содержание      ..     7      8      9      10     ..

Руководство по энергетической статистике (МАЭ) - часть 9

Твердые виды ископаемого топлива и синтез-газы

Что такое твердые виды ископаемого топлива и синтез-газы?

Общие сведения

Категория твердых видов ископаемого топлива и синтез-газов охватывает различные типы углей и получаемых из них продуктов. По договоренности, большинство организаций, связанных с энергетической статистикой, предпочитает включать данные по твердым видам возобновляемого топлива, таким как дрова и древесный уголь, в отчетность по возобновляемым источникам энергии. По этой причине твердые виды возобновляемого топлива включены не в эту главу, а в Главу 6 "Возобновляемые источники энергии и отходы".

Первичный уголь является ископаемым топливом. Он состоит из обугленного растительного вещества и внешне выглядит как камень черного или коричневого цвета. Чем выше содержание углерода в угле, тем выше его сортность или качество. Типы углей различаются по их физическим и химическим характеристикам. Эти характеристики определяют цену угля и возможность его применения для различных целей. Все первичные угольные продукты, рассмотренные в данной главе, являются твердыми видами топлива. В эту главу включен также торф, являющийся еще одним видом первичного топлива, тесно связанным с углем.

Производные виды топлива включают как твердые виды топлива, так и газы, получаемые при переработке и преобразовании углей. Более подробные сведения о производных угольных продуктах и используемом для их производства оборудовании приведены в Приложении 1 "Процессы преобразования топлива и производства энергии".

Существуют три основные категории углей: каменный уголь, полубитуминозный уголь (уголь средней степени метаморфизма] и бурый уголь (называемый также лигнитом]. Каменным углем считается уголь, имеющий высшую теплотворную способность (ВТС] более 23 865 кДж/кг. Он включает две подкатегории: коксующийся уголь (используемый в доменных печах] и другие битуминозные угли и антрацит, используемые для отопления и производства пара (поэтому угли этой подкатегории называются паровичными или энергетическими]. Лигнит, или бурый уголь, считается неагломерированным углем, имеющим ВТС менее 17 435 кДЖ/кг. Полубитуминозные угли включают неагломерированные угли со значением высшей теплотворной способности, расположенным между значениями ВТС указанных двух категорий.

Вторичные или производные продукты включают каменноугольные брикеты и брикетированные топлива (брикеты буроугольные и торфобрикеты], газовый и печной кокс, заводской газ и коксовый газ, доменный газ и кислородно-конвертерный газ.

В течение последних 30 лет доля угля в общих поставках первичной энергии (ОППЭ] в мире стабильно составляла около 25%, при этом рост объемов поставки угля составил 56% по сравнению с 1973 г. Интересно отметить, что потребление угля для производства электроэнергии возросло более чем на 250%, но с другой стороны его потребление в жилищном секторе уменьшилось на 65%. Другими словами, в настоящее время уголь используется в основном для производства электроэнергии, и в меньших объемах - в промышленности.

Специальная информация, относящаяся к Объединенному вопроснику

Вопросник "Твердые виды ископаемого топлива и синтез-газы" часто называется просто "Уголь", поскольку он охватывает различные типы углей и продуктов, получаемых из углей.

Этот вопросник охватывает различные виды ископаемого топлива и синтез-газы, которые делятся на первичные и производные продукты. Далее они представляются в двух раздельных физических категориях, как показано в следующей таблице.
Таблица 51. • Первичные угли и производные продукты переработки угля

Более подробные описания и характеристики различных видов топлива приведены в определениях продуктов в Приложении 2.

Следует отметить, что вопросник "Уголь" включает угли, добываемые в открытых карьерах и подземных угольных шахтах, а также угли, извлекаемые из отходов горнодобывающих предприятий, шламовых отстойников обогатительных комбинатов и прочих мест сбора отходов. Он также включает торф, добываемый на торфоразработках или торфозаготовках

Вследствие того, что существует несколько различных классификаций углей, часто возникает путаница с классификацией первичных углей, в особенности при классификации лигнита/бурого угля и полубитуминозного угля. Если говорить о содержании энергии, то полубитуминозный уголь представляет собой категорию, перекрывающую границу между каменным и бурым углем. Неагломерированные угли с высоким содержанием летучих веществ, которые по энергетическому содержанию попадают в диапазон от 17 435 кДж/кг (4 165 ккал/кг) до 23 865 кДж/кг (5700 ккал/кг), следует отображать как полубитуминозные, даже если эта классификация отличается от национального стандарта. Международные агентства, собирающие статистические данные, далее разделяют полубитуминозные угли на категории "каменный уголь" и "лигнит/бурый уголь". Обычно полубитуминозные угли с энергетическим содержанием выше 18 600 кДж/кг (4 400 ккал/кг) считаются каменными углями, а имеющие более низкое энергосодержание - лигнитом/бурым углем.

Хотя вопросник "Уголь" охватывает "твердые" виды топлива, необходимо заметить, что в нем отображаются статистические данные только по твердым видам ископаемого топлива. Дрова, биологически разлагаемые и неразлагаемые твердые виды топлива и отходы, такиекак топливо из отработанных покрышек, пластические массы, отходы древесины, древесный уголь и биомасса энергетических сельскохозяйственных культур следует включать в вопросник "Возобновляемые источники энергии и отходы". Важно отметить, что возобновляемые продукты и отходы, сжигаемые вместе с углем и полученными из угля продуктами, указываются отдельно в вопроснике "Возобновляемые источники энергии и отходы" Статистикам следует помнить, что в секторе преобразования должна быть учтена как поставленная, так и произведенная энергия, получаемая из возобновляемых источников энергии и отходов.

Вопросник "Уголь" включает угли и продукты, перерабатываемые на заводах по производству каменноугольных брикетов и брикетированного бурого угля, в коксовых печах, в доменных печах, на газовых заводах и в кислородно-конвертерном производстве. Все поставки и производство в каждой продуктовой цепочке следует отражать в вопроснике "Уголь" и других связанных с ним вопросниках. Например, поставки коксующегося угля в коксовые печи связаны непосредственно с производством доменного кокса и коксового газа в вопроснике "Уголь" Прочие битуминозные угли и антрацит, лигнит/бурый уголь и поставки торфа на заводы по производству каменноугольных брикетов и брикетированного бурого угля следует отражать далее в вопроснике "Уголь" как производство и потребление производных видов топлива "каменноугольные брикеты" и "брикетированный бурый уголь". Эта взаимосвязь применима ко всем вторичным продуктам, производимым из поставленной первичной энергии.


Важно

Вопросник "Твердые виды ископаемого топлива и синтез-газы'' включает не только первичные угли, но также производные твердые виды топлива и синтез-газы.

Твердые виды ископаемого топлива не включают в себя твердой биомассы и отходов (дрова, древесный уголь и пластические массы), которые должны отражаться в вопроснике "Возобновляемые источники энергии и отходы".

При отображении производных твердых видов топлива и синтез-газов важно указать производство и потребление в цепи производных продуктов, в то время как поставки для производственного процесса отражаются в цепи первичных продуктов.


В каких единицах измерения выражаются твердые виды топлива и синтез-газы?

Общие сведения

Твердые виды топлива обычно измеряются в единицах массы (тоннах, тысячах тонн и т.д.). Количества, указываемые в отчете, должны отражать результаты измерения "в момент получения", т.е. с учетом показателей влажности и зольности продукта, которые он имел в пункте получения.

В некоторых технических отчетах данные по углю могут указываться в тоннах условного топлива в угольном эквиваленте (тонна угольного эквивалента - ТУЭ] . Тонна угольного эквивалента является единицей не массы, а энергии, которая более широко используется при международных расчетах в угольной промышленности для сравнения различных видов топлива. Тонна угольного эквивалента определяется в 7 миллионов килокалорий. Одна тонна нефтяного эквивалента равна 0,7 тонны угольного эквивалента.

Синтез-газы могут измеряться в различных единицах: либо по содержанию энергии (соотносимой с теплотой], либо в единицах объема.

Для каждого из этих представлений в газовой промышленности используется несколько единиц:

■ Для измерения энергии можно использовать джоули, калории, киловатт-часы, Британские тепловые единицы или термы.

■ Для измерения объема наиболее часто используемыми единицами являются кубический метр и кубический фут.

Специальная информация, относящаяся к Объединенному вопроснику

Единицей измерения, используемой в вопроснике по твердым видам ископаемого топлива, является тысяча метрических тонн. При использовании других единиц массы данные следует пересчитать в метрические тонны с использованием коэффициентов пересчета, приведенных в Приложении 3.

Количество газов должно выражаться через энергоемкость (теплоемкость] и отображаться в тераджоулях (ТДж]. Энергоемкость может быть рассчитана по измерению объема предприятием, предоставляющим данные, или статистиком с использованием значения высшей теплотворной способности (ВТС] газа. Использование высшей теплотворной способности является особенно важным для заводского и коксового газа, у которых значения высшей и низшей теплотворной способности различны. Отличия значений высшей и низшей теплотворной способности доменного и кислородно-конвертерного газа очень малы, поэтому, в случае наличия, может использоваться значение высшей теплотворной способности, либо низшей теплотворной способности (НТС], если данные по ВТС отсутствуют.

Значение низшей теплотворной способности газов может быть рассчитано по значению высшей теплотворной способности с использованием следующих соотношений:

Таблица 5.2. • Соотношение между высшей и низшей теплотворной способностью

Важно

Данные по твердым видам топлива отражаются в тысячах метрических тонн.

Количества газов выражаются через валовую энергоемкость ф (теплоемкость) и отображаются в тераджоулях ("Дж).

Как пересчитать массу и объем в энергию?

Общие сведения

Поскольку теплотворные способности соответствующих твердых видов ископаемого топлива могут сильно меняться в зависимости от их типа (например, более 23 865 кДж/кг у антрацита и менее 17 435 кДж/кг у бурого угля), то необходимо дополнять количественные характеристики различных твердых видов топлива, выраженные в единицах массы, значениями соответствующих теплотворных способностей. Значения теплотворных способностей являются крайне важными, поскольку они используются для нескольких целей: для построения энергетического баланса, для вычисления оценочных объемов выброса углекислого газа (Со2) и для контроля теплового КПД поставки топлива и выхода продукции, отражаемого в секторе преобразования.

Пересчет в единицы энергии обычно производится с использованием высшей теплотворной способности соответствующих продуктов. Любой продукт может иметь различные значения высшей теплотворной способности, и конкретный продукт в различных потоках (например, производство, импорт, использование в производстве энергии для общественных нужд) может иметь различные значения ВТС. Более того, теплотворная способность может изменяться со временем вследствие изменения процессов и (или) технологии. Поэтому при определении теплотворной способности важно консультироваться с лицами, предоставляющими данные, или с экспертами соответствующих стран, производящих синтез-газы.

Что касается синтез-газов, то их измерение и учет производятся, в основном, в единицах объема (например, в кубических метрах). Однако зачастую потребителя больше интересует энергоемкость, а не объем газа. Вследствие этого, для энергетических расчетов более важным является наличие данных о потоке синтез-газов, выраженных в единицах энергии, а не в единицах объема. В Разделе 2 Главы 3 "Природный газ" более подробно описано, как применительно к газам выполнить пересчет значения объема в энергию.

Специальная информация, относящаяся к Объединенному вопроснику

■ Твердые виды ископаемого топлива

В вопроснике "Уголь" необходимо отображать данные о твердых видах ископаемого топлива в метрических тоннах. Также важно и то, что в вопроснике требуется приводить значения низшей и высшей теплотворной способности для каждого конкретного вида твердого топлива.

Теплотворные способности следует указывать в мегаджоулях на тонну (МДж/т). В идеальном случае, значения теплотворных способностей предоставляет поставщик данных. В противном случае их может определить статистик, получив необходимые консультации от поставщика данных и экспертов по твердым видам топлива и синтез-газам, знакомым с положением дел в области энергетики соответствующей страны. В крайнем случае, для определения теплотворной способности по каждому продукту статистик может воспользоваться информацией, приведенной в Приложении 3 "Единицы измерений и коэффициенты пересчета" Однако при определении значений теплотворных способностей следует получить консультацию у поставщика данных и других экспертов по твердым ископаемым топливным продуктам соответствующей страны.

В случае, если данные предоставляются национальной администрации в единицах энергии, данные в единицах массы могут быть рассчитаны путем пересчета единиц энергии в гигаджоули, а затем необходимо разделить значение в единицах энергии на величину высшей теплотворной способности, выраженную в мегаджоулях на тонну. Частное от деления представляет собой массу соответствующего продукта в тысячах тонн "в момент получения" с учетом влажности.

■ Синтез-газы

Для пересчета синтез-газов из единиц объема в единицы энергии (в вопроснике "Уголь" используются тераджоули) следует использовать для каждого потока продуктов значение высшей теплотворной способности на единицу объема, которое следует умножить на полный объем, чтобы получить полную валовую энергоемкость в тераджоулях (ТДж).
Важно

Для твердых видов ископаемого топлива следует указывать значение как низшей так и вы/сшей теплотворной способности.

Для синтез-газов следует отображать значения вы/сшей теплотворной способности .используя, при наличии, удельные значения теплотворных способностей.

Потоки углей

Общие сведения

Диаграмма потоков от производства до потребления показана на Рис. 5.1. Эта диаграмма намеренно упрощена, чтобы показать общий вид цепи поставок.

Производство, торговля, запасы, энергетический сектор, преобразование и конечное потребление - это основные элементы, которые необходимо знать, чтобы иметь всестороннее представление о потоках твердых видов ископаемого топлива и синтез-газов в стране. Насколько подробные данные должны предоставляться для составления отчета зависит от целей использования информации.

Рис. 51. • Упрощенная схема потоков углей

Специальная информация, относящаяся к Объединенному вопроснику

Вопросник "Уголь" состоит из шести таблиц, содержание которых приведено ниже:

■ Табл.1: Поставка и сектор преобразования, энергетический сектор и конечное

потребление, конечное использование энергии (неэнергетическое использование, секторы промышленности, транспорта и прочие].

■ Табл. 2: Импорт по происхождению (страна происхождения].

■ Табл. 3: Экспорт по назначению.

■ Табл. 4: Теплотворные способности.

■ Табл. 5: Производство, запасы, занятость и производительность труда в

угольных шахтах.
 

■ Табл. 6: Поставки производителям электрической и тепловой энергии для
собственных нужд

Важно, чтобы значения, отображаемые в каждой таблице, были правильно просуммированы и суммарные данные в различных таблицах были согласованы друг с другом, где между ними имеется логическая связь. Такие связи между таблицами показаны на Рис. 5.2.
 

Рис. 5.2. • Взаимосвязи между таблицами Вопросника по углю

В различных таблицах должны быть согласованы следующие суммарные данные:

■ Импорт по происхождению в Табл. 2 следует просуммировать и сумма должна быть равна значению, указанному в графе "Общий импорт"в Табл. 1.

■ Экспорт по назначению в Табл. 3 следует просуммировать, и сумма должна быть равна значению, указанному в графе "Общий экспорт"в Табл. 1.

■ Производство по видам производства в Табл. 5 - подземные, карьерные разработки и восстановление отходов (прочие источники) - по каждой категории углей следует просуммировать, и сумма должна быть равна сумме составляющих по каждой категории углей, указанных в Табл. 1.

■ Поставки производителям электрической и тепловой энергии для собственных нужд в Табл. 6 должны быть равны поставкам по каждой категории для энергоустановок этих предприятий (электростанции, ТЭЦ и теплоцентрали), указанным в Секторе преобразования в Табл. 1.

* Важно

Необходимо помнить о взаимосвязях между таблицами в вопроснике.
 

 Ключевые суммарные данные должны быть согласованы.



 

содержание      ..     7      8      9      10     ..