Февруари, 2010 г. Комплексът от рудници и електроцентрали „марица-изток” – настояще и бъдеще

КОМПЛЕКСЪТ ОТ РУДНИЦИ И ЕЛЕКТРОЦЕНТРАЛИ

„МАРИЦА ИЗТОК” – НАСТОЯЩЕ И БЪДЕЩЕ

Ст. н. с. инж. Г. Босев – ТОТЕМА Инженеринг ЕАД, инж. Ив. Арсениев – МИНПРОЕКТ

Февруари, 2010 г.

КОМПЛЕКСЪТ ОТ РУДНИЦИ И ЕЛЕКТРОЦЕНТРАЛИ „МАРИЦА-ИЗТОК” – НАСТОЯЩЕ И БЪДЕЩЕ
Ст.н.с. инж. Г. Босев – ТОТЕМА Инженеринг ЕАД,

инж. Ив. Арсениев – Минпроект ЕАД

Въведение

Значението на комплекса от рудници и електроцентрали „Марица-изток” нарасна след очерталата се криза от енергийната зависимост на Европейския съюз, в още по-голяма степен на Република България, окончателното извеждане на блоковете 440 MW в АЕЦ „Козлодуй” и либерализирането на енергийния пазар. В началото на 2007 г. Минпроект, в сътрудничество с ТОТЕМА Инженеринг актуали­зи­ра оценката за технически възмож­ния и икономически целесъобразен добив на из­точ­но­маришки въглища, като предпос­тав­ка за интензифи­циране на производството на електроенергия от действащите елек­троцентрали и евентуално изграждане на нови мощности.

Източномаришкото находище на лигнитни въглища е уникално. То се експлоатира от 1959 г. с изграж­дането на ТЕЦ „Марица-изток 1”, фабриката за брикети и на следващи­те етапи – ТЕЦ „Ма­ри­ца-изток 2” и ТЕЦ „Марица-изток 3”. За периода от 50 години рудниците са добили, а електроцентралите произвели 900 Mt въглища и 510 TWh елек­тро­енер­гия, а фаб­ри­ката за брикети – над 45 Mt брикети. Независимо от ниското качес­тво на въгли­щата, ком­плексът от рудници и електроцентрали „Марица-изток” е устой­чив източник на евтина електроенергия с участие в елек­тро­енергийния баланс на стра­ната около 25,5 %.

Доказаните запаси на въглища в „Марица-изток” са 1190 Mt. Те могат да нараснат до около 1870 Mt, като се включат и вероятните запаси от около 680 Mt. Средното пепелно съдържание на въглищата е 30 %, на работна влага – 54,05 % и на сяра на сухо вещес­тво – 6,07 %.

Всичко запаси Всичко електроенергия

1870 Mt 2000 TWh
Ефективен баланс за хоризонт до 2060 г. се постига при динамика на изземване на про­мишлените запаси от 24 Mt през 2010 г., 33 Mt през 2015 г., 34,83 Mt през 2025 г.; след това добивът монотонно ще намалява с извеждането на генериращи мощности с изте­къл ресурс.

Мини „Марица-изток”. Запаси на лигнитни въглища в басейна

Рудник	Доказани запаси, Mt	Вероятни запаси, Mt	Всичко запаси, Mt	Пепел Аd, %	Сяра, Sri, %
„Трояново 1”	590	-	590	27,41	6,4
„Трояново-север”	400	470	870	32,36	5,95
„Трояново 3”	200	210	410	28,68	5,36
Всичко:	1190	680	1870	30	6,07

Въглищата в „Марица-изток” се добиват в три открити рудника – „Трояново 1”, „Троя­ново-север” и „Трояново 3”. Разкриването и добивът са с високо производителни ро­тор­ни багери. Транспортът на въглищата до ТЕЦ „Марица-изток 1” и ТЕЦ „Марица-изток 2” е с електрифицирани влакови композиции, а до ТЕЦ „Марица-изток 3” – с тран­спортни ленти.

Всичко запаси Всичко запаси

1190 Mt 680 Mt
В действащите електроцентрали ТЕЦ „Марица-изток 2” и ТЕЦ „Марица-изток 3” се из­вършва рехабилитиране на блоковете, обхващащо основно модернизиране на горивни­те уредби и турбините, обновяване на системите за управление и изграждане на серо­очистващи инсталации.

След рехабилитирането, което завърши в края на 2009 г., мощността на ТЕЦ „Марица-изток 3” се увеличи, като резултат от повишената икономичност на турби­ните и кот­лите от 840 MW на 908 MW, т.е. със 7,6 %. Изхвърлянето на серни окиси се нама­ли с 94 ÷ 96 %, а азотните окиси са ограничени до 200 mg/Nm³. Въведените сероочистващи инсталации имат реална разполагаемост над 99,80 % и практически не изхвърлят въглищен прах в атмосферата.

Консумацията на електроенергия от инсталациите за очистване на димните газове е 32,4 % от увеличената икономичност на блоковете, а на съоръженията за преработване и транспортиране на отпадъчния продукт (гипс) – 2,5 %. Голяма част от гипса се опол­зотворява за производство в гипсокартон, а останалата, в съответствие с изискванията за опазване на околната среда ще се връща при рекултивиране на рудниците.

В ТЕЦ „Марица-изток 2” са усъвършенствани горивните уредби на два от блоковете 210 MW. На тях са инсталирани сероочистващи инсталации с реална ефективност 90 ÷ 92 % и разполагаемост 95 ÷ 96 %. Понастоящем са рехабилитирани и блоковете 150 MW, на които са сменени турбините с по-икономични, усъвършенствани са горивните уред­би на котлите и са инсталирани нови системи за управление и сероочистващи инсталации с ефективност над 90 %. След рехабилитирането мощността на централата ще се увеличи от 1465 MW на 1530 MW, т.е. с 4,4 %.

На площадката на ТЕЦ „Марица-изток 1” се изграждат два нови, модерни блока с еди­нична мощ­ност 335 MW, съоръжени със сероочистващи инсталации с ефективност над 95 %. Бло­ковете ще бъдат въведени в експлоатация през 2010 и 2011 г.

Фабриката за брикети и действащата ТЕЦ „Марица-изток 1” с мощност 200 MW ще бъ­дат изведени от експлоатация в края на 2012 г. поради изчерпване на ресурса и замър­сяване на околната среда от горивните съоръжения и при изгаряне на брикетите.

При оценката на възможния добив на източномаришки лигнити е установен неоползо­тво­рен капацитет на рудниците около 8 Mt, съответно потенциал за производство на 5,25 TWh електроенергия годишно. Това провокира търсенето на отговори за:

• 
  Оптималния добив на въглища с оглед на използваната миннодобивна техника и наличните запаси; необходими инвестиции за увеличаване и поддържане на до­бива;
  
• 
  Качеството на добиваните въглища след въвеждането на по-модерни технологии на изземване;
  
• 
  Приложими нови технологии за оползотворяване на източномаришките въглища;
  
• 
  Новите мощности, които могат да бъдат изградени в зависимост от електроенер­гий­ните по­требности на страната и пазара на електроенергия в региона;
  
• 
  Ситуиране на евентуална нова мощност с оглед минимизиране на разхо­дите за тран­спортиране на въглищата до консуматорите и депониране на отпадъ­ците;
  
• 
  Вписване на новата мощност в нормативните ограничения за опазване на околна­та среда;
  
• 
  Поведението на рудниците и електроцентралите „Марица-изток” в пазарна среда.
  

Налице са достъпни технологии за увеличаване на икономичността и разполагаемостта на новите агрегати до 42 % и над 7 500 h годишно.

Освен това новите технологии за добив и шихтоване дават възможност за оползотворя­ване на около 3 Mt годишно въглища от контактния слой, което влияе благоприятно върху икономическите показатели на Мини „Марица-изток”.

Напълно постижимо е, ако нова мощност в комплекса „Марица-изток” се въведе до края на 2015 г., там да се произвеждат до 22,5 TWh електро­енергия годишно от евтин национален енергоносител. Това би било съществен принос за намаляване на вноса на енергоносители в страната.

„Марица-изток”. Потенциал на генериращите мощности

Генериращи мощности	Инсталирани мощности, MW	Използваемост, h/годишно	Потенциал, TWh/годишно
			Към 2014 г.	Към 2015 г.	Към 2020 г.
ТЕЦ „Марица-изток 1”	670	7000	-	3,35	3,35
ТЕЦ „Марица-изток 2”	1545	5500	8,50	8,50	8,50
ТЕЦ „Марица-изток 3”	908	6000	5,40	5,40	5,40
Всичко	3123	5730	13,90	17,25	17,25
ТЕЦ „Марица-изток 4”	700	7500	-	5,25	5,25
Всичко с нова мощност	3823	5885	13,90	22,50	22,50

Безспорно е, че изграждането на нови мощности е свързано с големи инвестиции, про­дължителен период от време и значителен инвестиционен риск. През 2007 г. ENEL де­кла­рира намерението си, на собствен риск, със собствени средства и без държавни га­ран­ции да изгради един блок 750 MW на площадката на ТЕЦ „Марица-изток 3” със срок на усвояване на мощността в края на 2012 г. За съжаление това предложение не беше прието, което оценяваме като грешка в енергийната политика на страната. По-долу ще се опитаме да оценим възможностите за повишаване на използваемостта на източнома­риш­кото находище от позициите на 2010 г.

• 
  Електропотребление до 2020 г.
  

Максималната прогноза може да се приеме като възможна горна граница до 2020 г. Прогнозиране на електропотреблението за по-отдалечен от 15 г. хоризонт е несигурно; то не се и налага поради факта, че най-продължителното изграждане на генериращи мощности не надвишава 10 г.

• 
  Потенциал на наличните и новоизграждани генериращи мощности до 2020 г.
  

Потенциалът на наличните и новоизгражданите генериращи мощности е достатъчен да покрие мощностния и енергийния баланс на страната до 2020 г., включително със задължителния резерв по мощност от 15 %.

Структурата на мощностите показва, че тя е деформирана в полза на базовите мощнос­ти. В нея отсъстват типични подвърхови агрегати с голяма статична и динамична маневреност, подходящи за чести (седмични) пускания и спирания. Това налага типич­но базовите мощности на източномаришки въглища да работят частично като подвър­хо­ви и в режим на регулиране, което се отразява неблагоприятно на разполагаемостта и икономичността.

Всичко мощности Всичко електроенергия

9948 MW 46,02 TWh

Всичко мощности Всичко електроенергия

10708 MW 49,22 TWh

Всичко мощности Всичко електроенергия

10849 MW 48,21 TWh
Въвеждането на възобновяеми енергоизточници, които без изключение работят в при­ну­ден режим, изисква наличието на повече върхови, вместо базови мощности.

Горният анализ показва, че нова базова мощност не е необходима за покриване на енер­гийния и мощностния баланс на страната до 2020 г.

• 
  Конкурентност на инвестиционните проекти
  

Сравнението на 6 варианта на различни инвестиционни проекти, базирани на ядрено гориво, вносни въглища, природен газ и източномаришки лигнити показва, че в диапа­зо­на 4000 ÷ 7000 (7500) h годишна използваемост нова мощност 700 ÷ 750 MW на свръх­­критични па­ра­метри в комплекса „Марица-изток” има предимство.

• 
  Пазар
  

Инициативата за привличане на инвеститор за евентуална нова мощност 700 ÷ 750 MW в „Марица-изток” трябва да бъде на националните институции, а не на „Мини Марица-изток”, какъвто опит, неуспешен разбира се, беше направен.

"МАРИЦА ИЗТОК" - СРАВНЕНИЕ НА РАЗХОДИТЕ ЗА НОВА МОЩНОСТ ПРИ РАЗЛИЧНИ КАПИТАЛОВЛОЖЕНИЯ, ЦЕНА НА ГОРИВОТО, К.П.Д. И ДРУГИ ФАКТОРИ

Използваемост, h

ТЕЦ на природен газ

308 g/kWh

АЕЦ

ТЕЦ на вносни въглища

352 g/kWh

375 g/kWh

• 
  Ценови равнища на електроенергията
  

• 
  Структура на комплекса от рудници и електроцентрали „Марица-изток”
  

В рехабилитирането на ТЕЦ „Марица-изток 2” и ТЕЦ „Марица-изток 3”, включително за очистващи съоръжения и преработване на отпадъците, ще се ин­вестират около 840 . 10⁶ € бруто. В ТЕЦ „Марица-изток 1” ще се инвестират 938 . 10⁶ € бруто, а евентуално в нова мощност на площадката на ТЕЦ „Марица-изток 3” – 980 . 10⁶ € бруто.

Основните проекти на рудниците предвиждат отчуждаване на около 310 . 10³ декара зе­ми, като до края на експлоатацията на находището ще бъдат рекултивирани и върна­ти над 290 . 10³ декара, от които за селскостопанско ползване 230 . 10³ декара и 62 . 10³ декара за гор­ски фонд. Останалите около 20 . 10³ декара ще бъдат запазени като изкус­твени водое­ми. Понастоящем Мини „Марица-изток” рекултивират ежегодно над 1000 дка земи и ги предават за земеделско ползване и горски фонд.

Източномаришките лигнити са млади по възраст въглища, с високо съдържание на въг­ле­водороди, пепел, влага и сяра. Нискотемпературният режим и степенното им изга­ряне обусла­вят по-ниско равнище на емисиите на NO_x в сравнение с кафявите и оста­налите въглища, а по-високото съдържание на въглеводороди – съответно по-ниско рав­нище на емисии на въглероден двуокис.

„Марица-изток”. Емисии на SO₂ след рехабилитиране

• 
  Емитиране на въглероден двуокис от действащите и евентуално нови елек­тропроизводствени мощности
  

Позволяваме си да препоръчаме на държавните институции този проблем да се обсъж­да на равнището на Националната икономика, а не на отделните части от нея.

• 
  В комплекса рудници с електроцентрали е налице икономически и технически обоснован потенциал за добиване на 35 Mt въглища годишно и производство на 22,5 TWh електроенергия годишно.
  
• 
  Добивът на 35 Mt въглища и производството на 22,5 TWh електроенергия може да бъде в пълно съответствие с нормативните ограничения за опазване на околната среда.