Новости

25.10.2016 15:21
Рубрика: Экономика

Угольное топливо становится чище

Разработка ученого принесла выгоду в 180 миллионов рублей
Михаил Чернецкий открыл путь к более широкому применению угля в электроэнергетике. Фото: Архив Института теплофизики СО РАН Михаил Чернецкий открыл путь к более широкому применению угля в электроэнергетике. Фото: Архив Института теплофизики СО РАН
Михаил Чернецкий открыл путь к более широкому применению угля в электроэнергетике. Фото: Архив Института теплофизики СО РАН
Победителем Общероссийского молодежного конкурса реализованных инновационных проектов в области энергетики "Энергия прорыва" назван ученый из новосибирского Института теплофизики Михаил Чернецкий. Он создал программный комплекс, который позволяет достоверно воспроизвести горение угля в топке котла. Эта разработка помогает находить способы повышения эффективности и чистоты работы угольных электростанций.

Напомним, что "Энергия прорыва" - это молодежная программа Международной энергетической премии "Глобальная энергия", организатором которой выступает одноименное Некоммерческое партнерство при поддержке ведущих российских энергетических компаний - "Газпром", "Сургутнефтегаз" и "ФСК ЕЭС".

Замышляя премию, ее устроители исходили из той идеи, что задачи, стоящие в области энергетики - а это и энергообеспечение государств, и поиски эффективных, экологически чистых способов производства и использования традиционных энергоресурсов, и разработка технологий альтернативной энергетики, - все они имеют глобальный характер. В результате воплощения этой идеи "Глобальная энергия" превратилась в престижную и существенную по материальной составляющей форму поощрения выдающихся ученых со всего мира за прорывные научные и технологические достижения в области энергетики.

"Глобальная энергия" развивается уже 15 лет, и сегодня это не только всемирно известная премия, но еще и зонтичный бренд, объединяющий одиннадцать программ. Часть из них поддерживает молодых российских разработчиков в сфере энергетики. Например, запущенный в 2014 году конкурс "Энергия прорыва", в котором участвуют молодые (до 35 лет) интеллектуалы со всей страны. Главный критерий отбора их проектов - не просто перспективная идея, а уже внедренная разработка.

По словам президента Некоммерческого партнерства "Глобальная энергия" Игоря Лобовского, задача этого конкурса - "вовлечь в творческий процесс молодых талантливых людей, способных не только генерировать новые идеи, но воплощать их в успешных, проверенных временем проектах".

Уже оптимизирована работа более чем двадцати пылеугольных котлов на территории России и за рубежом

Возможность поближе присмотреться к инновационным проектам молодых разработчиков привлекла в качестве партнера второго конкурса "Энергия прорыва" Сибирскую угольную энергетическую компанию (СУЭК) - одну из ведущих угледобывающих компаний мира и самого крупного производителя угля в России. Ожидания оправдались - победителем стал проект старшего научного сотрудника Института теплофизики им. С. С. Кутателадзе СО РАН Михаила Чернецкого "Комплекс математических моделей процессов факельного горения угольного топлива, образования вредных выбросов и шлакования поверхностей нагрева в пылеугольных котлах". И пусть победная разработка не связана напрямую с основной профильной деятельностью компании, зато она открывает путь к более широкому применению угля в отечественной электроэнергетике.

Дело в том, что уголь, и так считают многие эксперты, вносит существенный вклад в обеспечение энергетических потребностей России. На его долю приходится около 50 процентов всей энергогенерации Сибири и Дальнего Востока. Между тем в целом в структуре мирового потребления топливно-энергетических ресурсов доля угля составляет 29 процентов, и он занимает второе место после нефти, на долю которой приходится 33 процента. Вклад этого твердого топлива в производство мировой электроэнергии еще более весом - 40 процентов. По прогнозам, потребление угля в мире в ближайшие годы несколько возрастет. Это означает увеличение экспортного потенциала отечественной угольной отрасли, полагают специалисты, тем более что Россия третья по запасам угля страна в мире.

Для решения этой задачи энергетикам нужно научиться еще более эффективно сжигать уголь - с максимальным КПД и наименьшим объемом вредных выбросов в атмосферу. Победная разработка Михаила Чернецкого как раз и служит этой цели. По словам молодого ученого, "моделирование процессов горения угля - это возможность воспроизводить различные эксперименты в виртуальной среде, когда при помощи специальной программы мы можем как бы изнутри посмотреть на раскаленную топочную камеру, установить закономерности горения угля, а также отследить зависимости образования вредных выбросов и загрязнения поверхностей нагрева от различных факторов".

Создание математических моделей - очень трудоемкий процесс, но применение его результатов приносит огромную пользу. Так, с помощью программного комплекса SigmaFlame, разработанного на основе полученных моделей, уже оптимизирована работа более чем 20 больших пылеугольных котлов на территории России и за рубежом. Получены многомиллионные эффекты за счет улучшения их эксплуатационных характеристик и сокращения в разы количества требуемых испытаний. В частности, данные расчетных исследований использовались при реконструкции самого большого в России котла, установленного на Березовской ГРЭС, что позволило повысить его мощность на целых 100 МВт. Нововведение принесло 180 миллионов рублей чистого дисконтированного дохода со сроком окупаемости 3 года. Еще один плюс - экономятся значительные средства и на разработку новых котлов, ведь гораздо дешевле просчитать интересующие процессы на компьютере, чем проводить натурные эксперименты. Компьютерное моделирование топочных процессов не только в разы ускоряет разработку и внедрение новых технических решений, но и находит варианты сжигания топлива с минимальными значениями вредных выбросов, снижая тем самым антропогенное воздействие на окружающую среду.

В качестве вознаграждения за победу в конкурсе "Энергия прорыва" Михаил Чернецкий получит премию в размере 1 миллиона рублей, которые может потратить по своему усмотрению.