высоты и расстояния промышленным, сельскохозяйственным и коммунальным объектам, при минимальных затратах электричества.
Социо-эколого-экономический и корпоративный эффект реализации экоинновации |оценка эффективности СЭЭК или SEEC| на смоделированном примере перевода энергосистемы Сахалинской области с малых ТЭЦ на ГеоТЭЦ мощностью 35,505 МВт
0,48 Га
общая площадь занимаемой территории малых ТЭЦ
200 995 344
14 099 домохозяйств платят за тепловую энергию в течение 9 месяцев в год
39 811,04 тонн
масса потребляемого угля и мазута для работы малых ТЭЦ
102 015,8 тонн
масса выбросов ПГ от сжигания угля и мазута на малых ТЭЦ
на 99,9%
предлагаемый концепт ГеоТЭЦ снизит выбросы ПГ
в 4 раза
предлагаемый концепт ГеоТЭЦ снизит стоимость теплоэнергии
Оценка эффективности деятельности организаций и инноваторов осуществляется, опираясь на экспериментальную систему оценки SEEC, созданную опираясь на 29 нормативно-правовых актов.
Экономический эффект
Эксплуатационные расходы на обеспечение геоТЭЦ мощностью 35,505 МВт в год
₽63 909
Размер сэкономленных денежных средств на тепловую энергию для снабжения 14 099 домохозяйств в год
₽150 746 508
Размер сэкономленных денежных средств на аренду земли, отведённой под электростанцию в год
₽492 000
Срок окупаемости капиталовложений в ГеоТЭЦ
11,8 лет
Эколого-экономическая эффективность реализации геоТЭЦ в течение срока окупаемости
₽3 208 434 019
Коэффициент абсолютной экономической эффективности природосберегающих затрат
0,563
Эколого-экономический эффект
Масса выбросов ПГ до внедрения ГеоТЭЦ в год
102 015,8 тонн
Масса выбросов ПГ после внедрения ГеоТЭЦ в год
559,84 тонн
Масса предотвращённых выбросов ПГ после внедрения ГеоТЭЦ в год
101 455,95 тонн
Предотвращённый вред после внедрения ГеоТЭЦ в год
₽120 732 589,02
Расчёт удельного предотвращённого вреда из расчёта на тонну от внедрения геоТЭЦ
₽1 183,47
Социальный эффект
Количество новых трудовых мест, благодаря реализации экоинновации
+ 60 шт.
Прогноз снижения безработицы в Сахалинской области, благодаря реализации экоинновации
- %2,857
Прогноз увеличения уровня жизни в Сахалинской области, благодаря реализации экоинновации
₽44 982 000
Коэффициент социальной эффективности от внедрения экоинновации
74,375
Корпоративный эффект
Необходимый объём инвестиций для реализации ГеоТЭЦ
₽3 217 818 150
Планируемое увеличение регионов присутствия
+ 1 регион
Рост заработной платы рядовых сотрудников
+ %5
Количество внедрённых экоинноваций
+ 1 штука
необходимо учесть при реализации проекта
Технологические риски и #экотехтренды
Опреснение воды
Размещение ГеоЭС на морском побережье, на берегу океана, позволяют проводить опреснение морской воды, но данный экотехтренд требует дополнительной проработки на предмет изучения возможного экологического вреда окружающей среде по части выбросов ПХ и образования отходов ртути, бора и мышьяка.
Сейсмическая активность местности
при размещении ГеоТЭС необходимо учитывать сейсмическую активность района в целях недопущения возникновения землетрясений.
Промышленный дизайн должен гармонировать с местностью
Простое техническое обслуживание
учитывая замкнутую бинарную схему ГеоТЭС замену комплектующих и фильтров необходимо сделать простой и доступной во избежание вредных выбросов атмосферу
преимущества и недостатки ГеоТЭС
Взгляд общественности
на решение какой проблемы направлен проект
Выбросы ПГ от ТЭС
Из всех существующих на сегодняшний день видов электростанций тепловые станции на органическом топливе оказывают на окружающую среду наиболее сильное влияние.
Основной фактор это выбросы в атмосферу различных загрязняющих веществ, негативно влияющих на здоровье человека. Основные загрязняющие вещества – это сажа, диоксид серы, оксиды азота, углерода, в частности, угарный газ (CO), соединения тяжёлых металлов, канцерогенный бензапирен (С20Н12). Точный состав выбросов разнится в зависимости от типов применяемых котлов и вида сжигаемого топлива. Вдобавок, вблизи действующей ТЭЦ уменьшается процентное соотношение кислорода в воздухе.
ТЭЦ выделяют около 46% всего сернистого ангидрида и 25% угольной пыли выбрасываемой в атмосферу промышленными предприятиями.
Современные мощные ТЭС расходуют до 20 000 тонн угля в сутки и могут выбрасывать ежесуточно в атмосферу:
200
тонн оксида азота
680
тонн диоксида серы и сернистого ангидрита
120-240
тонн твердых частиц пыли, золы и сажи
общепринятое решение
Геотермальная энергетика
Геотермальная энергия – тепло, исходящее из земли, это естественный, возобновляемый ресурс для производства электричества. Тепло Земли по объемам неисчерпаемо, оно в миллионы раз превышает все энергетические ресурсы вместе взятые.
%1
энергии Земли заменяет несколько сотен традиционных электростанций, поэтому геотермальная энергетика одна из самых перспективных в мире
ГеоТЭЦ являются неисчерпаемым источником энергии, который не загрязняет атмосферу, не требует большие площади при строительстве и эксплуатации, а также являются автономными в любое время года, суток, при любых погодно-климатических условиях и других факторах внешней среды.
геотермальная энергетика
в России
8,5 ГВт (59 млн. кВт/ч электроэнергии)
количество энергии, которое можно получить при разработке российских ресурсов
География
высоким потенциалом развития геотермальной энергетики обладают Дальний Восток, Ставропольский и Краснодарский край, республика Ингушетия и Дагестан, Тюменская, Томская, Омская и Новосибирская области, а также Сахалин
геотермальная энергетика
в мире
на 500%
Планируется увеличить выработку геотермальной энергии по результату госования 38 стран по инициативе IRENA
Взгляд экотехэкспертов SILI ecoengineering
Предлагается дополнительно проработать возможность установки ГеоТЭЦ в городской среде других районов России, например, экотрасформировав деятельность Краснодарской ГТЭЦ путём переоборудования 1 из энергетических блоков мощностью в 145 МВт в геоТЭС одновременно снизив стоимость тепловой энергии, поставляемой в домохозяйства.
1 791 310 500
кубических метров природного газа сжигается ежегодно
3 277 500
парниковых газов выделяется при работе ГТЭС ежегодно
464 800 тонн
выбросов ПГ предлагается сократить, переоборудовав 1 энергоблок в геоТЭС
₽552 724 298
размер предотвращённого вреда окружающей среде, который также включает платы за выбросы ПГ
Необходимые конкурентоспособные технические характеристики
Мощность геоТЭС
145 МВт
КПД гноТЭС
37-60%
Диапазон температур источника
40 - 100 оС
Скорость вертикальной циркуляции
3-7 м/с
Прогнозируемый эколого-экономический эффект
Масса выбросов парниковых газов до внедрения геоТЭС в год
464 800 тонн
Масса выбросов парниковых газов после внедрения геоТЭС в год
325,8 тонн
Предотвращённая масса выбросов парниковых газов после внедрения геоТЭС в год
464 474,2 тонн
Предотвращённый вред окружающей среде после внедрения геоТЭС
₽552 724 298
Расчёт удельного предотвращённого вреда из расчёта на тонну от внедрения модификации
₽1 189,16
Прогнозируемый экономический эффект
Размер инвестиций для разработки комплексной установки
₽13 173 250 000
Размер эксплуатационных расходов на обслуживание геоТЭС в год
₽261 000
Размер сэкономленных денежных средств на подаче тепловой энергии в 82 055 домохозяйства после внедрения геоТЭС в год
₽584 888 040
Показатель эколого-экономической эффективности реализации внедрённых экоинноваций в течение срока окупаемости
₽13 193 275 520,8
Коэффициент абсолютной экономической эффективности природосберегающих затрат
0,576
Срок окупаемости капиталовложений в экоинновации
11,6 лет
Прогнозируемый социо-корпоративный эффект
Количество новых трудовых мест
+ 10 штук
Коэффициент безработицы, снижаемый после внедрения экоинновации
0,017%
Рост заработных плат рядовых сотрудников
+ 5%
Уровень жизни населения после внедрения экоинновации
+ ₽5 924 520
Коэффициент социальной эффективности экоинновации
10,08
Количество внедрённых экоинноваций
+ 1 штуки
Прогнозируемое увеличение регионов присутствия
+ 1 штуки
Планируемое количество обученных сотрудников
+ 125 человек
Стадия реализации
SILI ecoengineering | Russian intellectual ecotechnical network | Copyright ©