В статье дается анализ экономической эффективности использования природного газа в различных областях промышленности, коммунально-бытового хозяйства и т.д. г. Хабаровска. Так же автор предлагает ряд мер по оптимизации использования природного газа в тех отраслях, где он используется недостаточно.
Ключевые слова: природный газ, народное хозяйство, ЖКХ, энергоэффективность, энергопотребления, газовые сети
Природный газ в качестве источника энергии является наиболее экологически чистым, в природе имеются значительные его запасы, что позволяет назвать природный газ топливом 21 века. В ближайшее десятилетие ожидается рост спроса на газ, превосходящий рост спроса на другие источники энергии. Это не может не радовать Россию, которая намерена сделать газ своим главным энергетическим экспортным козырем, а так же мощным рычагом в международной политике. По объемам разведанных месторождений Россия занимает первое место в мире.
Цель исследования – выявить эффективность использования природного газа в г. Хабаровске. Для реализации поставленной цели были определены следующие задачи:
- проанализировать состояние использования природного газа в различных сферах г. Хабаровска;
- провести сравнительный анализ источников топлива по критериям;
- выявить через практическую работу, почему выгодно использование газа в квартирах;
- сделать выводы об эффективности использования природного газа;
- предложить меры по оптимизации использования природного газа в тех отраслях, где он используется недостаточно.
Традиционными потребителями природного газа являются промышленность, сельское хозяйство, сфера услуг, транспорт, бытовой и энергетический сектор. В качестве горючего природный газ имеет большие преимущества перед твердым и жидким топливом его теплота сгорания его значительно выше, при сжигании он не оставляет золы. Продукты сгорания значительно более чистые в экологическом отношении.
Природный газ широко используется на тепловых электростанциях, природный газ также необходим в заводских котельных установках, различных промышленных печах.
Для Хабаровского края газификация является одним из стратегических приоритетов, направленных на повышение энергетической безопасности, эффективности и надежности энергоснабжения. Модернизация ГТС (газотранспортная система) Хабаровского края позволит сельскохозяйственным и промышленным предприятиям, а также объектам жилищного фонда и коммунальной энергетики перейти на использование природного газа, что в свою очередь поспособствует увеличению потребления этого ресурса в регионе.
Приведенная ниже таблица 1 дает возможность проанализировать различные виды топлива по теплоте сгорания и соответствующей стоимости.
Таблица 1
Теплота сгорания различных видов топлива
|
Вид топлива |
теплота сгорания (КДж/кг) |
теплота сгорания (КДж/м3) |
стоимость ориент. руб/кг |
|
природный газ центральный |
36000 |
36000 |
1,5-3 |
|
природный газ газгольдер |
36000 |
36000 |
10-15 |
|
дизельное топливо |
42000 |
35000 |
20-22 |
|
уголь |
20000-30000 |
60000-75000 |
5000-20000 |
|
дрова |
10000-20000 |
5000-10000 |
5000-20000 |
Повышение цен на сжиженный газ будет незначительное - всего на 0,8%.
Таким образом, с 1 июля 2014 года сжиженный газ в баллонах в Хабаровском крае будет стоить 39,88 рублей за 1 кг. В случае централизованного газоснабжения сжиженным газом, его цена повысится на 0,8%. При установленном приборе учета сжиженный газ будет стоить 126,01 рублей за 1 кубометр. Для пользователей, у которых не установлен прибор учета газа, он будет стоить 300,74 рублей в месяц на 1 человека. Что касается природного газа, то с 1 июля его цена для приготовления пищи снизится на 80 рублей за 1000 кубов и будет составлять 5947,55 рублей. Для пользователей, у которых нет приборов учета газа, цена природного газа снизится на 74,46 рублей на 1000 кубов в месяц. В случае использования природного газа только для отопления жилых помещений его цена будет составлять 4107,31 рублей за 1000 кубов.
Таблица 2
Сопоставление видов топлива
|
Вид топлива |
низшая теплота сгорания (Ккал/кг) |
среднее значение КПД котельных установок % |
Количество топлива для производства 1 Гкал тепла, кго |
|
Природный газ (существующий газопровод) |
11400 |
92 |
95 |
|
сжиженный природный газ (СНГ) |
11500 |
92 |
95 |
|
Мазут М100 |
9700 |
86 |
120 |
|
сжиженный углеводородный газ (СУГ пропан-бутан) |
11000 |
92 |
99 |
|
Дизельное топливо |
10180 |
89 |
110 |
В таблице 2 приведено сравнение эффективности использования сжиженный природный газ для газификации котельных малой мощности (до 10 Гкал/час) по отношению к другим видам топлива. Как видно из таблицы 2, сжиженный природный газ обладает наивысшей теплотой сгорания. Этот показатель измеряется в килокалориях на килограмм сжигаемого топлива. Таким образом, использование в качестве топлива сжиженный природный газ позволяет получать эквивалентное количество тепловой энергии при меньшем количестве сжигаемого топлива.
Также сжиженный природный газ обладает наивысшим значением КПД котельных установок. Применение в качестве топлива СПГ позволяет добиться коэффициента полезного действия котельных установок равного 92%. Аналогичный КПД возможно получить только при использовании природного газа и пропан-бутана.
В экологическом отношении природный газ является самым чистым видом минерального топлива. При сгорании его образуется значительно меньшее количество вредных веществ по сравнению с другими видами топлива. Из таблицы 3 по основным выбросам вредных веществ природный газ является наиболее безопасным.
Таблица 3
Выбросы вредных веществ отдельными видами топлива, кг/МВтч.
|
топливо |
выброс в кг/МВтч |
Теплотворная способность в КВт/кг |
|||
|
SO2 |
NOx |
CO |
пыль |
||
|
уголь |
1,8 |
0,36 |
23 |
0,9 |
8,35 |
|
бурый уголь |
0,83 |
0,05 |
25 |
1,26 |
5,3 |
|
сверхлегкий топливный мазут |
0,47 |
0,18 |
0,18 |
0 |
11,9 |
|
тяжелый топливный мазут |
1,76 |
0,65 |
0,04 |
0,11 |
11 |
|
газ |
0,01 |
0,18 |
0,22 |
0 |
10 |
Природные газы не ядовиты, однако при концентрации метана в воздухе, доходящей до 10% и более, возможно удушье вследствие уменьшения количества кислорода в воздухе. Горючие газы представляют значительную пожарную опасность; они сами легко воспламеняются, и их горение может вызвать ожоги или воспламенение других горючих материалов.
Для того чтобы своевременно обнаружить утечку, все горючие газы, направленные в городские газопроводы, подвергают одоризации, т. е. придают им резкий специфический запах, по которому их легко обнаружить даже при незначительных концентрациях в воздухе помещений. Одоризация газов производится с помощью специальных жидкостей, обладающих сильным запахом. Наиболее часто в качестве одоранта применяют этил меркаптан. При этом запах газа должен ощущаться при концентрации его в воздухе не более 1/5 части нижнего предела взрываемости. Практически это означает, что природный газ, имеющий нижний предел взрываемости, равный 5%, должен чувствоваться в воздухе помещений при 1%-ной концентрации. Запах сжиженных газов должен ощущаться при 0,5%-ной концентрации их в объеме помещения.
Практическая часть исследования состояла в том, чтобы выяснить целесообразность использования природного газа для коммунально-бытового газоснабжения (квартирах, учреждениях здравоохранения, предприятиях общественного питания и т.п.).
Исходными данными для проектирования сетей газоснабжения являются:
- состав и характеристики природного газа или месторождения газа;
- климатические характеристики района строительства;
- план застройки города или населенного пункта;
- сведения об охвате газоснабжением населения;
- характеристики источников теплоснабжения населения и промышленных предприятий;
- данные по выпуску продукции промышленными предприятиями и нормы затрат теплоты на единицу этой продукции;
- численность населения города или плотность населения на один гектар;
Расход газа на различные нужды зависит от расхода теплоты. Точный расход газа на бытовые нужды сделать очень сложно, так как расход газа зависит от ряда факторов, которые не поддаются точному учету. Поэтому потребление газа определяются по усредненным нормам расхода теплоты, полученных на основании статистических данных. Обычно эти нормы определяются на одного человека.
В практической части рассмотрен район строительства г. Хабаровск. Месторождение газа остров Сахалин.
При выполнении практической части был построен график годового потребления газа. Знание годовых графиков газопотребления имеет большое значение для эксплуатации городских систем газоснабжения, так как позлят правильно планировать спрос на газ потребителям.
Рис. 1. Годовые расходы газа
По результатам исследования сделан вывод, что различные потребители газа в городе по-разному забирают газ из газопроводов. Обнаружилась неравномерность расходования газа отдельными потребителями
Самым большим потребителям газа являются коммунально-бытовые потребители газа – жилые дома, и в значительно меньшей степени учреждения социальной сферы в частности учреждения здравоохранения.
Технический потенциал экономии газа в сфере медицинских услуг составляет 22 % от уровня его потребления в 2005 году. Основная часть природного газа в сфере услуг используется для целей децентрализованного отопления. Поэтому меры по экономии газа аналогичны мерам по экономии тепла, но они включают также повышение КПД котельных и снижение потерь в тепловых сетях, которые, несмотря на небольшую протяженность, часто настолько запущены, что потери на них доходят до 10–15 %.
Если учреждение здравоохранения работало бы на природном газе, то было бы затрачено 34740.4 м3 природного газа за 1 год. Стоимость 1м3 природного газа составляет 5.94 руб. Следовательно, 34740.4 м3 будут стоить 206357.96 руб. Экономическая выгода составляет 1071774.72 руб.
В ходе исследовательской работы было выявлено, что в Хабаровском крае природный газ используется недостаточно в сфере коммунально-бытового обслуживания (здравоохранение, на предприятиях общественного питания, в школах, детских садах, банях, прачечных и т.п.). В этой сфере в большей степени используется электроэнергия, а не природный газ. В связи с этим представляется логичным отказаться от системы централизованного теплоснабжения и установить бытовые отопительные приборы малой мощности, которые работают на природном газе, в зданиях коммунально-бытового назначения. В настоящее время ассортимент таких приборов очень велик.
Литература:
1. Брюханов О.Н. Газоснабжение: учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений / О.Н. Брюханов, В.А. Жила, А.И. Плужников. - М. : Издательский центр «Академия», 2008. – 448 с.
2. Жила В.А. Газовые сети и установки: учеб. пособие для сред. проф. образования / В.А. Жила, М.А. Ушаков, О.Н. Брюханов. - 2-е изд., стер. – М.: Издательский центр «Академия», 2005. – 272 с.
3. Кязимов К.Г. Устройство и эксплуатация газового хозяйства: учебник для нач. проф. образования / К.Г. Кязимов, В.Е. Гусев. – М.: Издательский центр «Академия», 2004. – 384 с.
4. Промышленное газовое оборудование: справочник. В 2 т. Т. 1. 4-е изд., перераб. и доп. – Саратов: Газовик, 2006. – 528 с.
5. СП 42-101-2003 Общие положения по проектированию и строительству газораспределительных систем из металлических и полиэтиленовых труб.
6. http://pronedra.ru
7. http://docs.cntd.ru
8. http://investments.academic.ru
9. http://docs.cntd.ru
10. http://www.kodeks.khv.ru
