Энергоресурсосбережение - инвестиции в будущее
В Москве под председательством старшего вице-президента ОАО «
ОАО «РЖД»»
В.А. Гапановича состоялась III Международная конференция «Энергосбережение и ресурсосберегающие технологии на железнодорожном транспорте — инвестиции в будущее». В рамках конференции прошла выставка, где были представлены передовые технологии в области энергоресурсосбережения в отрасли. На форуме представители департаментов ОАО «
ОАО «РЖД»», дорог, линейных предприятий и зарубежных фирм обсудили вопросы и выработали рекомендации по проблеме внедрения инновационных энергосберегающих и ресурсосберегающих технологий на железнодорожном транспорте. Были рассмотрены следующие вопросы:
- Снижение энергопотребления на тягу поездов.
- энергооптимальное управление движением грузовых и пассажирских поездов, а также потоками попутно следующих поездов на загруженных линиях;
- внедрение системы «автомашинист» в пассажирском и грузовом движениях;
- энергооптимальная разработка графика движения поездов.
Технические решения по энерго- и ресурсосбережению.
- повышение энергетической эффективности тягового подвижного состава за счет совершенствования систем оперативного включения и выключения секций локомотивов и групп тяговых двигателей, регулирования скорости вращения мотор-вентиляторов и других технических решений;
- совершенствование технических средств и технологий смазки взаимодействующих поверхностей колес подвижного состава и рельсов;
- ресурсосбережение при ремонте технических средств инфраструктуры и подвижного состава (по хозяйствам).
Создание энергетически эффективного подвижного состава на основе использования инновационных решений. Повышение эффективности стационарной энергетики.
- использование инфракрасного излучения для отопления производственных помещений;
- автоматизация систем отопления с учетом температуры наружного воздуха;
- расширение сферы использования сжиженного газа для систем отопления;
- инновационные решения в области электроосвещения.
Открывая конференцию, В.А. Гапанович подчеркнул, что сегодня необходимо сосредоточить свое внимание на внедрении инновационных разработок. Тема ресурсосбережения для железнодорожников не новая. На постоянной основе ей стали заниматься с 80-х годов прошлого века. Точкой отсчета массового внедрения ресурсосберегающей техники на сети
ОАО «РЖД» стал 2002 г. В 2004 г. появилась «Энергетическая стратегия ОАО "РЖД" на период до 2010 г. и на перспективу до 2020 г.». Сегодня затраты на энергоэффективные технологии только по 2010 г. составили 2,3 млрд., в 2011 г. они превысят 2,7, в 2012 г. — 2,9, а в 2013 г. — 3,2 млрд. руб.
С 2008 г. на сети активно внедряется светодиодная техника. Сегодня 35 тыс. единиц светодиодной техники уже установлено на светофорах и на новых локомотивах. Система работает достаточно устойчиво. Увеличение потребности в передовой светодиодной технике повлекло развитие промышленности в этой области. В России светодиоды выпускают две компании. Это в свою очередь потребовало от железнодорожников более требовательно подходить к качеству потребляемой продукции.
В ноябре 2010 г. уральские машиностроители совместно с руководством ОАО «РЖД» представили премьеру российского правительства В.В. Путину локомотив нового поколения 2ЭС10. На нем все освещение до самой последней лампочки основано на светодиодной технике. Машинисты часто жалуются, что им приходится чуть ли не каждый месяц менять прожекторные лампы. И хотя экономия электроэнергии для всей системы РЖД в данном случае «копеечная», зато трудозатраты огромные. И с заменой простых ламп на светодиоды одной проблемой станет меньше.
На локомотиве не так много ламп освещения. А возьмем, скажем, Северомуйский тоннель на БАМе. Его длина более полутора десятка километров. Там огромное количество ламп освещения, и климатические условия эксплуатации далеко не умеренные. Лампы в тоннеле приходится менять каждые 2 — 3 месяца. Вот где существенная экономия трудозатрат. То же самое можно сказать и об освещении мостов. Светодиоды прекрасно справляются с вибрацией, ветрами, дождями и морозами. Срок их службы в разы превышает жизненный цикл простых ламп освещения.
Светофоры тоже можно обслуживать значительно реже. Сегодня необходимо пойти дальше в развитии этого массового оборудования железных дорог. Надо светофорам добавить больше «интеллекта». На их основе при внедрении светодио-дов можно создавать необходимые интеллектуальные системы. Здесь скрыты большие возможности и по времени суток, и по расстоянию передачи любых данных. Надо только суметь снабдить светофоры различной информацией. Это огромный канал передачи различных сообщений. Кроме того, светодиодная техника — это интеллектуальное оборудование, и надо, чтобы она во многих местах полностью заменила человека, действуя самостоятельно по заложенной в нее программе.
Автоматизированная система комплексного учета энергоресурсов
Одним из самых масштабных проектов в Компании стала появившаяся в 2005 г. автоматизированная система комплексного учета энергоресурсов (АСКУЭ). Этот проект — уникальный. Он позволил снизить технологические потери электроэнергии путем контроля балансов по объектам, уменьшить расходы на покупку электроэнергии на оптовом рынке. В единую сеть было включено 22,5 тыс. точек учета на 1,4 тыс. тяговых подстанциях и 117,9 тыс. точек учета на 13 тыс. трансформаторных подстанциях. Система позволяет обеспечить коммерческий учет потребления электроэнергии, организовать за этим онлайн-контроль и передавать данные на различных уровнях управления.
Основные преимущества системы по сравнению с аналогами в других отраслях экономики в том, что железнодорожникам удалось достигнуть сравнительно низких затрат на обслуживание: в АСКУЭ нет проводных каналов связи, ее конфигурация компактна. При этом гарантирован высокий уровень безопасности данных. Многоуровневая система резервирования сводит к минимуму потери информации в случае технических сбоев.
На конференции был отмечен и другой перспективный проект — автоматизированная система комплексного учета топливно-энергетических ресурсов (АСКУ ТЭР). Она создана на основе современных систем сбора и обработки информации, полученной централизованно от приборов учета энергетических ресурсов. Архитектура АСКУ ТЭР сходна с АСКУЭ. Соответственно, она позволяет оценивать общую картину энергопотребления, выявлять те сегменты, где можно добиться экономии затрат и оптимизировать взаиморасчеты с поставщиками энергоресурсов. Система также обеспечивает прозрачную схему закупок топливно-энергетических ресурсов. В результате экономия потребления топлива достигает несколько процентов в год.
В.А. Гапанович заострил внимание участников конференции на следующем факте. Часто заявляют, что сегодня исчерпаны традиционные технологии сокращения энергопотребления. Однако это не всегда верно. Главная экономия на сети дорог в тяге поездов. Сегодня активно начали внедрять энергооптимальные графики движения составов. По словам старшего вице-президента, мы идем на уровне достижений в других развитых странах и где-то даже опережаем их. Только в 2010 г. благодаря энергооптимальным графикам движения пассажирских поездов сэкономлено более 10 млн. кВт-ч электроэнергии. В 2011 г. предполагается перекрыть эту цифру в три раза. И здесь кроются большие резервы. Только на нагонах в 2010 г. потеряли более 700 млн. руб., а за 10 месяцев того же года на соблюдении графика сэкономили 300 млн. руб. И резервы к росту есть. Предположительно на
тепловозных ходах в 2011 г. можно сэкономить минимум 3000 т топлива.
В рамках программы энергосбережения осуществляется перевод пассажирских поездов на энергооптимальные графики движения за счет возможностей системы автоведения. Графики внедряются на всех основных пассажирских направлениях, что позволило в 2010 г. дополнительно сэкономить более 50 млн. кВт-ч электроэнергии и сократить выбросы парниковых газов на 135,6 тыс. т.
За счет чего же достигается энергосбережение от перевода пассажирских поездов на энергооптимальные графики? Факторов два: максимальное использование кинетической энергии поезда и сокращение ее потерь. Если сравнить нынешнюю потребляемую мощность, которая тратится на разгон, движение и торможение поездов, то она на 8,3 % меньше, чем при предыдущих графиках.
Системы автоматического управления тягой, торможением и система автоведения были установлены более чем на 3 тыс. пассажирских и грузовых электровозов и на 1,6 тыс. электропоездов. В 2010 г. ими оборудованы пассажирские тепловозы
ТЭП70 и электровозы ЭП2К. Широкомасштабное внедрение подобных систем привело к снижению потребления энергии на 3 — 12 % в зависимости от региона.
Нужно отметить, что система «Автомашинист» (универсальная система автоведения пассажирских электровозов, УСАВП) значительно облегчает работу машиниста. Для совершения поездки ему достаточно ввести ключевые данные — фамилию, табельный номер, вес поезда и количество осей, а также параметры работы локомотива, и система сама поведет поезд. Машинисту остается только контролировать работу электровоза и обеспечивать безопасность движения — следить за состоянием пути и контактной подвески. Таким образом, он меньше устает, что значительно снижает риск возникновения нештатных ситуаций по причине так называемого человеческого фактора.
Опыт эксплуатации систем автоведения доказал их эффективность в обеспечении экономии электроэнергии. Только, например, на Юго-Восточной дороге за 10 месяцев 2010 г. удельный расход электроэнергии электровозов, следовавших без данных систем, составил 148,7 кВт-ч, а у локомотивов с автоведением — 125,9 кВт-ч. В итоге за 10 месяцев 2010 г. экономия электроэнергии от использования системы УСАВП составила 15,6 млн. кВт-ч на сумму 35,2 млн. руб. К сожалению, в практике эксплуатации встречаются сбои в автоведении, поэтому создатели системы работают над ее совершенствованием.
В соответствии с Энергетической стратегией России Компанией поставлена задача замещения к 2030 г. природным газом до 30 % дизельного топлива, расходуемого автономными локомотивами. В рамках выполнения этой стратегии создан первый в мире магистральный грузовой газотурбовоз ГТ1-001. Он работает на сжиженном природном газе. Мощность этого локомотива — 8,3 тыс. кВт. Ресурс турбины НК361 превышает 100 тыс. ч, а запас топлива позволяет преодолевать расстояние в 1 тыс. км без дозаправки.
Высокие тяговые показатели газотурбовоза позволили провести поезд весом 15 тыс. т, что является мировым рекордом для автономных локомотивов с одной силовой установкой. При этом вредные выбросы газотурбинной установки более чем в 5 раз ниже нормативных требований к дизелям директивы ЕС 2012 г., а парниковые выбросы — также в 5 раз меньше по сравнению с дизельными локомотивами. Уровень внешнего шума — в рамках требований российских ГОСТов. Стоимость жизненного цикла газотурбовоза почти на 20 % ниже по сравнению со средним магистральным тепловозом, используемым на сети
ОАО «РЖД». В частности, для локомотива
2ТЭ116 этот показатель оценивается в 1,2 млрд. руб., а для ГТ1 — в 980 млн. руб.
Значительные резервы экономии топлива в 2010 г. достигнуты в сфере маневровых работ. Так, на базе серийного тепловоза
ЧМЭЗ создан опытный образец тепловоза с двух-дизельной силовой установкой, позволяющий обеспечить экономию топлива по сравнению с серийными тепловозами ЧМЭЗ не менее чем на 10 %. При этом вредные выбросы сокращены на 12 %.
Ведется разработка
энергосберегающего маневрового тепловоза с гибридной силовой установкой для использования в легкой маневровой работе. Применение одного такого локомотива вместо
ЧМЭЗ позволит снизить потребление топлива на 35 % и на столько же — выделение парниковых газов. Общее сокращение выбросов вредных веществ в атмосферу составит около 38 %.
Проведены испытания опытного маневрового
тепловоза
ЧМЭЗГ, работающего на сжатом природном газе, с электронной системой подачи газа в дизель и замещением дизельного топлива до 60 %. Данный
тепловоз является прототипом машины, предназначенной для эксплуатации с 2013 г. на участке Сочи — Адлер. Снижение токсичности выхлопных газов достигает не менее 30 %, а объемов выбросов — 52 %.
На сети дорог ряд внедряемых проектов имеют мультипликативный эффект. К ним, в частности, относятся компоненты систем управления движением, таких как автомашинист электротяги, регистратор параметров движения и автоведения, сетевой модуль связи по радиоканалу для интеллектуальной системы автоматизированного вождения поездов повышенной массы и длины с распределенными по длине локомотивами (ИСАВП-РТ). Сюда же можно отнести и комплекс для расчета перед рейсом энергооптимального режима ведения поезда с учетом ограничений скорости для машиниста локомотива. Ряд разработок по. заказу
ОАО «РЖД» для повышения КПД локомотивов так же, как и примененные при создании ГТ1-001 криогенные технологии, могут быть использованы в других отраслях.
И еще один резерв для экономии — внедрение рельсо-смазывания. Это позволяет экономить от 7 до 10 % электроэнергии на тягу поездов. На железных дорогах США получают до 15 % экономии, применяя эту технологию, а в некоторых странах экономия доходит до 40 % (ЮАР).
В нашей стране этой технологии уделяется повышенное внимание. Машиностроители Саратова представили на выставке встроенный автоматический гребнерельсосмазыватель АГРС-1, устанавливаемый на электроподвижном составе. Это оборудование предназначено для дозированного нанесения смазочного материала на гребни колесной пары в зону контакта колесо-рельс.
При этом достигается значительное уменьшение сил сопротивления движению и экономия топливно-энергетических затрат. Снижается интенсивность износа гребней колесных пар подвижного состава и боковой износ головки рельсов. Понижаются уровень шума и вибрация при движении подвижного состава через населенные пункты, уменьшается загрязнение МВПС, ТПС и железнодорожного пути.
АГРС-1 можно устанавливать как на ведущей, так и на ведомой кабинах управления. Используемая смазка ПУМА-МЛ ТУ 0254-005-17368431—07 работоспособна в интервале температур от -40 до +110 °С. Расход смазки на 1 км участка зависит от профиля пути и составляет при среднесуточном пробеге 400 км в пределах 150 — 300 г/км.
К особым инновационным направлениям программы энергосбережения можно отнести проекты по внедрению перспективных стационарных объектов энергетики. Один из них — использование модульных автоматизированных каталитических теплофикационных установок (КТУ). Первая в России КТУ мощностью 3,5 МВт успешно работает на ст. Артышта Западно-Сибирской дороги. В основу ее конструкции положены научные достижения Института катализа Сибирского отделения РАН.
Важным преимуществом данной КТУ стала возможность эффективно сжигать твердое топливо низкого качества, а также различного рода отходы, содержащие горючие компоненты. КПД установки достигает 95 %. За счет этого потребление угля сокращается на 28 %, а золы и шлака после сгорания образуется в 3,6 раза меньше. При этом очень низкий уровень выбросов в атмосферу. Правда, во время эксплуатации КТУ обнаружены некоторые недостатки, которые пока не позволили широко внедрить такие теплостанции на сети дорог. Однако в ближайшее время все недочеты будут устранены, и широкая дорога к внедрению КТУ будет открыта.
В перевозочном процессе нашли применение источники альтернативной энергии. Почти полтора года действует первая в России энергоустановка на топливных водородных элементах. Она предназначена для использования в качестве резервного источника электропитания устройств железнодорожной автоматики и средств связи на участке Московской дороги.
Также эффективно используется солнечная энергия. Солнечная комбинированная водонагревательная установка УСКВ-1 применяется для отопления и горячего водоснабжения производственных зданий на станции Астрахань II Приволжской дороги. Ее применение позволило сократить ежегодное потребление электроэнергии на 355 тыс. кВт-ч и выбросов в атмосферу парниковых газов более чем на 1 тыс. т в год. Аналогичные установки смонтированы на станциях пяти железных дорог.
Инновации в технологии энерго- и ресурсосбережения, как показывает практика, обеспечивают высокий уровень отдачи от вложенных средств. Об этом свидетельствует внедренные технические и технологические решения и, в частности, по энергооптимальному управлению движением поездов, лубрикации взаимодействующих поверхностей колес и рельсов, повышению энергетической эффективности тягового подвижного состава, автоматизации отопительных систем в стационарной энергетике и других эффективных инновационных мероприятий.
Постоянное повышение отпускных цен на топливно-энергетические ресурсы и материалы требует изыскания все новых методов их экономии. Для ОАО «
ОАО «РЖД»» это особенно важно, поскольку в структуре эксплуатационных расходов доля затрат на электроэнергию, топливо и материалы составляет более 23 %, а экономия только 1 % энергоресурсов соответствует снижению эксплуатационных расходов Компании примерно на 1,1 млрд. руб.
Решение рассматриваемой проблемы требует использования новейших достижений науки и техники. Осуществление на этой основе крупных инвестиционных проектов обеспечивает снижение абсолютных и удельных затрат Компании на топливно-энергетические ресурсы и материалы.
Для максимально эффективного использования потенциала ресурсосбережения необходимо направить усилия специ-иалистов научно-исследовательских, опытно-конструкторских и производственных организаций и предприятий на выполнения энерго- и ресурсосберегающих программ Компании. Важно более интенсивно разрабатывать и более активно внедрять весь комплекс технических, технологических и организационных мер, обеспечивающих снижение затрат на электроэнергию, топливо и материалы. Учитывая, что более 70 % затрат на топливно-энергетические ресурсы приходится на тягу поездов, необходимо приоритет отдать работам в этой области.
Среди таких направлений:
- создание энерго- и ресурсоэкономных локомотивов, вагонов, моторвагонного подвижного состава, стационарных устройств;
- переход к автономной тяге с использованием газовых технологий;
- применение энергоемких накопителей энергии на подвижном составе, в системах тягового электроснабжения, в нетяговой энергетике;
- создание автотрансформаторных систем повышенного (до 94 кВ) напряжения передачи электроэнергии к поездам;
- энергоэффективные системы освещения, светодиодная техника;
роботизация ремонтных работ и работ по техническому обслуживанию объектов инфраструктуры и подвижного состава;
- интеллектуальные автоматизированные системы управления техническими средствами железнодорожного транспорта;
- использование нанотехнологий в смазочных материалах, обеспечивающих повышение износостойкости и экономию энергии и материалов;
- использование возобновляемых источников энергии, тепловых насосов и газотурбинных автономных источников энергии в нетяговой энергетике;
- применение инфракрасных излучателей для обогрева служебных помещений;
- оборудование зданий энергосберегающими системами; ■Ь использование эффективных систем в сфере управления энергоресурсами и их учета и др.
Для снижения удельного расхода электроэнергии на тягу поездов, энергоемкости и материалоемкости технологических процессов, повышения производительности важно эффективно использовать ежегодные инвестиции и направлять их:
- на улучшение эксплуатационных характеристик локомотивов, моторвагонного подвижного состава, вагонного парка и устройств инфраструктуры; + электрификацию линий;
- повышение веса грузовых поездов, грузоподъемности, статической и динамической нагрузки вагонов;
- совершенствование технологии перевозочного процесса, ремонта и текущего содержания устройств инфраструктуры и подвижного состава.
Необходимо также существенно повысить качество управления энергоресурсами на основе внедрения системы обязательных энергетических обследований и энергоаудита использования энергии на предприятиях сети дорог с разработкой мероприятий по экономии ресурсов. Надо шире внедрять приборы учета тепла, воды и природного газа, комплексную автоматизированную систему коммерческого учета электроэнергии (АСКУЭ ОАО «РЖД»), Наряду с совершенствованием системы мониторинга получения и потребления энергии в Компании все активнее внедряются экономические стимулы, направленные на повышение энергетической эффективности структурных подразделений ОАО «РЖД».
Инж. Ю.А. ЖИТЕНЁВ, г. Москва
24.11.2011, 16:33
Похожие темы
Справочник
Почта
