Українська
Отримано 21.08.2024, Доопрацьовано 27.11.2024, Прийнято 18.12.2024
Проведений аналіз сучасного стану енергетичної системи України, на основі чого звернена увага на дефіцит маневрових потужностей, великий обсяг викидів шкідливих речовин у атмосферне повітря, а також низьку енергоефективність основних технологічних процесів існуючих об’єктів генерації. Вказані недоліки характерні також і до виробників теплової енергії, а саме теплоелектроцентралей та промислових і комунальних котелень. Існуюча енергосистема України включає обидва типи виробників, в яких переважає якийсь вид енергії (електрична чи теплова). Метою статті була оцінка перспектив впровадження сучасних технологій для забезпечення стійкості систем з виробництва електричної та теплової енергії. Застосовані аналітичні методи, які підходять для порівняння газотурбінних та парогазових установок, систем акумулювання електричної та теплової енергії. Авторами проведений огляд різних технологій, які підвищують маневровість систем з виробництва вказаних видів енергії, а також знижують утворення шкідливих речовин за рахунок уникнення ендотермічних реакцій в процесі спалювання твердого, рідкого та газоподібного палива. Зміни у співвідношенні потужностей основних генеруючих об’єктів, побудованих у 60-ті роки 20-го століття, зношеності технологічного обладнання, яке на 80-90 % вичерпало свій технологічний ресурс, вказує на нестачу маневрових потужностей та її посилення в результаті руйнувань та знищення через військову агресію. Окремо підкреслена необхідність модернізації вугільних теплоелектростанцій з використанням сучасних технологій спалювання в середовищі, збагаченого киснем (до 30-40 %), атмосферного повітря. Для покрашення маневровості вугільних блоків необхідно довести їх потужність до рівня 800-1000 МВт, а для суттєвого зниження викидів шкідливих речовин необхідно поєднання парової, газової та парогазової генерації. Розкрито перспективи розвитку високоманеврових потужностей шляхом реконструкції існуючих теплоелектроцентралей та переведення комунальних та промислових котелень у міні-теплоелектроцентралі для їх інтеграції в європейський енергетичний ринок. Результати можуть стати основою для формування державної енергетичної політики, яка сприятиме підвищенню стійкості та ефективності енергосистеми України, зменшенню її залежності від імпорту електричної енергії, дотриманню екологічних стандартів, як державного та європейського рівня та гарантуватиме енергетичну безпеку держави
об’єкти генерації; паротурбінна та парогазова установка; збагачення киснем повітря; ендотермічні реакції; екологічна та енергетична безпека
[1] Basok, B., Dubovskyi, S., & Kudelya, P. (2022). Modern problems of CHP functioning in Ukraine. Technical Electrodynamics, 6, 52-57. doi: 10.15407/techned2022.06.052.
[2] Chen, Y., Zhu, Z., Wu, J., Yang, S., & Zhang, B. (2017). A novel LNG/O2 combustion gas and steam mixture cycle with energy storage and CO2 capture. Energy, 126, 231-240. doi: 10.1016/j.energy.2016.12.127.
[3] Chepurnyi, M., Tkachenko, S., & Pishenina, N. (2010). Performance indicators of energy installations for combined production of heat and electricity. Scientific Papers of VNTU, 1.
[4] Chernyavskyy, M., Dunayevska, N., Novoseltsev, O., & Eutukhova, T. (2024). Comparative assessment of electricity supply costs from different sources in baseload and regulated modes. System Research in Energy, 2(77), 4-15. doi: 10.15407/srenergy2024.02.004.
[5] Chowdhury, M.R., Jobayer, A.M., & Zhao, L. (2021). Potential of distributed energy resources for electric cooperatives in the United States. In 2021 IEEE/IAS 57th industrial and commercial power systems technical conference (I&CPS) (pp. 1-9). Las Vegas: IEEE. doi: 10.1109/ICPS51807.2021.9416624.
[6] Deshko, V., & Karpenko, D. (2018). Technical-economic analysis of the creation of the thermal energy market in Ukraine. Power Engineering: Economics, Technique, Ecology, 2(52), 26-37. doi: 10.20535/1813-5420.2.2018.147336.
[7] Dikyi, N., Solomakha, A., & Suzdalskaya, E. (2012). Gas turbine unit “Vodoley” for combined production of electrical and thermal energy. Energy Technologies and Resource Saving, 3, 30-33.
[8] DiXi Group Summer Outlooks: Ukraine’s own gas is enough, but electricity supply is expected to be in short supply. (2024). Retrieved from https://dixigroup.org/dixi-group-summer-outlooks-vlasnogo-gazu-dostatno-a-v-elektropostachanni-ochikuyetsya-deficzyt/.
[9] DiXi Group. (2023). Development of distributed gas generation in Ukraine: Strategy and tactics. Retrieved from https://dixigroup.org/wp-content/uploads/2023/11/alert_distributed-gas-generation_dixi_group-3.pdf.
[10] Energy Outlook. (2023). Retrieved from https://www.bp.com/content/dam/bp/business-sites/en/global/corporate/pdfs/energy-economics/energy-outlook/bp-energy-outlook-2023.pdf.
[11] Geletukha, G. (2020). Engagement of biomass CHP for power grid balancing in Ukraine. Thermophysics and Thermal Power Engineering, 42(3), 47-55. doi: 10.31472/ttpe.3.2020.5.
[12] Kesova, L., & Khodakivskyi, V. (2010). Energy-saving technologies for small energy sector of Ukraine. Power Engineering: Economics, Technique, Ecology, 2, 36-41.
[13] Khalatov, A. (2016). Energy sector of Ukraine: Modern state and nearest prospects. Herald of National Academy of Sciences of Ukraine, 6, 53-61. doi: 10.15407/visn2016.06.053.
[14] Klimenko, V., Landau, Yu., & Sigal, I. (Eds.). (2011). Energy: History, current state and future. Development of thermal and hydro energy. Kyiv: Institute of Coal Energy Technologies.
[15] Kovetskyi, V., & Kovetskaya, M. (2007). Assessment of manoeuvring capabilities of power generating plants to ensure power quality. Problems of the General Energy Sector, 16, 47-53.
[16] Kulyk, M., Pavliuk, L., & Kozak, L. (2021). Improving environmental safety of gas turbine drives of gas pumping units. Ecological Sciences, 2(41), 16-23. doi: 10.32846/2306-9716/2022.eco.2-41.2.
[17] Kyrylenko, O., Sniezhkin,Yu., Basok, B., & Bazieiev, Ye. (2022). Energy sector of Ukraine: Possible scenarios for recovery and development. Herald of National Academy of Sciences of Ukraine, 9, 22-37. doi: 10.15407/visn2022.09.022.
[18] Order of the Cabinet of Ministers of Ukraine No. 605-r “On Approval of the Energy Strategy of Ukraine for the Period up to 2035 ‘Security, Energy Efficiency, Competitiveness’. (2023, April). Retrieved from https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/605-2017-%D1%80#Text.
[19] Papuha, T., & Klymchuk, O. (2021). Foreign experience of energy saving: Prospects of its implementation at industrial enterprises of Ukraine. Bulletin of Student Scientific Society, 2(13), 245-249.
[20] Polyvianchuk, A., Semenenko, R., Kapustenko, P., Klemeš, J.J., & Arsenyeva, O. (2023). The efficiency of innovative technologies for transition to 4th generation of district heating systems in Ukraine. Energy, 263(D), article number 125876. doi: 10.1016/j.energy.2022.125876.
[21] Sectoral Guidance Document (GKD) No. 34.02.305-2002 “Emissions of Pollutants into the Atmosphere from Energy Installations”. (2002, June). Retrieved from https://online.budstandart.com/ua/catalog/doc-page?id_doc=51507.
[22] The National Commission for State Regulation of Energy and Public Utilities approved the report on the assessment of compliance of generation in 2020. (2021). Retrieved from https://ua.energy/zagalni-novyny/nkrekp-zatverdyla-zvit-z-otsinky-vidpovidnosti-generatsiyi-u-2020-rotsi/.
[23] Volchyn, I., Dunaievska, N., Haponych, L., Chernniavskyi, M., Topal, O., & Zasiadko, Ya. (2013). Prospects for implementing clean coal technologies in the energy sector of Ukraine. Kyiv: HNOZIS.
[24] Wachs, E., & Engel, B. (2021). Land use for United States power generation: A critical review of existing metrics with suggestions for going forward. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 143, article number 110911. doi: 10.1016/j.rser.2021.110911.
[25] Zamulko, A., & Dovgal, M. (2023). Analysis of prospects for the development of heat and power plants in Ukraine in the context of integration into the European space. Proceedings of the Institute of Electrodynamics of the National Academy of Sciences of Ukraine, 66, 44-52. doi: 10.15407/publishing2023.66.044.
[26] Zdanovsky, V., & Kulyk, M. (2021). Selection of acceptable balancing of electricity production in Ukraine. In Proceedings of the 5th international scientific and practical conference (pp. 482-488). Kharkiv: Scientific Publishing Center “Sci-conf.com.ua”.
English