Юрий Новиков - Экология, окружающая среда и человек

По данным Минэнерго, в центральных регионах России газ составляет до 80% топливного баланса территорий, а в среднем по стране — 50%. При экспортной стоимости газа более 100 долларов за 1 тыс. м 3внутри страны его цена составляет всего лишь 20 долларов. Однако для регионов сжигать газ для своих потребностей выгодно из-за его дешевизны в отличие от других видов топлива, к примеру, угля и мазута. В США она составляет 27%, в Японии — 9, а в Китае всего — 2%.

По доказанным запасам природного газа Россия лидирует: более 30% мировых запасов, которых при нынешних темпах добычи может хватить более чем на 81 год. На все остальные страны Европы и СНГ, вместе взятые, приходится лишь 8,7% таких запасов.

При этом Норвегия может рассчитывать на 33,5 года, а месторождения Великобритании истощатся менее чем через 7 лет. Казахстан, Туркмения и Узбекистан в общей сложности обладают 3,7% мировых запасов, но только Казахстан сможет эксплуатировать свои месторождения свыше 100 лет. В любом случае все названные страны способны обеспечить только краткосрочные потребности Европы в природном газе, а на более отдаленную перспективу у России нет конкурентов. На втором месте в мире находится Иран — 14,8% мировых запасов, которые истощатся не ранее чем через 100 лет.

Большее внимание западных корпораций привлекает Катар с его 9,2% мировых запасов и возможностью столь же длительной их эксплуатации. Кроме того, зарубежных потребителей привлекают на Ближнем Востоке месторождения в ОАЭ — 3,9% мировых запасов, в то время как Саудовская Аравия с ее 4,1% использует весь добываемый в настоящее время газ для внутренних потребностей. Согласно данным Госкомстата России, в 2002 г. добыто 561 млрд м 3природного газа.

Определенные в «Основных положениях энергетической стратегии России на период до 2020 года» количественные показатели ТЭК предусматривают рост к 2020 г. добычи газа до 680-730 млрд м 3.

Использование газа в мире составляло в 1998 г. приблизительно 23% от общего потребления энергоносителей. Ожидается, что к 2010 г. эта цифра возрастет до 25%. По оценкам экспертов, наиболее быстрыми темпами будет увеличиваться его потребление в промышленности и электроэнергетике, в то время как в коммунально-бытовом секторе этот рост будет меньшим.

Энергетическая стратегия России предписывает при строительстве новых и перевооружении старых ТЭЦ делать упор на парогазовые установки.

Еще в 1976 г. на Ленинградском металлическом заводе была спроектирована самая мощная в мире газовая турбина в 100 Мвт. Однако предпочтение было отдано строительству крупных АЭС, а полностью регулируемые цены на газ позволяли не думать о техническом прогрессе и необходимости снижения удельного расхода топлива.

Мир переходит на парогазовые установки, преимущества которых вытекают из законов термодинамики. В ПГУ энергия газа работает не один раз, как в паросиловой установке, а дважды. Сначала в камере сгорания турбины, а затем во второй турбине, пар для которой генерируется при охлаждении частично отработавших в первом контуре продуктов. В газотурбинном, верхнем цикле КПД достигает 38%, в паровом — еще 20%. Таким образом, общий КПД ПГУ — 60%, а для паросиловых установок 40% составляет почти недостижимый предел. Газовые турбины просты и компактны, их удельная стоимость в 2—3 раза дешевле. Неудивительно, что на парогазовые и газотурбинные станции приходится до 70% вводимых в мире генерирующих мощностей. Только в США ежегодно вводится парогазовых установок на 40—50 млн кВт. Развивают это направление Китай, Индия, Германия, Англия.

Первая парогазовая теплоэлектростанция — Северо-Западная ТЭС — введена в 2001 г. в Санкт-Петербурге. Электрическая мощность ПГУ-220 в Тюмени — 640 МВт, тепловая — 1700 гигакалорий.

В этой области Россия намного уступает развитым странам. В 1990-е годы вводили мощностей в 12 раз меньше, чем в 1970-е. В новых экономических условиях пришлось вновь вспомнить о парогазовой технологии. На Ивановской ГРЭС запущен опытный стенд с отечественной газовой турбиной мощностью 110 МВт, что лишь в 1,5 раза уступает немецкой турбине на Северо-Западной ТЭС, совокупная мощность которой достигает 450 МВт. В столице турби-ностроения Санкт-Петербурге концерн «Силовые машины» разрабатывает газотурбинную установку мощностью 180 МВт. «Рыбинские моторы» вместе с украинским НПО «Машпроект» спроектировали ПГУ мощностью 325 МВт.

Парогазовые установки планируется запустить на ТЭС в Сочи, Пскове, Иванове. Над газовыми турбинами работают многие заводы (особенно активно — «Рыбинские моторы»), выпускающие авиационные двигатели. Для «оборонки» это выход: газотурбинные установки малой мощности становятся все популярнее на небольших промышленных предприятиях.

Малые газотрубные тепло- и электростанции, как показали первые экспериментальные образцы, могут существенно удешевить стоимость коммунальных услуг.

В Белгороде началось строительство ТЭС «Луч», где впервые будет установлена отечественная газовая турбина для получения тепла и электроэнергии для городского коммунального хозяйства. Отработанные на турбине мощностью 30 МВт газы подогревают воду, которая идет на отопление города. По инженерным расчетам, подобные ТЭС — самый дешевый путь решения проблемы отопления небольших городов при том условии, что они подключены к газовым магистралям.

Изменения в окружающей среде при транспортировке газа. Современный магистральный трубопровод представляет собой сложное инженерное оборудование, которое помимо линейной части (собственного трубопровода) включает в себя установки для подготовки нефти или газа к перекачке, насосные и компрессорные станции, резервуарные парки, линии связи, систему электрохимической защиты, дороги, идущие вдоль трассы, и подъезды к ним, а также временные жилые поселки эксплуатационников.

Общая протяженность газопроводов в России составляет примерно 140 тыс. км. Например, на территории Удмуртской Республики проходят 13 магистральных трубопроводов, доля выбросов которых составляет более 30% от соответствующего объема по республике. Выбросы, главным образом метана, распределены подлине газопроводов, в основном вне пределов населенных пунктов.

Ширина «коридора», в пределах которого ведутся основные строительные работы, регламентируется нормами отвода земель, например, для трубопроводов диаметром 1220—1420 мм она составляет от 30 до 45 м. В некоторых случаях для доставки труб и материалов сооружают дороги, что вызывает необходимость использования дополнительных земель за пределами полосы.

Традиционная технология сооружения магистральных трубопроводов связана с неизбежными нарушениями земной поверхности в процессе планирования трассы, срезки фунта на продольных и поперечных уклонах, расчистки трассы от растительности. Нарушенные при строительстве грунты восстанавливают свои природные структурные связи, плотность сложения, сопротивление сдвигу, сжимаемости не ранее чем через 10—20 лет. В этот период неустойчивости возможны эрозия, оползни, сели, не учтенные при проектировании уже потому, что инженерно-геологические изыскания до начала строительства проводятся в ненарушенных фунтах.