автореферат диссертации по энергетике, 05.14.01, диссертация на тему:Системная оценка технологии термохимической конверсии низкосортного твердого топлива

На правах рукописи Л. /Сг^сс^

КЕЙКО Александр Владимирович

СИСТЕМНАЯ ОЦЕНКА ТЕХНОЛОГИИ ТЕРМОХИМИЧЕСКОЙ КОНВЕРСИИ НИЗКОСОРТНОГО ТВЕРДОГО ТОПЛИВА

Специальность 05.14.01 - Энергетические системы и комплексы

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

11 ОКТ 2012

Иркутск -2012

005052964

005052964

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном учреждении науки Институте систем энергетики им. Л.А.Мелентьвева Сибирского отделения Российской академии наук (ИСЭМ СО РАН)

Официальные оппоненты: Овчинников Юрий Витальевич

д.т.н., проф.,

ФГБОУ ВПО Новосибирский государственный технический университет, профессор

Соколов Александр Даниилович

д.т.н.,

ФГБУН Институт систем энергетики им. Л.А.Мелентьева Сибирского отделения Российской академии наук, главный научный сотрудник

Федяев Андрей Витальевич д.т.н.

ОАО «Газпром промгаз», зав. лабораторией

Ведущая организация: ФГБУН Институт энергетических исследований

Российской академии наук (г. Москва)

Защита состоится «06» ноября 2012 года в «09:00» часов на заседании диссертационного совета Д 003.017.01 при ИСЭМ СО РАН по адресу: г. Иркутск, ул. Лермонтова, д. 130, ауд. 355.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ИСЭМ СО РАН по адресу: г. Иркутск, ул. Лермонтова, д. 130, каб. 407.

Отзывы на автореферат следует направлять в двух экземплярах в адрес диссертационного совета Д 003.017.01 по адресу: 664033, г. Иркутск, ул. Лермонтова, д. 130, каб. 207.

Автореферат разослан « » сентября 2012

года.

Ученый секретарь диссертационного совета д.т.н., проф. А.М.Клер

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Определение приоритетных областей и направлений развития науки и технологий является составной частью государственной научно-технической политики. Ее цель - концентрация ограниченных сил и средств на небольшом числе научно-технических проектов, обеспечивающих конкурентные преимущества национальной экономики и/или социальной сферы на перспективу заданной глубины. В нашей стране к середине 1980-х гг. сложилось научное направление, связанное с планированием технологического развития в энергетике, -системные исследования НТП в энергетике. В процессе смены российской государственности на рубеже 1990-х гг., когда в экономике наблюдался заметный спад, спрос на системные технологические исследования полностью иссяк в связи с существенным сокращением горизонта экономического планирования. В настоящее время восстановление темпов экономического роста породило своего рода бум спроса на исследования и прогнозы технологического развития в энергетике. Уже накоплен опыт решения задач в условиях либерализованной экономики, который позволяет рафинировать и развить ранее известные методы на новой информационной, правовой и компьютеризованной базе. Выполняется много работ по обоснованию рациональных приоритетов и пропорций развития ТЭК и его технологического обеспечения, сформирован федеральный перечень критических технологий, разрабатываются энергетические стратегии страны и субъектов Российской Федерации, разработан первый форсайт. Требуют ответа вопросы: какая потребуется техника, как ее внедрять, какими окажутся затраты, как их распределять, как сделать эти затраты окупаемыми и на каких производителей ориентироваться. Все эти вопросы составляют проблематику и предмет системных технологических исследований в энергетике. Настало время для ревизии имеющегося инструментария (подходов, методов, моделей), применимого для научно-технологического прогнозирования в энергетике.

Несколько факторов, включая колебания мировых цен на энергоносители, глобальные изменения климата и связанные с ними международные экологические ограничения, геополитические риски в связи с политической нестабильностью в регионах добычи ископаемых энергоносителей, предубеждения относительно безопасности атомной энергетики и другие, привели к существенному росту разнообразия технологий получения и преобразования энергии. В этой связи специалисты прогнозируют смену технологического уклада энергетики в 2025-2030 гг. Россия пока остается в стороне от этих процессов. В этих условиях критическая оценка инструментария системных технологических исследований обладает безусловной актуальностью и приоритетом.

Здесь возникает проблема. С одной стороны, выполнять инвентаризацию методов, моделей и данных в отрыве от конкретных технологий бессмысленно. С другой стороны, такая инвентаризация срочно требуется в отношении широкого спектра технологий, который сегодня насчитывает без преувеличения тысячи разновидностей технологий, конкурирующих между собой по десятку критериев, значения которых еще предстоит верифицировать.

Чтобы начать эту масштабную работу, в качестве объекта исследования в диссертации выбран один достаточно широкий класс энергетических технологий, для которого перспективы массового внедрения пока не очевидны. Макротехнология термохимической конверсии (ТХК) низкосортных твердых топлив (НТТ), объединяющая всю совокупность разнообразных технологий преобразования таких топлив в горючие газы, выбрана в качестве объекта исследования не случайно. По-

лучение из твердого топлива горючих газов с возможностью дальнейшего производства электроэнергии или жидких моторных топлив позволяет получить остальные виды конечной энергии в любом месте и в любом сочетании. Поэтому оно часто ассоциируется с энергетической независимостью. Однако, несмотря на значительные усилия, сосредоточенные на развитии технологий ТХК в разных странах, их массовое внедрение пока не началось. Если верить заявлениям разработчиков, технологии газификации «находятся на рубеже широкого внедрения в энергетике» уже слишком долго - около 40 лет. Таким образом, технологии данного класса сами по себе представляют весьма актуальный объект для системного исследования.

Цели и основные задачи работы. Исследование преследует две основные цели: (1) методологическую, связанную с систематизацией и развитием методов системных технологических исследований в энергетике, и (2) проблемную, предполагающую анализ технологий определенного класса, оценку их потенциала в экономике и выработку рекомендаций относительно освоения этого потенциала.

Первая цель достигается решением следующих задач: (1) исследованы причины, обусловившие необходимость изучения НТП в энергетике; (2) исследован временной и пространственный масштаб изменений в технике, составляющих предмет системных технологических исследований; (3) предложена иерархия задач системных технологических исследований, показана их взаимосвязь; (4) сделан обзор критериев, применяемых при решении задач развития энергетической техники;

(6) обсуждены особенности системных энергетических моделей; (7) введено понятие институциональной среды технического развития, показаны этапы и закономерности ее формирования; (8) обоснованы существование и необходимость изучения институциональных ограничений на внедрение новой техники в энергетике России; (9) выявлены общие тенденции развития энергетических технологий; (10) сформулированы актуальные задачи исследований НТП в энергетике.

Вторая цель достигается решением задач: (1) выделены признаки НТТ, существенные для его эффективного использования; (2) классифицированы технологии, в совокупности образующие макротехнологию ТХК твердого топлива; (3) оценены объемы доступных ресурсов НТТ; (4) исследованы уровень и направления развития современных технологий конверсии твердого топлива; (5) на большом числе конкретных примеров исследованы технико-экономические показатели технологий для разных их вариантов; (6) исследованы рынки технологий ТХК;

(7) текущие и прогнозные показатели удельной стоимости технологий ТХК сопоставлены с показателями альтернативных технологий; (8) технологии сопоставлены по уровню технической зрелости и степени проникновения на рынок; (9) на основе 8\УОТ-анализа определены «окна возможностей» для успешной реализации прикладных проектов; (10) выполнен физико-технический анализ показателей эффективности и управляемости процессов ТХК, оценены предельные показатели их эффективности; (11) исследована эффективность процессов ступенчатой газификации угля; (12) сформулированы наиболее перспективные направления НИР и ОКР по разработке установок конверсии.

Научная новизна работы определяется следующими положениями:

1. Методология системных исследований НТП в энергетике требует обобщения и переосмысления в связи со становлением рыночной экономики и появлением новых критериев эффективности для обоснования направлений развития техники. Результаты критического анализа методов в данной области являются новыми.

2. Обобщенные технико-экономические показатели технологий ТХК НТТ, полученные на единой методической базе, являются новыми.

3. Результаты экспериментального воспроизведения процессов и режимов газификации в широком диапазоне параметров получены впервые.

4. Разработанные модификации моделей экстремальных промежуточных состояний (МЭПС) являются оригинальными. Учет макрокинетических ограничений (как методический прием), формулировка вида и оценка эффективности этих ограничений применительно к ТХК сделаны впервые.

5. Теоретическое исследование показателей технической эффективности ступенчатой газификации твердого топлива и оценка возможностей управления им средствами термодинамического анализа выполнены впервые.

6. Результаты анализа конкурентоспособности макротехнологии ТХК в малой и распределенной энергетике являются новыми.

7. Постановка задачи исследования институциональной среды технического развития в рамках системных исследований в энергетике прежде не выдвигалась.

8. Понятие институциональных ограничений при создании и внедрении новых энергетических технологий введено автором впервые. Впервые предложен метод выявления подобных ограничений.

На защиту выносятся следующие положения:

1. Обобщение методологии системных технологических исследований в энергетике с позиций современных представлений об НТП и его роли в экономике, нашедшее выражение в предложенной иерархии задач системных исследований энергетических технологий.

2. Развитие методологии системных технологических исследований путем включения в состав ее методов исследования институциональных ограничений, которые в условиях рыночной экономики и достигнутой фазы НТП стали одним из определяющих факторов технологического развития.

3. Система обобщенных технико-экономических показателей, характеризующих макротехнологию ТХК твердых топлив и отдельных технологий в ее составе, а также методика получения обобщенных технико-экономических показателей, включающая анализ внутренних и внешних факторов развития технологии.

4. Новые модификации МЭПС с макрокинетическими ограничениями, позволяющие рассчитывать профили параметров реагирующей системы по высоте реакционной зоны.

5. Результаты численного и экспериментального исследования режимов термохимической конверсии НТТ, включая оценки предельных показателей технической эффективности и управляемости процесса ступенчатой газификации.

6. Выводы относительно конкурентоспособности и степени проникновения на рынок технологий ТХК НТТ по сравнению с альтернативными технологиями.

7. Выводы по результатам анализа институциональной среды технического развития, а также институциональных ограничений в коммунальной энергетике.

Методы исследования следуют методологии системных исследований в энергетике (Л.А.Мелентьев, А.А.Макаров, Ю.Н.Руденко, Л.С.Беляев, С.П.Филиппов и др.; за рубежом - В.Хефеле, Н.Накиченович и др.) и включают комплексный сравнительный анализ физико-технической, экономической и экологической эффективности технологий, возможных и целесообразных масштабов их использования. Вопросам методологии системных технологических исследований целиком посвящена первая глава диссертации. В анализе физико-технической эффективности сочетаются методы численного физико-химического и физического моделирования процессов ТХК. В численном моделировании использована методология МЭПС (Б.М Каганович, С.П.Филиппов, Е.Г.Анциферов).

Практическая значимость и внедрение результатов. Развиваемая автором методология системной оценки энергетических технологий неоднократно использована в разработке прогнозов развития различных технологий производства и преобразования энергии, подготовленных по заказам государства - Федеральное агентство по науке и инновациям (2008, 2009 гг.), Министерство науки и образования России (2011,2012 гг.); других организаций - Институт современного развития (ИНСОР, 2010, 2011 гг.), ОАО «ИнтерРАО ЕЭС» (2011 г.); международных проектов по программам TACIS (Россия-Евросоюз, 1995-1997 гг., 1998-1999 гг.) и SEPS (Россия-Великобритания, 2001-2002 гг.). Результаты анализа технико-экономических характеристик технологий переработки твердых топлив и их рынка использованы при разработке стратегий и концепций развития топливно-энергетического комплекса ряда субъектов РФ (Респ. Саха (Якутия), Иркутская и Кемеровская обл.). Соответствующие рекомендации закреплены в нормативных актах указанных субъектов РФ. Кроме того, они использованы при выполнении НИР для государственных нужд Иркутской области и ряда научно-технических экспертиз по заказам органов государственной власти РФ и Иркутской области. Результаты технико-экономических исследований в области ТХК твердых топлив, а также методология системного сопоставления использованы в рамках системного сопоставления технологий распределенной генерации энергии, выполненного в интересах компании «Группа ОНЭКСИМ». Результаты физико-технических исследований ТХК нашли применение в рамках ОКР по проекту, получившему в 2011-2012 гг. поддержку со стороны фонда «Сколково».

Личный вклад автора. Автору принадлежат систематизация методологии системных исследований, иерархия и взаимосвязь задач системных технологических исследований, анализ системы применяемых критериев и учитываемых ограничений на разных уровнях иерархии. Автор обосновал принципиальную разницу между инвестиционным и инновационным подходами, а также взаимосвязи системных технологических исследований с формированием государственной научно-технической политики, с одной стороны, и процессами бизнес-планирования - с другой. Анализ понятия НТТ, оценка технико-экономического значения его признаков, обзор ресурсов НТТ сделаны автором лично. Анализ технико-экономических показателей ТХК, автор выполнил сам. Работы по физико-техническому обоснованию перспективных показателей эффективности технологий ТХК, выполнены коллективом под руководством автора. При сопоставлении технологий ТХК с альтернативными технологиями автор использовал материалы, подготовленные сотрудниками ИСЭМ СО РАН по такой же методике, что использована в диссертации. Сама методика, включая состав исследуемых показателей, подход к их интерпретации, оценку источников информации, состав учитываемых факторов и выделение групп модельных потребителей, предложена автором и составляет одно из защищаемых положений. Общие тенденции развития энергетических технологий, институциональная среда и институциональные ограничения их развития исследованы автором лично.

Апробация работы. Все части диссертационной работы опубликованы и обнародованы. Отдельные результаты работы обсуждались на следующих конференциях: Int. Conf. on Sustainable Energy Technologies (SET), Italy 2006, Germany 2009, Canada 2012; «Горение твердого топлива», Новосибирск, 2006, 2009, 2012; Int. Conf. on Thermal Analysis, 2011, DeMoin, Iowa, USA; 7th Int. Workshop orí Mathematics in Chemical Kinetics and Engineering (MaCKiE 2011), 2011, Germany; Всерос. семинар «Моделирование неравновесных систем», Красноярск, 1998, 2006, 2007, 2010; Байкальский междунар. эконом, форум, Иркутск, 2008, 2010; Всерос!

конф. «Энергетика России в XXI веке», Иркутск, 2000, 2005, 2010; Симпозиум по горению и взрыву, Черноголовка, 2005, 2008; Всерос. науч.-практ. конф. «Итоги реализации проектов в рамках приоритетного направления «Энергетика и энергосбережение» ФЦП», ФЦП «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007-2012 годы», Москва, Роснаука, 2009; Всерос. конф. "Современные проблемы термодинамики и теплофизики", 2009, Новосибирск; Всерос. конф. «Механика и нано-механика структурно-сложных и гетерогенных сред. Успехи, проблемы, перспективы», Москва, 2009; Междушр. конф. ОЭСР-Россия «Дорожные карты как инструмент прогнозирования научно-технологического развития и продвижения новых энергетических технологий», Москва, 2009; Мелентьевские чтения, Звенигород 2003, Иркутск 2008; II Междунар. конгресс ОЭСР-Россия «Перспективные технологии XXI века», Москва, 2008; Междунар. конф. по неравновесным процессам в соплах и струях (NPNJ'2008), Алушта, 2008; Междунар. школа-семинар «Методы оптимизации и их приложения», Иркутск, 2008; конф. ОЭММПУ РАН «Результаты фундаментальных исследований в области энергетики и их практическое значение», Москва, 2008; III Междунар. конф. «Актуальные проблемы энергетики», Екатеринбург, 2007; конф. «Дискретная оптимизация и исследование операций», Владивосток, 2007; XV Междунар. конф. по выч. механике и соврем, прикл. программ, системам, Алушта, 2007; XII Байкальская всеросс. конф. «Информационные и математические технологии», Иркутск, 2007; научная сессия Общего собрания РАН, Москва, 21.12.2005; научные сессии Президиума Сибирского отделения РАН «Проблемы нетрадиционной энергетики», Новосибирск, 24.02.2005, 13.12.2005; конф. «Энергетика: эффективность, управление, развитие», Благовещенск, 2005; VI Всеросс. совещание по энергосбережению, Екатеринбург, 2005; Междунар. конф. «Малая энергетика», Москва, 2004, 2005; 2-я междунар. конф. «Энергия биомассы», Киев, 2004; ASME Int. Mech. Engineering Congress, USA, 2004; 3rd Int. Conf. on Heat Transfer, Fluid Mech. and Thermodynamics, 2004, Cape Town, South Africa; семинар "Междисциплинарные исследования в Байкальском регионе" Иркутск, 2000; конф. «Энергосбережение: Проблемы и пути их решения», Иркутск, ИрГТУ, 1999.

Публикации. По теме диссертации автором опубликованы более 60 научных работ (исключая тезисы конференций). Перечень публикаций представлен в конце автореферата.

Объем и структура диссертации. Работа изложена на 386 страницах текста, включающего 55 рисунков и 49 таблиц, и состоит из введения, шести глав с выводами, заключения и списка литературы из 398 наименований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении представлены положения, отражающие актуальность выбранной темы, цели, научную новизну, методологическую основу и практическую значимость диссертационной работы, а также личный вклад автора в ее выполнение. Приведены перечень научных мероприятий, на которых обсуждались отдельные части работы, и перечень публикаций автора по теме работы. Изложено краткое содержание работы по главам.

В первой главе «Прогнозные технологические исследования в энергетике» обсуждается становление системных исследований НТП в энергетике, в частности, под влиянием каких причин сформировались постановки задач в рамках данного научного направления. На примерах показано, что основными предпосылками для становления системных исследований НТП в энергетике, а также причинами для

изменения структуры применяемых энергетических технологий выступают изменения во внешней по отношению к энергетике среде - природе и обществе: смена общественно-политических укладов, изменение структуры производственных отношений, открытие или исчерпание крупных месторождений ископаемых, экономические кризисы, эмбарго и войны, глобальные изменения климата и т.п. При этом взаимная обусловленность развития экономики и НТП проявляется в том, что достижения фундаментальных и прикладных наук оказываются востребованными при наступлении изменений во внешней среде, которые, в свою очередь, порождают спрос на определенные инновации. Цикличность развития, разработанная в ряде экономических теорий (А.Шпитгоф, Й.Шумпетер, Н.Д.Кондратьев, С.Ю.Глазьев, А.Е.Варшавский), и цикличность развития техники (Г.М.Кржижановский и др.) не взаимосвязаны непосредственно, но выступают проявлением закономерности более высокого порядка сродни теории Т.Куна. Значение подобных взаимосвязей сострит в том, что конкурентоспособность той или иной экономики определяется ее готовностью к соответствующим изменениям, что, в свою очередь, делает крайне актуальной заблаговременную подготовку и порождает спрос на прогнозные технологические исследования.

Цель системных исследований энергетических технологий состоит в поиске оптимальных технологий для заданных условий их применения. В работе показано, что выявление взаимных причинно-следственных связей между (а) совершенствованием технологий производства, преобразования и конечного потребления энергии и (б) экономическим развитием позволяет уяснить механизмы конкуренции энергетических технологий и использовать эти знания для прогнозирования структуры технологий на разных уровнях иерархии энергетических систем. В этом состоит одна из сверхзадач прогнозных технологических исследований в энергетике. Ее решение позволяет обосновать выбор приоритетов развития технологий в масштабе отрасли, страны или мира. При этом решаются и важные частные задачи: какие технологии, когда, где и в каком количестве будут востребованы. Соответствующие частные задачи системного исследования технологий формулируются так:

- оценка потенциала совершенствования технологии, ее «узких мест» и раскрытие фундаментальных закономерностей, ведущих к ее освоению;

- выявление благоприятных условий и наиболее эффективных областей применения технологии;

- уяснение механизма конкуренции технологии с альтернативными решениями.

Рассмотрено явление научно-технического прогресса в целом. Проанализированы признаки, формирующие понятие НТП; сопоставлены определения; перечислены и проиллюстрированы на примерах энергетики эффекты, отражающие его сущность: эффект «удобрения», эффект масштаба, эффект обучения, эффект технологического прорыва, эффект мультипликатора. Показано, что представления об НТП включают создание и разработку концепций и парадигм научно-технического развития, служащих для идеализированного представления сложных феноменов в больших антропогенно-обусловленных системах, к каким относится и энергетика, а также для объяснения эффектов циклического развития и смены доминант в технике. Концепции и парадигмы оказывают влияние на техническое развитие и, в свою очередь, подвержены изменениям под влиянием изменений в природе и обществе. Обосновано наличие субъективной составляющей подобных концепций, приведены примеры самих концепций, случаи и причины их исторической смены.

Определено понятие макротехнологии как совокупности различных технологий, объединенных общим принципом. Рассмотрена система критериев, исполь-

8

зуемых при принятии решений в сфере разработки, оптимизации и внедрения энергетической техники. Критерии есть количественное выражение целей всякой сознательной деятельности. Широкий список включает следующие критерии: (1) экономические - прибыль, издержки и др.; (2) технические - КПД, уровень надежности энергоснабжения, качество энергии, весогабаритные характеристики оборудования и др.; (3) социальные - уровень жизни, занятость и др.; (4) экологический - влияние на окружающую среду; (5) политический - степень зависимости от импорта энергоносителей и оборудования. Приведенный список позволяет сделать некоторые выводы. Во-первых, некоторые критерии находятся в диалектическом противоречии. Во-вторых, оптимальное решение может быть не единственным. В-третьих, многокритериальность выступает источником субъективизма при принятии решений.

При построении математических моделей критерии эффективности используются как в целевой функции моделей, так и в составе системы ограничений. Примером второго случая являются, например, ограничения на валовый выброс загрязнителей. Совокупность критериев, подлежащих применению, и подлежащих учету ограничений при рассмотрении энергетических технологий систематизирована по масштабу в пространстве и времени (табл. 1).

Предложена и обоснована иерархия задач системных технологических исследований в энергетике (рис. 1). Фактическую основу таких исследований составляют результаты мониторинга текущих и ретроспективных данных о показателях эффективности технологий. Отражена взаимосвязь системных технологических исследований с формированием государственной технической политики в энергетике, с одной стороны, и их взаимосвязь с задачами бизнес-планирования, с другой. Важно, что на трех нижних уровнях иерархии задач применяются объективные критерии эффективности, тогда как на двух верхних неизбежно появление субъективных критериев.

При оценке НИОКР и прикладных проектов важно различать: (1) задачи развития конкретных систем энергоснабжения и (2) задачи выбора направлений развития технологий. Это различие принципиально. В задачах первого класса требуется выбрать технологию, отвечающую текущим условиям конкретного потребителя со сложившимися спецификой потребления энергии, уровнем эксплуатации, отношениями собственности и т.п. Такие задачи решаются путем попарного

Табл. 1. Иерархия и особенности уровней рассмотрения технологий

Уровень рассмотрения (масштаб) технологий

Системы

мир

страна

отрасль хозяйства или регион_

предприятие или населенный пункт

Энергетические установки

Показатели эффективности

технико-экономические

технико-экономические, физико-технические

Состав ограничений

ресурсные,

экологические,

политические

ресурсные,

экологические,

технические

технические, экологические

Инструменты исследования

системные энергетические модели

проектные и инженерные методы

технико-экономические модели новых технологий

Процессы

физико-

технические, экологические

физико-

химические,

технические

физико-химическое моделирование, физический эксперимент_

Прогноз структуры технологий

Выбор приоритетных технологий

Системное сопоставление технологий

Л

■ Оптимизация схем и параметров энергоустановок ■ Анализ предельных показателей эффективности технологий

/-\

Мониторинг современных показателей эффективности процессов и установок, обзор их ретроспективных рядов

Рис. 1. Иерархия задач системных технологических исследований в энергетике

сопоставления небольшого числа вариантов, сформированных на основе анализа современного предложения на рынке оборудования. Как правило, побеждает решение, обеспечивающее наиболее короткий срок окупаемости (инвестиционный критерий). При исследовании направлений развития технологий необходимо рассмотреть не только существующие, промышленно освоенные технологии, но и перспективные, показатели которых можно спрогнозировать с той или иной долей уверенности. При этом нельзя оперировать только их современной стоимостью, следует предусмотреть изменение (снижение) капитальных и эксплуатационных затрат и других характеристик в ходе промышленного освоения. Здесь предпочтение должно быть отдано технологии, в наилучшей степени отвечающей общим условиям применения у большой части потребителей. Во втором случае оптимальное решение отвечает инновационному критерию (соответствие сегменту рынка технологий). Только в задачах второго класса возможно выбрать оптимальную структуру затрат в производство установок и на НИОКР в области их создания, сформулировать требования к отдельной технологии вплоть до рекомендуемого типоразмерно-го ряда. Этот подход получил название системного сопоставления технологий.

Во второй главе «Актуальность макротехнологии ТХК НТТ» рассмотрены признаки, на основании которых топливо можно отнести к числу низкосортных. Существенными из них являются:

- высокая доля негорючей части (минеральная часть, влага), обуславливающая низкую по сравнению с качественными топливами теплотворную способность;

- наличие примесей (токсичных или радиоактивных), исключающих применение традиционных технологий сжигания;

- содержание кислорода в органической части, достаточное для внутреннего горения, которое приводит к снижению эффективности традиционных технологий (вследствие смолообразования и сокращения управляемости процесса);

- низкая концентрация по территории, повышающая затраты на извлечение и ограничивающая экономически оправданный радиус заготовки.

10

Показано, что наличие таких признаков не всегда служит препятствием для эффективного использования топлива. Рассмотрены разновидности технологий, позволяющих использовать твердое топливо, включая низкосортное. Отмечено, что полное число вариантов технологий рассматриваемого класса превышает тысячу.

Путем аналитической обработки литературных данных оценены мировые и отечественные ресурсы низкосортных твердых топлив, а также степень их освоения (рис. 2, 3). Показано, что прогнозные объемы этих ресурсов зависят как от критериев низкосортности, так и от уровня развития технологий, применимых для использования низкосортных топлив.

| | Освоено

абс,

ЭДжУгод 1000-

100-

10-

1-

Сж/тюннж мировое энергопотребление

Шй

2004

иок асса

ш<

С тході і

Ш-

Пл

ТБО

Торф

Рис. 2. Мировые ресурсы низкосортного твердого топлива ЭДж/год 1000-

100101

0,1 Ч

0,01

Всего Освоено

Современный уровень энергопотребления

Цілішії

Л

іїшШ

СІтході

«Гний углЬд^фчи

тво

РЙ

Рис. 3. Ресурсы низкосортных твердых топлив в России

Третья глава «Технико-экономический анализ технологий» - посвящена исследованию технико-экономических показателей технологий термохимической конверсии (преимущественно, газификации), а также ряда смежных технологий, конкурирующих в той же области возможного применения: технологий прямого

сжигания и прямого преобразования химической энергии в электрическую (топливных элементов). Обзор технологий последней группы важен в контексте рассмотрения технологий конверсии, поскольку топливные элементы могут работать на генераторном газе от газификации твердых топлив, включая низкосортные. Более того, в большинстве случаев, когда они применяются на природном газе, газ подлежит предварительной конверсии в синтез-газ, аналогичный по составу генераторному газу.

Анализ технико-экономических характеристик технологий выполнен на единой методической базе, что обеспечивает их сопоставимость как между собой, так и с характеристиками других технологий получения энергии, полученными на этой же методической базе. Предложенная методика анализа регламентирует: (1) состав исследуемых характеристик - варианты технологии, уровень ее развития, примеры реализации, рынок оборудования; (2) структуру показателей - электрический и общий КПД, удельные стоимости установленной мощности, удельная величина постоянных издержек, готовность, маневренность, удельные выбросы и др.; (3) подразделение показателей по категориям единичной мощности, графика нагрузки и способа резервирования мощности - с целью учета эффекта масштаба; (4) прогноз показателей на перспективу; (5) требования к информации, используемой для получения обобщенных показателей; (6) применение 8\\ЮТ-анализа и определение «окон возможностей»; (7) унификацию единиц стоимости.

В работе эффект масштаба (п. 3) учтен путем выделения четырех групп модельных потребителей, имеющих присоединенную нагрузку по группам: 1 - до 25 кВт(э), 2 - до 250 кВт(э), 3 - до 2,5 МВт(э), 4 - до 25 МВт(э). Рассматриваются альтернативные варианты организации технологии с учетом современного уровня техники и использования различных движителей, для последующего анализа выбирается наиболее экономичный из них. Глубина прогноза (п. 4) составила 20 лет.

В числе технологий рассмотрены прямое сжигание и газификация биомассы (рис. 4) и угля, сжигание, пиролиз и газификация ТБО, топливные элементы (рис. 5) на генераторном газе.

Рис. 5. Принципиальные способы применения топливных элементов в стационарной энергетике

В качестве примера на рис. 6 и 7 представлены расчеты, отражающие зависимость конкурентных качеств технологий на НТТ от радиуса сбора и транспортировки топлива. Рассмотрен условный потребитель, нагрузка которого может быть покрыта за счет ДЭС мощностью 500 кВт. Из результатов расчетов следует, что при принятых (типичных для севера Иркутской обл.) условиях никакая технология малой энергетики не выдерживает конкуренции, если имеется возможность присоединения нагрузки потребителя к сетям централизованного электроснабжения (сценарий В) в радиусе 20-30 км. Конверсия местного топлива (сценарий А) и централизованное электроснабжение оказываются примерно равноэкономичными в радиусе до 100 км. При большей дальности транспортировки энергоносителей имеют преимущество централизованные поставки сжиженного газа (вариант С). В отсутствие газа приоритет вновь переходит к местному топливу. А при удаленности поставок свыше 250 км побеждает поставка дизтоплива (сценарий D). При этом возможность сезонных поставок сжиженного газа (сценарий Е1) делает экономически оправданным частичное использование местного топлива уже при расстоянии поставок свыше 100 км. Сезонная поставка дизтоплива (сценарий Е2) эффективна на расстояниях свыше 250-300 км.

-у--v----- расстояние

U L,

Рис. 6. К задаче расчета экономически оправданного радиуса

—О—А —□—В

-*-с

—а— А+Е1 (мин.) —А+Е1 (макс.)

-©—А+Е2 (мин.) —О—А+Е2 (макс.)

100

Расстояние, км

1000

Рис. 7. Себестоимость электроэнергии в зависимости от расстояния поставок энергоносителей

При исследовании конкретных проектов сделан вывод о том, что отпуск химических продуктов (металлургический кокс, адсорбенты, смолы и др.) наряду с отпуском электроэнергии и тепла существенно улучшает экономику предприятия по ТХК. Оценен потенциальный рынок газогенераторных электростанций и мини-ТЭЦ мощностью 250-500 кВт(э) на территории Сибири и Дальнего Востока. Он составил около 2600 установок.

Критическая оценка рассчитанным обобщенным показателям рассмотренных технологий дана в пятой главе при сопоставлении конкурентоспособности технологий ТХК и альтернативных технологий для этих же условий применения.

Четвертая глава «Физико-технический анализ основных процессов ТХК» -полностью посвящена вопросам обусловленности современных и перспективных показателей технической эффективности технологий и установок физико-химическими особенностями процессов. Сделан обзор современных направлений и методов физико-технических исследований в сфере разработки эффективных процессов конверсии. Отражены направления НИР, которые еще не привели к созданию технологий промышленного уровня. Дана характеристика методов исследований, применяемых в настоящее время при изучении процессов конверсии твердого топлива. Отмечено, что широко распространенные подходы, основанные на детальном диффузионно-кинетическом моделировании, обладают наилучшими возможностями для объяснения ad hoc процессов в реализованных установках, однако имеют небольшой потенциал для прогнозирования и проектирования техники, предназначенной для ТХК. Обосновано, что более полезны для целей прогнозирования гибридные подходы, учитывающие отдельные макрокинетические зависимости в рамках термодинамической модели.

Представлены результаты термодинамического анализа режимов конверсии биомассы. Дано физико-техническое обоснование низкой управляемости одностадийных процессов конверсии НТТ (рис. 8). Она связана с тем, что реализованные режимы конверсии лежат в области, где небольшие вариации реакционных параметров влекут значительные изменения термического режима процесса.

Доля пара в составе дутья

Коэффициент избытка окислителя

Рис. 8. Адиабатическая температура паровоздушной газификации, °С: 1 - область традиционных процессов; 2 - «неудобный» диапазон условий.

Показаны условия, при которых возможно существенное улучшение эксплуатационных характеристик технологий конверсии. К ним, в первую очередь, относится приближение условий протекания процесса к адиабатическим условиям. Кроме того, наиболее эффективные режимы конверсии располагаются на границе образования неконвертируемого углерода, появление которого в системе резко снижает эффективность конверсии. Заметной стабилизации можно достичь путем применения (в т.ч. рециркуляции) нетрадиционных дутьевых агентов - водорода, углекислоты, синтез-газа и продуктов его сгорания, а также при использовании ступенчатых схем ТХК.

Представлены данные физического моделирования режимов конверсии, полученные с использованием лабораторного стенда (рис. 9). Сделано описание техники эксперимента, методики и результатов. Обсуждены особенности экспериментально воспроизведенных режимов конверсии, включая систематические эффекты снижения управляемости, влияние внешнего подвода тепла в зону реакции, множественности стационарных состояний и др.

Программа экспериментальных исследований включила апробацию режимов в широком диапазоне изменения независимых параметров процесса - много шире, чем для газогенераторов. Это позволило исследовать поведение процессов ТХК на биомассе, буром и древесном угле - как в промышленных, так и в заведомо неоптимальных режимах, что дало богатый фактический материал для выявления неочевидных а priori зависимостей. Так, начиная с некоторого значения, содержание кислорода в органической масее топлива может приводить к возникновению экзотермической стадии внутреннего горения, которая почти не поддается управляющим воздействиям. Кроме того, подвод тепловой энергии в зону реакции извне с целью «адиабатизации» процесса не всегда приводит к повышению химической энергии продуктов. В ряде случаев он влечет простое повышение температуры продуктов реакции, а в ряде других - спонтанное увеличение выхода смол. В по-

следнем случае возникает ограничение на термическую форсировку процесса. Анализ этих эффектов заслуживает самостоятельного исследования.

ft

Рис. 9. Схема экспериментального стенда: Стрелками показано направление материальных потоков. Обозначения: 1 - расходомеры; 2 - смеситель; 3 - парогенератор; 4 - перегреватель; 5 - топливный бункер; 6 - реактор; 7 - отбор проб; 8 - газовый хроматограф; 9 - зольный бункер; 10 - циклон; 11, 13 - приемники; 12 - теплообменник; 14-фильтр; 15 - эксгаустер.

Изложены результаты работ по совершенствованию методов численного описания процессов конверсии на основе применения моделей экстремальных промежуточных состояний (МЭПС) и использования макрокинетических ограничений в составе МЭПС. В общем случае модель имеет вид следующей задачи ма-

тематического программирования:

найти тах5"С^-Г), (1)

при условиях А{х) =Ь, (2)

S{x, = тух, + -і--L-, (3)

j 1

I1HfyJ+H*p-H(T,x) = 0, (4)

j

Xj£0,V/ = U, (5)

xk>n(x,y)yk^J'. (6)

В этих выраженияххиу вектор количеств компонентов системы размерности п и его начальное значение, соответственно; S(x) и S/x) - энтропия системы и ее j-ro компонента; А - матрица содержания химических элементов в компонентах системы; Ь - вектор количества элементов; Н(Т) и Hj(T) - энтальпия системы и ее j-ro компонента. Уравнение (2) задает условие материального баланса и в сочетании с неравенствами (5) определяет область физических значений переменных х. Замы-

кающее соотношение (3) устанавливает связь между целевой функцией и вектором состава. Вид зависимостей S/x) определяется фазой, к которой относится соответствующее вещество. Уравнение (4) задает условие сохранения энергии. H"f- энтальпия теплового резервуара, с которым система обменивается теплотой. Неравенство (6) представляет собой макрокинетическое ограничение в общем виде.

Продемонстрирована эффективность МЭПС для реконструкции полей температуры и химического состава по высоте реакционной зоны (рис. 10). Для получения реалистичного распределения концентраций компонентов и температур по высоте слоя потребовалось ввести два типа макрокинстических ограничений: на скорость срабатывания топлива и на теплообмен в пределах слоя. Вид и параметры первого из ограничений сформулированы по результатам инструментального термоаналитического исследования (прибор Netzsch STA-449 Jupiter, квадрупольный масс-спектрометр QMS-403 Aeolos, блок импульсной подачи газа PulseTA). Ключевой зависимостью для этого оказался ход изменения элементного состава топлива по циклу конверсии. Параметры второго ограничения найдены экспериментально путем обработки результатов стендовых исследований. Реалистичные поля температур и концентраций реконструированы с использованием простейшей по структуре и неприхотливой по составу исходной информации термодинамической модели. Это отражает высокий потенциал «гибридных» подходов, сочетающих термодинамическую модель с элементами макрокинетики.

Температура, *С 500 750

1000

О 10 20 30

Состав газа, % об.

Рис. 10. Расчетный состав газа и температура по высоте слоя топлива

11. Уходящие І газы У

-11

Рис. 11. Структура объекта при моделировании ступенчатой конверсии.

/

—е>-КПДхим —О— Углерод

"V

'3 20 £

| ю

-Л-СН4

-О-СО -О-С02 -Х-Н2 -Калорийность

4 г

та

Е

г

Я О &

0 20 40 60

Теплопотври, %

20 40

Твплопотври, %

Рис. 12. Влияние теплопотерь на параметры режима конверсии

Представлены результаты теоретического исследования ступенчатых процессов конверсии, также полученные с помощью МЭПС с макрокинетическими ограничениями. Структура моделируемого процесса отражена на рис. 11. Обсуждены вопросы управляемости процесса с рециркуляцией продуктов сгорания и/или теплоты. Оценены показатели технической эффективности ступенчатой газификации в режимах с частичной нагрузкой. Ключевыми параметрами ступенчатого процесса

оказались величина теплопотерь (рис. 12) и степень конверсии топлива в пиролизе-ре. Последняя контролирует величину химического КПД при частичной нагрузке. При уровне теплопотерь 5% и выше КПД конверсии быстро падает за счет образования неконвертируемого углерода (соответствует механическому недожогу).

Пятая глава «Место технологий конверсии в экономике» - посвящена обобщению полученных показателей для макротехнологии ТХК и оценке ее конкурентоспособности по сравнению с альтернативными технологиями. Результаты сопоставления представлены на рис. 13 и в табл. 2. Из рис. 13 видно, что газификация биомассы пока находится на этапе развивающихся технологий, а газификация угля вступает в стадию зрелых разработок. Табл. 2 подготовлена для групп потребителей, рассмотренных в третьей главе. При этом обеспечено методическое единство подходов, использованных для получения показателей эффективности технологий термохимической конверсии и альтернативных. Показано, что обобщенные технико-экономические показатели технологий в верхнем правом ортанте диаграммы (рис. 13) могут быть получены путем анализа коммерческих предложений на рынке; в левом верхнем ортанте - путем анализа реализованных проектов с учетом структуры их затрат; в левом нижнем ортанте - путем поэлементного анализа оборудования.

Инвестиционная привлекательность проектов отражена на рис. 14 на примере условной установки мощностью 3 МВт(э). Из диаграммы можно увидеть, что технологии на природном газе задают «моду» инвестиционной привлекательности. Верхняя граница диапазона инвестиционно перспективных проектов определяется наиболее дорогими из установок, широко применяемых в настоящее время. Ими оказались паротурбинные установки на угле и биомассе.

о о.

Зрелые технологии

Совместное сжигание биомасс ь)

' Сжигание

ТБ0 ТНУ?

ГеоТНУ

ПГУна

утЬ-

асмм

БІ-ФЗП О

О ВЭУ на море

«лп-фэп

ХГ

тэ

О

Газификация биомассы

О Пиролиз биомассы

О

нано-ФЭП

Развивающиеся технологии

" Кондиционеры^ Сжигание

угля О

Ф О мини-ГЭС

Сжигание О биомассы ПГУна газе

ВЭУ на суше

Коммерческие технологии

низкий Уровень развития рынка высокий

Рис. 13. Сопоставление технологий по степени проникновения на рынок: ГПД - газопоршневые двигатели, ВЭУ - ветроэнергетические установки, ТНУ - теплона-сосные установки, ФЭП - фотоэлектрические преобразователи (81 - кремниевые, ТП - тонкопленочные), АСММ - малые АЭС, ТЭ - топливные элементы.

Табл. 2. Сопоставление технологий распределенной генерации по стоимости (технологии производства электроэнергии)_

Технология Источник энер- Удельные капиталовложения по группам потребителей, долл.2007/кВт(э)

гии /топливо 2010 год 2030 год

1 2 3 4 1 2 3 4

две природный газ 1 600 1 100 800 760 1 540 1 060 770 730

ГТУ природный газ 1 650 1 500 1 050 900 1 450 1 320 930 800

ПГУ природный газ - - 1 180 1 030 - . 920 780

ТЭ + ГТУ природный газ - 2 750 2 200 2 030 - 1 960 1 550 1 500

Прямое сжигание + ПТУ растительная биомасса - - 1 300 1 150 - - 1 250 1 100

Газификация + ДВС растительная биомасса 1 300 1 280 1 050 - 1270 1 240 960 -

Газификация + ГТУ растительная биомасса - 2 090 1 600 1 310 - 1 950 1 560 1 280

Газификация + ТЭ растительная биомасса - 3 410 3 270 - - 2 500 2 320 -

Газификация + ТЭ + ГТУ растительная биомасса - - : - 2 470 - - - 1 830 -

Газификация + ПГУ растительная биомасса - - 1290 - - 1 260

Прямое сжигание + ПТУ низкосортный уголь - ■ 1 300 1 150 ¡¡¡¡1 - 1250 1 110

Газификация + ГТУ низкосортный уголь - 1 760 1 530 1 240 -йШ 1 620 1 500 1 210

Газификация + ТЭ низкосортный уголь 3 130 3 300 - - 2 650 2 260 -

Газификация + ТЭ + ГТУ низкосортный уголь НЮ - 2480 : - - - 1 800 -

Газификация + ПГУ низкосортный уголь - - ■ 1 280 - - 1 250

Прямое сжигание + ПТУ ТБО - 4 718 - 3 460

Газификация • :и У . ТБО : ■' ШЯ 4 459 - ■ - 3 649

ВЭУ ветер 5 250 3 250 2 650 1 600 4 750 2 800 2 300 1 400

Теплосиловые СЭС солнце - 7 750 6 250 5 750 - 7 250 5 750 5 250

ФЭП солнце 9 750 9 250 8 750 8 750 4 500 4 000 3 500 3 500

Малые ГЭС малые реки 6 850 3 250 2 200 1 450 5 500 2 500 1 850 1 300

Малые АЭС ядерное топливо - - 15 000 - ; 12 000

Выполнен 8\\ЮТ-анализ рассмотренных в работе технологий, на основе которого сформулированы следующие «окна возможностей» для проникновения этих технологий в экономику.

Прямое сжигание биомассы эффективно при (а) наличии дешевых ресурсов топлива, например, в случае использования отходов лесопереработки и деревообработки; а также в случае (б) отсутствия или высокой стоимости электроэнергии от

централизованной сети; и (в) отсутствия централизованного газоснабжения. При индустриальной заготовке древесного топлива мощность обеспечиваемой нагрузки ограничена уровнем не выше 5 МВт(э). Это ограничение обусловлено рациональным радиусом транспортировки топлива, который для лесных территорий не превышает 30-34 км.

Ё *

с: §

С! л

ь

о г

О

Ь

к

(О X X 0} г а> а. ш о и

3500

3000-

2500

2000

1500

1000

500

гг+ТЭД

ГГ+ТЭ/6

ВЭУ

®

ГГ+ТЭ+ПУ/6

«»гг+тэ+пйу

о

мгэс

'ТЭ+ГТУ/г

ГГ+ГТУ/б

..--ЭПТОу.б

«ГГ+ДВС/6 _ .-•вдбс/г

___еТГУ/г "

..-оГТИг

10

14

Снижение стоимости, % за 10 лет

Рис. 14. Сопоставление технологий по инвестиционной привлекательности: ДВС -двигатель внутреннего сгорания; ГГ - газогенератор; ТЭ - топливный элемент; ВЭУ - ветроэнергетическая установка; МГЭС - малая ГЭС; у - уголь; г - природный газ; б - растительная биомасса. Пунктиром выделен диапазон инвестиционно привлекательных проектов по применению технологий.

Газификация биомассы с получением электроэнергии хорошо подходит для электроснабжения объектов, (а) имеющих ограниченный доступ к сетям централизованного электро- и газоснабжения и (б) имеюших нагрузку не выше 5 МВт(э), а также (в) при наличии ресурсов топлива. Для получения тепла газификация применима только в случае, когда синтез-газ используется в горелках промышленных печей вне зоны централизованного газоснабжения.

Прямое сжигание низкосортных углей лучше всего подходит для энергоснабжения потребителей, (а) расположенных вне зоны централизованного газоснабжения и (б) имеющих присоединенную нагрузку на уровне 1,5 МВт(э) и выше.

Газификация низкосортных углей представляет интерес, когда получаемый газ используется в горелках промышленных печей, например, для обжига кирпича или производства цемента. Для получения электроэнергии газификацию угля следует рассматривать только в трех случаях: (а) когда качество угля не позволяет организовать его прямое сжигание, (б) отсутствуют иные источники энергии и (в) когда выработка электроэнергии сочетается с производством кокса. «Окно возможностей» для данной технологии расширится с принятием законодательных ограничений на выбросы С02 - за счет меньшей удельной стоимости улавливания С02 при газификации по сравнению с прямым сжиганием угля.

Применение ТБО для производства энергии экономически оправдано только (а) в городах с численностью населения 100 тыс. человек и выше; (б) при невозможности захоронения отходов; и (в) при условии изменения системы обращения с отходами, включая повышение платы за утилизацию. Внедрение технологии термической переработки ТБО на любой территории начинается с политического решения администрации города.

Обобщая сопоставление технологий по показателям стоимости, технической освоенности и проникновения на рынок, можно спрогнозировать состав наиболее востребованных технологий - в зависимости от внешних условий для их конкуренции. Наиболее важными из условий в России оказываются наличие на данной территории централизованного электроснабжения (от крупных станций) и сетевого природного газа. Соответствующее сопоставление сделано в табл. 3. Представленные в таблице приоритеты подтверждаются практикой реализованных проектов, статистикой вводов установленной мощности в малой энергетике, а также представленными в работе результатами расчетов стоимости энергии для различных климатических условий. Как видно из табл. 3, технологии ТХК имеют шансы только при отсутствии на данной территории природного газа.

Табл. 3.

Централизованное электроснабжение Децентрализованное электроснабжение

Наличие природного газа Газовые мини-электростанции на базе ГТУ и ГПД - в качестве резервных и пиковых источников энергии, либо при наличии инфраструктурных ограничений Газовые мини-электростанции и мини-ТЭЦ на базе ГТУ и ГПД

Отсутствие природного газа Мини-ГЭС, ПТУ на угле и биомассе, ДЭС - при наличии жестких инфраструктурных ограничений Стандартных решений нет. Усиливается роль местной специфики. Растут затраты. Конкурируют большое число альтернативных вариантов

Приведены и обсуждены результаты расчетов стоимости электроэнергии, производимой автономными и распределенными генераторами в условиях разных регионов России. Эти результаты подтверждают выводы о конкурентоспособности технологий, отраженные в табл. 3.

В шестой главе «Актуальные вопросы проникновения технологий в экономику» более широко обсуждены внешние условия и возможные барьеры для применения технологий. Сформулированы и охарактеризованы общие современные тенденции развития энергетических технологий в мире. Дана оценка тому, насколько данные тенденции актуальны для условий России. В числе таких тенденций рассмотрены: (1) повышение электрического КПД; (2) когенерация; (3) расширение сектора тригенерации; (4) перемещение основного веса генерирующих мощностей от крупных центров генерации ближе к местам потребления;

(5) появление значительной доли генераторов на уровне распределительных сетей;

(6) растущая актуальность вопросов надежности; (7) расширенное использование возобновляемых источников энергии; (8) сокращение выбросов парниковых газов; (9) отсутствие радикально прорывных технологий в обозримой исторической перспективе; (10) диверсификация применяемых технологий; (11) усиление мер государственной поддержки для разработки энергетической техники и создания головных образцов; (12) высокая интеграция организаций-разработчиков новой техники; (13) тщательное изучение и планирование спроса. Показано, что почти все перечисленные тенденции тесно взаимосвязаны.

Исследована институциональная среда технического развития применительно к энергетике. Показано, что в этой сфере определяющей является роль государства: оно обречено выступать заказчиком и потребителем новых технологий и головных образцов техники. Обосновано, что исследование динамики институциональной среды является неотъемлемой частью системных технологических исследований в энергетике, необходимой для уяснения механизмов и критериев выбора приоритетных технологий, а также механизмов конкуренции технологий. Цель этих исследований не сводится к разработке механизмов инновационной деятельности. Основной вопрос - как сделать научно-техническое развитие управляемым. Особенность данной сферы общественных отношений - тесная взаимосвязь техники и права, взаимное влияние которых значительно возросло в условиях рыночной экономики и глобализации. Представлены примеры, отражающие изменение приоритетов государственной политики в области науки и инноваций.

Описан принятый в стране механизм определения приоритетов научно-технической политики. Рассмотрены преимущества и недостатки методологии Форсайта. Указаны вероятные причины, по которым результаты первого выполненного в России форсайта были восприняты неоднозначно. Обосновано, что итеративное применение методов системных технологических исследований в сочетании с методом форсайта дает наиболее взвешенные оценки перспективных направлений развития - за счет более полного учета существующих разнородных ограничений.

Введено понятие институциональных ограничений при реализации проектов по внедрению новой техники и технологий. На примере коммунальной энергетики, которая выступает наиболее вероятной сферой применения технологий термохимической конверсии и составляет 4/5 потенциального рынка технологий ТХК НТТ, показано существование таких ограничений. Построены формализованные схемы правоотношений в процессе инвестиционной деятельности организации коммунального комплекса (ОКК). На рис. 15 представлена идеальная такая схема и основные уравнения, определяющие значения критериев эффективности. Она отражает деятельность различных субъектов правоотношений в условиях совместной системы критериев, применяемых ими для оценки эффективности проектов по модернизации и/или реконструкции объектов. В отношениях участвуют органы местного самоуправления (МСУ), федеральная и региональная службы по тарифам (ФСТ, РСТ), инвестор и кредитная организация. В случае, если система критериев оказывается несовместной, реализуется другая схема (рис. 16).

При несовместности критериев потенциальный инвестор становится простым поставщиком. Товарно-денежные потоки в производственной сфере сокращаются. Возрастает число правоотношений в сфере контроля. Удваивается число контролирующих органов, появляются новые предусмотренные законом отношения, связанные с межбюджетными отношениями. Что наиболее неприятно для любой экономики, появляются отношения по прямому контролю финансовых потоков. Еще одна неприятность состоит в том, что большинство участников этой схемы правоотношений заинтересованы в сохранении этой схемы и росте ее значимости (применяемые к ней критерии эффективности совместны). Страдает только потребитель энергии, получающий коммунальные услуги все более низкого качества и по все более высокой цене. Кроме того, любой мэр подтвердит, что хитросплетение отношений в сфере инвестиционной деятельности ОКК на его территории составляет для него большую головную боль.

Рис. 15. Схема правоотношений в сфере инвестиционной деятельности ОКК: N -объем услуг в натуральном выражении; с - тариф; Р - платежи; Ъ - инвестиции; XV - инвестиционная надбавка к тарифу; ^¡я^- КПД до и после реконструкции; Т -период реализации проекта; г - интерес.

Рис. 16. Схема правоотношений в сфере инвестиционной деятельности ОКК при недостатке инвестиций: ФНС - орган Федеральной налоговой службы; МО - муниципальное образование; 1 - имущественный комплекс ОКК, принадлежащий МО.

Полученные схемы правоотношений использованы для построения математической модели правоотношений в сфере реализации проектов по модернизации и реконструкции объектов коммунальной энергетики. Одной из ключевых функций, которая потребовалась для построения модели, является удельная стоимость установленной мощности с учетом эффекта масштаба (предмет исследования в третьей главе). Примеры расчетов инвестиционной привлекательности реконструкции отражены в табл. 4. Замыкающим критерием, по которому в модели определяется совместность прочих критериев, выступил индекс повышения платежей для потребителя, который нормируется государством. В таблице Пример 1 отражает типичные значения критериев, применяемых разными субъектами отношений, и они несовместны. В Примере 2 подобраны условия, когда все критерии соблюдены. При этом использованы значения независимых параметров, делающие данный случай редким: сравнительно высокий существующий тариф; «аховое» техническое со-

стояние оборудования до реконструкции; очень низкая норма прибыли инвестора, достижимая в редких случаях прямого кредитования со стороны самой ОКК или при кустарном изготовлении оборудования силами ОКК.

Исследование чувствительности индекса роста платежей к изменению прочих критериев выявило, что наиболее сильным фактором, определяющим несовместность, выступает величина тарифа. С большим отставанием от нее следует период реализации проекта, остальные критерии мало влияют на совместность общей системы критериев. Примечательно, что норма прибыли инвестора оказалась самым слабым фактором несовместности. Не менее примечательно и то, что при условии примерно трехкратного роста тарифов идеальная схема (рис. 15) работает всегда. Таким образом, существующая система нормативного правового регулирования в рассмотренной сфере ориентирована на будущее и не адекватна реалиям сегодняшнего дня.

Табл. 4. Примеры расчетов инвестиционной привлекательности реконструкции Субъект отношений / критерий 1 Пример 1 | Пример 2

Организация коммунального комплекса

тариф до реконструкции, руб./Гкал

объем поставки тепла, Гкал/год

КПД до/после реконструкции, %

тариф после реконструкции, руб./Гкал

Инвестор

удельная стоимость, долл./кВт(т)

норма прибыли, %

900

1 200

65/75

780

13

1 500

10 000

45/75

900

365

Кредитная организация

сумма кредита, руб.

ставка, %

Потребитель

индекс

Регулятор

предельный индекс, % в год

Период возврата инвестиции

4 400 000

18

3,88 *)

10

20 250 000

17

1,10

10

4 года

*) при периоде реализации проекта 2 года.

Последнее утверждение было проверено с использованием статистических данных о двух десятках недавно реализованных проектов по реконструкции объектов коммунальной энергетики в Иркутской области. Полученные выводы полностью подтвердились: наибольшие трудности с ремонтом и заменой оборудования испытывают как раз те объекты, которые имеют приемлемый уровень эксплуатации, но износ которых уже требует замены оборудования. Поддержку же получают объекты в плачевном состоянии (полный износ, КПД 45-50%), причем из бюджета.

Обосновывается, что учет институциональных ограничений должен стать неотъемлемой частью системных технологических исследований в энергетике. Более того, ограничения должны стать объектом постоянного мониторинга как при принятии нормативных правовых актов, так и при утверждении тарифов.

В заключении кратко перечислены наиболее общие выводы, полученные в ходе выполнения работы. Выводы разделены на три группы: (1) методология системных технологических исследований в энергетике и ее проблемы; (2) технологии

термохимической конверсии низкосортного твердого топлива; и (3) актуальные направления развития системных технологических исследований в энергетике России. Ниже приводятся некоторые из полученных выводов.

Методология системных исследований НТП в энергетике

1. Системные технологические исследования являются зрелым и самостоятельным направлением в составе системных исследований в энергетике. Для этого направления сформировался ряд специфических (свойственных только ему) и востребованных обществом задач, образующих определенную иерархию во времени и в пространстве, а также набор специфических методов для решения таких задач.

2. Составляющими системных технологических исследований в энергетике выступают: (а) системная оценка и сопоставление технологий; (б) системное технологическое моделирование; и (в) исследование институциональных ограничений технического развития.

3. Системное технологическое моделирование является инструментом обоснования решений, в первую очередь, в области формирования государственной технической политики, но также в сфере бизнеса. Целесообразно внедрение методов системного технологического моделирования в практику научно-технического прогнозирования при определении приоритетов научно-технического развития и выработке государственной научно-технической политики в энергетике.

4. Институциональные ограничения зачастую выступают главным препятствием на пути внедрения новой техники и технологий в различных отраслях экономики. Это явление наднациональное, но в России оно объективно обусловлено незрелостью рыночной экономики и государственно-правовой системы. Систематическое исследование институциональньис ограничений является необходимой частью системных исследований в энергетике в целом.

5. Государство должно (вынуждено) выступать заказчиком и потребителем головных образцов новой техники и технологий, тем более в период модернизации своей экономики. При этом важно избежать диктата разработчиков: научно-техническое развитие в энергетике страны должно быть телеологическим (преследовать определенные цели), а не каузальным (быть следствием определенных причин). Единственным рациональным способом обоснования приоритетов научно-технического развития выступает методология системных технологических исследований.

6. Системные, технологические исследования вплотную подошли к необходимости учета социологических данных о поведении и предпочтениях потребителей энергии и собственно технологий. Однако опыт выполнения подобных социологических исследований в стране практически отсутствует и, кроме того, российский энергетический сектор отличается высокой информационной закрытостью.

7. Междисциплинарный характер системных исследований в энергетике требует соврешенствования общего языка, используемого в исследованиях по разным дисциплинам. Это относится как к терминологии, так и к языку формализованных (математических) описаний.

Термохимическая конверсия низкосортных твердых топлив

1. Экономически оправданная дальность транспортировки низкосортного твердого топлива существенно ограничивает единичную мощность установок для его энергетического использования.

2. Оценочный объем ресурсов НТТ зависит как от определения понятия НТТ, так и от уровня развития техники для его использования. По мере развития техники оценки объема ресурсов НТТ могут как увеличиваться, так и уменьшаться.

3. Мировой потенциал ресурсов НТТ освоен не более чем на 10-20%. Наиболее востребованным в энергетике видом НТТ является растительная, в первую очередь - древесная, биомасса. Степень освоения ресурсов НТТ в России пренебрежимо мала.

4. Если свойства низкосортного топлива позволяют эффективно его сжечь, реализация технологий переработки такого топлива в горючий газ нецелесообразна в большинстве случаев. Исключение составляет небольшой круг применений, связанных с обогревом промышленных печей.

5. Наличие признаков, используемых для отнесения топлива к числу низкосортных, не обязательно ограничивают его эффективность как топлива. Наличие таких признаков заставляет более тщательно выбирать технологию для его энергетического использования. При этом круг известных технологий термохимической конверсии достаточно широк, чтобы сделать подходящий выбор.

6. Существует потенциальный (неудовлетворенный) спрос на твердотопливные электростанции и мини-ТЭЦ малой единичной мощности. Потенциальными потребителями таких установок выступают удаленные потребители электроэнергии на северных территориях Сибири и Дальнего Востока, в настоящее время использующие энергию от дизельных электростанций. Современный объем рынка установок ТХК мощностью порядка 250-500 кВт(э) составляет около 2600 единиц.

7. Технологии газификации могли бы оказаться востребованными на рынке (п. 6). Для этого необходимо повысить их надежность до уровня готовности не менее 95%, что в настоящее время не достигается.

8. Существенный выигрыш в конкурентоспособности газогенераторных электростанций и мини-ТЭЦ может быть достигнут путем создания безлюдной технологии. Для этого необходимо существенно повысить уровень автоматизации в системах управления такими установками. Другим нововведением, способствующим созданию безлюдной технологии, выступает переход на стандартизованное окуско-ванное топливо.

9. Существенное снижение стоимости разработки установок ТХК может быть достигнуто' путем разработки надежных инженерных методик расчета процессов газификации для произвольных топлив и режимов конверсии. Разработка таких методик в настоящее время сдерживается отсутствием единой теории гетерогенного горения низкосортного топлива, поскольку классическая теория горения углерода в случае НТТ применима лишь ограничено. В этой связи актуальны исследования, направленные на разработку формализованных и детерминированных способов теоретического описания гетерофазных превращений.

10. Теоретический (термодинамический) предел повышения эффективности газификации зависит от зольности топлива. Для угля с зольностью порядка 20% максимальный химический КПД процесса составляет около 80%. Для топлива с зольностью порядка 1% (растительная биомасса) он составляет около 86%. Это открывает теоретическую возможность для заметного повышения существующих показателей эффективности конверсии и, соответственно, конкурентных качеств технологии.

11. Наиболее эффективные режимы термохимической конверсии твердого топлива располагаются на границе образования неконвертируемого конденсированного углерода. Это обусловливает специфику управления процессом, требующего тонкой регулировки параметров реакции по ходу процесса.

12. Ключевой характеристикой, определяющей эффективность термохимической конверсии, является термический режим процесса, то есть степень близости условий его протекания к адиабатическим условиям. Перераспределение тепла в пределах установки или рабочей зоны реактора является перспективным способом приблизиться к таким условиям.

13. Снижение управляемости процесса конверсии, наблюдаемое при переработке низкосортных топлив с высоким содержанием окислителя в составе органической массы, по сравнению с качественным топливом, обусловлено наличием неуправляемой стадии внутреннего горения. Процесс конверсии на этой стадии сопровождается умеренными возможностями форсировки и образованием значительного количества смолистых продуктов в паровой фазе.

14. Разработка эффективных систем управления процессом газификации требует создания надежных численных моделей, адекватно прогнозирующих условия образования и разложения смолистых продуктов и спекания топлива в ходе процесса.

15. Ступенчатая схема организации процесса термохимической конверсии способствует улучшению возможностей управления процессом по сравнению с одностадийной схемой. Целесообразно развивать исследования процессов и установок газификации в направлении создания ступенчатых схем. Следует реализовать демонстрационный проект, целью которого стала бы опытно-промышленная апробация ряда перспективных режимов ступенчатой газификации твердого топлива.

16. Ступенчатые схемы, использующие рециркуляцию продуктов сгорания, позволяют в некоторой степени стабилизировать течение процесса конверсии по отношению к естественным вариациям режимных параметров, однако возможности такой стабилизации ограничены. Рециркуляция тепла имеет несколько лучшие возможности для стабилизации процесса.

Актуальные задачи исследований НТП в энергетике

1. Требуется переосмысление используемых методических подходов к прогнозированию энергетических технологий и разработка таких способов обоснования решений, чтобы они в лучшей степени отвечали потребностям принятия решений - по достоверности, информативности, глубине и своевременности. В первую очередь, следует ориентироваться на научное сопровождение деятельности по осуществлению властных полномочий органами государственной власти.

2. Необходимы развитие технологии термодинамического моделирования и реализация ее методов в форме вычислительных инструментов и простых методик их применения. Результатом развития такой технологии стала бы единая замкнутая теория макроскопических систем. Особый интерес представляют способы учета макрокинетических ограничений в гетерогенных и пористых (фильтрационных) реагирующих системах. Детальная программа исследований в этой области сформулирована.

3. Крайне целесообразна унификация исходной информационной базы, используемой в исследованиях энергетических систем различного уровня. Такая база нашла бы применение не только при исследованиях НТП в энергетике, но и в других, смежных направлениях энергетической науки. Требования к составу и достоверности показателей в составе такой информационной базы, а также методы их получения и интерпретации уже сформированы в рамках системных технологических исследований в энергетике.

4. Целесообразно провести работу, в которой был бы выполнен целенаправленный систематический анализ современной институциональной среды развития энергетических технологий. В первую очередь, речь идет о нормативном правовом обеспечении (а) энергетического производства и (б) инноваций в сфере энергетики. Сегодня известно много примеров несогласованности нормативных положений, однако систематическое представление направлений развития законодательства пока не сделано.

5. До сих пор не решены многие вопросы, касающиеся возможных сроков внедрения и оптимальной структуры систем распределенной генерации энергии в России. В первую очередь, это связано с тем, что рыночные механизмы в данной сфере пока не заработали, а, следовательно, требуется формирование системы мер, включая законодательные, направленных на уточнение приоритетов развития малой энергетики в стране.

6. Необходимо продолжить анализ условий применения технологий, которые быстро изменяются под влиянием различных факторов как экономического, так и внеэкономического характера. Например, пока до конца неизвестно, как скажется планируемое расширение малоэтажного строительства на конкурентных свойствах технологий получения и транспорта энергии.

7. Одним из «узких мест» современных системных исследований (в развитие п. 6) является недостаточная степень систематизации сведений о составе, сегментации и свойствах технологий конечного потребления энергии. Совокупность этих свойств и требований, предъявляемых к ним потребителями, в значительной мере определяет облик перспективной структуры технологий в энергетике России.

8. Целесообразна разработка системной технологической модели для масштаба России на основе современных информационных и коммуникационных технологий. Такая модель может стать востребованным и ценным инструментом обоснования управленческих решений в энергетике страны и ее отдельных регионов.

Основные публикации автора по теме работы:

1. Кейко A.B., Свищев Д.А., Козлов А.Н. Газификация низкосортного твердого топлива: уровень и направления развития технологии. - Иркутск: ИСЭМ СО РАН, 2007. - 70 с.

2. Studying the Controllability of Processes for Thermochemical Conversion of Solid Fuel in a Bed / Keiko A.V., Svishchev D.A., Kozlov A.N., Donskoy I.G. // Thermal Engineering, 2012, Vol. 59, No. 4, pp. 302-309.

3. Thermal analysis for numerical thermodynamic modeling of solid fuel conversion / Kozlov A.N., Svishchev D.A., Donskoy I.O., Keiko A.V. // Thermal Analysis, 2012 (в печати).

4. On the relations between kinetics and thermodynamics as the theories of trajectories and states / Kaganovich B.M., Keiko A.V., Shamansky V.A., Zarodnyuk M.S. // Chemical Kinetics, InTech, 2012, P. 31-60.

5. Исследование управляемости процессов слоевой термохимической конверсии твердого топлива / Кейко A.B., Свищев Д.А., Козлов А.Н., Донской И.Г. // Теплоэнергетика, 2012, № 1, С. 1-7.

6. Кейко A.B. Глубокая переработка угля // Энергетическая стратегия Республики Саха (Якутия) на период до 2030 года / Пр. РС(Я). - Якутск, Иркутск: Медиа-холдинг «Якутия», 2010. - (328 е.), С. 204-217.

7. Кейко A.B. Глубокая переработка угля // Восточный вектор энергетической стратегии России: современенное состояние, взгляд в будущее / Под ред.

Н.И.Воропая и Б.Г.Санеева. - Новосибирск: Академическое изд-во «Гео», 2011. - С. 169-182.

8. Кейко А.В., Ермаков М.В. Институциональные ограничения при модернизации объектов в малом коммунальном теплоснабжении // Тр. всерос. конф. «Энергетика России в XXI веке», Иркутск, 30.08-03.09.2010. - Иркутск, 2011. - С 632-639.

9. Термодинамика и построение физико-математических и технико-экономических моделей энергетических систем и технологий / Каганович Б.М., Кейко А.В., Шаманский В.А., Зароднюк М.С. // Тр. всерос. конф. «Энергетика России в XXI веке», Иркутск, 30.08-03.09.2010. - Иркутск, 2011. - С. 382-387.

10.Thermodynamic models of extreme intermedíate states and their applications in power engineering / Kaganovich B.M., Filippov S.P., Keiko A.V., Shamansky V.A. // Thermal Engineering, 2011, Vol. 58, No. 2, pp. 143-152.

1 l.Zarodnyuk M.S., Kaganovich B.M., Keiko A.V. Elaboration of attainability región boundaries in the model of extreme intermedíate states // Studia Informática Universalis, 2011, vol. 9, no. 3, pp. 161-175.

12.Термодинамические модели экстремальных промежуточных состояний и их приложения в энергетике / Каганович Б.М., Филиппов С.П., Кейко А.В., Шаманский В.А. //Теплоэнергетика, 2011, №2, С. 51-58.

13.Каганович Б.М., Кейко А.В., Шаманский В.А. Развитие равновесного термодинамического моделирования необратимых процессов и его применение в энергетике // Известия РАН. Энергетика, 20 И, №2, С.155-164.

14.Газогенераторные технологии в энергетике / Зайцев А.В., Рыжков А.Ф., Силин В.Е., Кейко А.В. и др. / Под ред. А.Ф.Рыжкова. - Екатеринбург: Сократ, 2010. -611 с.

15.Кейко А.В. Способна ли возобновляемая энергетика стать основой для новой модели энергетики России // Материалы Байкальского междунар. эконом, форума, Иркутск, 2010. - 7 с.

16.Kaganovich В.М., Keiko A.V., Shamansky V.A. Equilibrium thermodynamic modeling of dissipative macroscopic systems // Advances in Chemical Engineering, 2010, Vol. 39, pp. 1-74.

17.Свищев Д.А., Кейко А.В. Термодинамический анализ режимов газификации водоугольного топлива в потоке // Теплоэнергетика, 2010, №6, С.33-36.

18. Технология термодинамического моделирования. Редукция моделей движения к моделям покоя / Каганович Б.М., Кейко А.В., Шаманский В.А. и др. - Новосибирск: Наука, 2010. - 236 с.

19.Кейко А.В. Системное сопоставление энергетических технологий // Системные исследования в энергетике. Ретроспектива научных направлений СЭИ-ИСЭМ. - Новосибирск, Наука, 2010. - С. 215-227.

20. Кейко А.В. Становление прогнозных технологических исследований в энергетике // Системные исследования в энергетике. Ретроспектива научных направлений СЭИ-ИСЭМ. - Новосибирск, Наука, 2010. - С. 127-146.

21.Свищев Д.А., Кейко А.В., Козлов А.Н. Особенности термохимической конверсии низкосортных твердых топлив // Тр. 7-й Всерос. конф. «Горение твердого топлива». Новосибирск, 11-13 ноября 2009 г. - 6 с.

22. Кейко А.В. Институциональные ограничения на реализацию энергосберегающих проектов в коммунальном теплоснабжении // Материалы науч.-практ. конф. «Итоги реалиизации проектов в рамках приоритетного направления «Энергетика и энергосбережение» ФЦНТП» Москва, Роснаука, 10 декабря 2009. - 7 с.

23.Keiko A.V. Forecasting indices of small-scale energy technologies // Proc. of 8th Int. conf. "Sustainable energy technologies", Aachen, Germany, 31.08-03.09.2009. - 5 p.

24.Modelling a solid-fuel staged gasification process / Keiko A.V., Svishchev D.A., Kozlov A.N. et al. // Proc. of 11th Int. Conf. on Sustainable Energy Technologies (SET-2012), Sept. 2-5,2012. Vancouver, Canada. - 12 p.

25.Кейко A.B., Клер A.M., Филиппов С.П. Методика сопоставления новых энергетических технологий и выбора наиболее перспективных для составления дорожных карт // Мат-лы междунар. конф. «Дорожные карты как инструмент прогнозирования научно-технологического развития и продвижения новых энергетических технологий», Москва, 22-23.06.09. - 14 с.

26.Филиппов С.П., Кейко A.B. Децентрализация энергоснабжения: тенденции и перспективы / Тр. VI Мелентьевских чтений, Иркутск, декабрь 2008. - С. 192209.

27.Козлов А.Н., Шаманский В.А., Кейко A.B. Термодинамическое моделирование процесса пиролиза древесной биомассы с макрокинетическими ограничениями // Тр. XIV симпозиума по горению и взрыву, Черноголовка, октябрь 2008. -6 с.

28.Термодинамическое моделирование движения жидких и газообразных сред в энергетических установках и системах / Каганович Б.М., Кейко A.B., Шаманский В .А., Зароднюк М.С. // Тр. VII Междунар. конф. по неравновесным процессам в соплах и струях (NPNJ'2008), май 2008, Алушта. - М.: Вузовская книга, 2008. - С. 198-200.

29.Кейко A.B. О развитии энергоснабжения в центральной экологической зоне Байкальской природной территории // Мат-лы V Байкальского экономического форума. Круглый стол №7. 8-11.09.2008. - 3 с.

30.Кейко A.B. Перспективные характеристики технологий малой энергетики // Мат-лы II Междунар. конгр. ОЭСР-Россия «Перспективные технологии XXI века», Москва, 30.09-3.10.2008. - 4 с.

31. Моделирование неравновесных открытых систем методами равновесной термодинамики / Каганович Б.М., Кейко A.B., Филиппов С.П., Шаманский В.А. // Вестник СГТУ, Саратов, 2008, № 1, С. 27-39.

32.Свищев Д.А., Козлов А.Н., Кейко A.B. Учет макрокинетики в термодинамическом моделировании процессов слоевой газификации // Научно-технические ведомости СПбГПУ, 2008, 1, С. 18-24.

33.Термодинамическое моделирование процесса газификации с ограничениями на макрокинетику / Кейко A.B., Козлов А.Н., Свищев Д.А., Шаманский В.А. // Тр. III Междунар. конф. «Актуальные проблемы энергетики», Екатеринбург, 21-23 ноября 2007. - 7 с.

34.Козлов А.Н., Кейко A.B. Применение термического анализа для определения технических характеристик твердого топлива // Тр. III Междунар. конф. «Актуальные проблемы энергетики», Екатеринбург, 21-23 ноября 2007. - 5 с.

35.Кейко A.B., Свищев Д.А., Козлов А.Н. Газификация низкосортного твердого топлива: состояние и развитие // Тр. III Междунар. конф. «Актуальные проблемы энергетики», Екатеринбург, 21-23 ноября 2007. - 25 с.

36.Козлов А.Н., Кейко A.B. Применение термического анализа для определения технических характеристик твердого топлива // Вестник Иркутского гос. тех. ун-та, 2007, №2., С. 19-23.

37.Кейко A.B. Прогнозные исследования энергетических технологий // Фундаментальные исследования в Восточной Сибири. - Новосибирск: Наука, 2007. - С. 72-80.

38.Соломин C.B., Кейко A.B. Исследование перспектив развития структуры энергетических технологий Иркутской области на региональной энергетической модели // Тр. XII Байкальской всеросс. конф. «Информационные и математические технологии», 2007, 4.1, С. 128-135.

39.Каганович Б.М., Кейко A.B., Шаманский В.А., Ширкалин И.А. Термодинамическое моделирование процессов горения с учетом ограничений на макроскопическую кинетику // Тр. конф. Горение твердого топлива, Новосибирск, 2006 С 156-163.

40.Thermodynamic Equilibria and Extrema: Analysis of Attainability Regions and Partial Equilibria / Gorban A.N., Kaganovich B.M., Keiko A.V. et al. - New York-Springer, 2006.-291 p.

41. Alternative Modes of Low-Grade Solid Fuel Gasification for Small Scale Applications / Keiko A.V., Shirkalin I.A., Svishchev D.A., Kozlov A.N. // Proc. of 5th Int. conf. Sustainable Energy Technologies, Italy, 2006. P. 525-531.

42.Кейко A.B., Клер A.M. Обоснование приоритетов развития энергетических технологий // Тр. науч. сессии Общего собрания РАН 21.12.2005. - М.: Наука, 2006 -С. 139-153.

43.Технико-экономические проблемы использования нетрадиционной энергетики / Воропай Н.И., Кейко A.B., Клер A.M., Стенников В.А. // Проблемы нетрадиционной энергетики. Мат-лы науч. сессии През. СО РАН, 13.12.2005. - Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2006. - С. 32-54.

44.Описание неравновесных процессов в энергетических задачах методами равновесной термодинамики / Каганович Б.М., Кейко A.B., Шаманский В.А., Ширкалин И.А. // Известия РАН. Энергетика, 2006, №3, С. 64-75.

45.Кейко A.B., Ширкалин И.А., Свищев Д.А. Перспективные режимы газификации низкосортного твердого топлива // Известия РАН. Энергетика, 2006 N»3 С 55-63.

46.Курс - на децентрализацию / Воропай Н.И., Кейко A.B., Санеев Б.Г. и др. // Мировая энергетика, 2005, № 10, С. 30-32.

47.Разработка концепции управления научно-техническим развитием в энергоснабжении муниципального образования / Берлин A.C., Рыжков А.Ф., Кейко A.B., Силин В.Е. II Энергоанализ и энергоэффективность, 2005, № 4-5, С. 32-35.

48.Кейко A.B. Проблемы развития децентрализованной энергетики России // Мат-лы VI Всеросс. совещ. по энергосбережению, Екатеринбург, 22-25 марта 2005 г. - 2 с.

49.Тенденции развития централизованной и распределенной энергетики / Воропай Н.И., Кейко A.B., Санеев Б.Г. и др. // Энергия, 2005, № 7, С. 2-11.

50.Кейко A.B. Задачи прогнозных исследований технологий распределенной генерации энергии // Тр. V Мелентьевских чтений, Звенигород, 8-9 декабря 2003 г М., 2004. - С. 225-244.

51. Централизованная и распределенная энергетика, в том числе возобновляемая / Воропай Н.И., Кейко A.B., Санеев Б.Г. и др. // Сб. докл. науч. сессии Президиума СО РАН, 24 февр. 2005. - Новосибирск: Изд-во Сибирского отделения РАН 2005.-С. 37-55.

52.Кейко A.B., Бухер Ф.С., Нумов Ю.В. Децентрализованное энергоснабжение на базе технологий газификации твердых топлив: проблемы и перспективы // Энергетическая политика, 2004, №5, С. 42-43.

53.Кейко A.B., Бухер Ф.С., Наумов Ю.В. Перспективы технологий биомассы в Иркутской области // Тр. 2-й междунар. конф. «Энергия биомассы», Киев, 2023.09.2004. - Киев: Ин-т теплофизики НАНУ, 2004. - С. 113-116.

54.Кейко А.В., Бухер Ф.С., Наумов Ю.В. Децентрализованное энергоснабжение на базе технологий газификации твердых топлив: проблемы и перспективы // Тр. 4-й Междунар. конф. «Малая энергетика - 2004», Москва, 11-13 октября 2004 г. -15 с.

55.Кейко А.В. Энергетические технологии и проблемы распределенной генерации энергии // Энергетика XXI века. Условия развития, технологии, прогнозы. -Новосибирск: Наука, 2004. - С. 247-258.

56.DME Conversion I. Thermodynamic Consideration / Keiko A.V., Kim En Khva, Yan Yun Bin, Kan Gil E // Japan DME Forum, 2004, No. 4, P. 4-9.

57.Keiko A.V., Filippov S.P. The role of energy sources of different types in atmospheric pollution and heat supply options in Irkutsk city // Proc. of 25th NATO/CCMS Conf. "Air pollution modelling and its applications", Louven-la-Neuve, Belgium, 2001. -lip.

58. Системное сопоставление технологий / Ксйко А.В., Филиппов С.П., Куч-менко Е.В. // Системные исследования проблем энергетики. - Новосибирск: Наука, 2000.-С. 114-134.

59.Физико-химический анализ технологических процессов в энергетике / Кей-ко А.В., Филиппов С.П., Зубцов В.М. и др. // Системные исследования проблем энергетики. - Новосибирск: Наука, 2000. - С. 58-84.

60.Экспериментальное определение выбросов сажи и ПАУ котельными и домовыми печами / Филиппов С.П., Павлов П.П., Кейко А.В. и др. // Известия РАН. Серия "Энергетика", 2000, N.3, С. 107-117.

61.Кейко А.В., Ширкалин И.А., Филиппов С.П. Вычислительные инструменты для темодинамического анализа. - Иркутск: ИСЭМ СО РАН, 1999. - 47 с.

62.Экологические характеристики теплоисточников малой мощности / Филиппов С.П., Павлов П.П., Кейко А.В. и др. - Иркутск: ИСЭМ СО РАН, 1999. - 48 с.

63.Filippov S.P., Keiko А.V., Pavlov P.P. Fuel processing and combustion: an extreme thermodynamic analysis // AES Journal, 1999, vol. 39, pp. 267-282.

Отпечатано в ИСЭМ СО РАН 664033, г. Иркутск, ул. Лермонтова, д. 130 Заказ № 119. Тираж 100 экз.

Введение.

1. Прогнозные технологические исследования в энергетике.

1.1. Предпосылки системных исследований НТП в энергетике.

1.2. Становление представлений об НТП.

1.3. Сущность НТП в энергетике и подходы к его описанию.

1.4. Системное моделирование энергетических технологий.

2. Актуальность макротехнологии термохимической конверсии низкосортных твердых топлив.

2.1. Определение низкосортного твердого топлива.

2.2. Варианты технологии.

2.3. Ресурсы низкосортных твердых топлив.

3. Технико-экономический анализ технологий.

3.1. Методика исследования технологий производства энергии.

3.2. Использование растительной биомассы.

3.2.1 Прямое сжигание.

3.2.2 Газификация.

3.3. Использование местных и низкокачественных углей.

3.3.1 Прямое сжигание.

3.3.2 Газификация.

3.4. Использование твердых бытовых отходов.

3.5. Топливные элементы на природном и генераторном газе.

4. Физико-технический анализ основных процессов термохимической конверсии.

4.1. Современные направления и методы физико-технических исследований.

4.2. Термодинамическое моделирование режимов конверсии.

4.3. Физическое моделирование режимов конверсии.

4.3.1 Техника эксперимента.

4.3.2 Характеристика экспериментальных режимов.

4.3.3 Особенности экспериментальных режимов.

4.4. Моделирование процессов в слое.

4.5. Исследование эффективности ступенчатой конверсии.

4.5.1 Модель ступенчатого процесса газификации.

4.5.2 Показатели эффективности ступенчатого процесса.

5. Место технологий конверсии в экономике.

5.1. Частные особенности технологий распределенной энергетики.

5.2. SWOT-aнaлиз технологий термохимической конверсии.

5.3. Окна возможностей.

5.4. Себестоимость энергии.

6. Актуальные вопросы проникновения технологий в экономику.

6.1. Общие тенденции развития энергетических технологий.

6.2. Институциональная среда технического развития.

6.3. Институциональные ограничения при внедрении новой техники (на примере коммунального энергоснабжения).

Актуальность выполненного исследования

Определение приоритетных областей и направлений развития науки и технологий является составной частью государственной научно-технической политики. В разные периоды времени и в разных странах эту задачу решали и решают по-разному, однако целью этой деятельности неизменно является концентрация ограниченных сил и средств на небольшом числе научно-технических проектов, обеспечивающих конкурентные преимущества национальной экономики и/или социальной сферы на перспективу заданной глубины. В экономически развитых странах методики обоснования приоритетов научно-технического развития основаны на сочетании методов научно-технического прогнозирования и методов форсайта (согласования несовпадающих экспертных оценок представителей науки, бизнеса, государства) и имеют статус закона. В нашей стране к середине 1980-х гг. сложилось научное направление, связанное с планированием технологического развития в энергетике и получившее название системных исследований НТП в энергетике. В процессе смены российской государственности на рубеже 1990-х гг., когда в экономике наблюдался заметный спад, спрос на системные технологические исследования полностью иссяк в связи с существенным сокращением горизонта экономического планирования. Более чем десятилетний период невостребованности не мог не сказаться на потенциале соответствующей научной школы. Однако он не оказался фатальным. В середине 2000-х, когда с восстановлением темпов экономического развития восстановился и спрос на системные технологические исследования в энергетике, оказалось, что их методы не утратили своей актуальности. Более того, опыт решения задач в смежных областях, накопленный уже в условиях либерализованной экономики, позволил рафинировать и развить эти методы, но уже на новой информационной, правовой и компьютеризованной базе. В настоящее время наблюдается своего рода бум спроса на исследования и прогнозы технологического развития в энергетике. Выполняется большое число работ по обоснованию рациональных приоритетов и пропорций развития ТЭК и его технологического обеспечения. Сформирован федеральный перечень критических технологий, разрабатываются энергетические стратегии развития страны, аналогичные стратегии принимают субъекты Российской Федерации, разработан первый (и пока единственный) форсайт. При этом энергетика России приближается к моменту, получившему сленговое название «крест Чубайса», когда рост энергопотребления начинает опережать рост ввода новых генерирующих мощностей. Реновация в большой энергетике, развитие малой и распределенной энергетики и энергосбережение актуальны как никогда прежде. Требуют ответа вопросы: какая потребуется техника, как ее внедрять, какими окажутся затраты, как их распределять, как сделать эти затраты окупаемыми и на каких производителей ориентироваться. Все эти вопросы составляют проблематику и предмет системных технологических исследований в энергетике. Настало время провести ревизию имеющегося инструментария (подходов, методов, моделей), применимого для научно-технологического прогнозирования на среднесрочную и долгосрочную перспективу.

С другой стороны, несколько факторов, включая колебания мировых цен на энергоносители, глобальные изменения климата и связанные с ними международные экологические ограничения, геополитические риски в связи с политической нестабильностью в регионах добычи ископаемых энергоносителей, предубеждения относительно безопасности атомной энергетики и другие, привели к существенному увеличению совокупных затрат на разработку новых энергетических технологий. (К слову, львиную долю этих затрат несут развитые экономики.) В свою очередь, это привело к появлению большого разнообразия видов и разновидностей технологий получения и преобразования энергии. Новые технологии уже существенно потеснили традиционные, и их доля постоянно растет. В связи с взрывным ростом диверсификации состава применяемых энергетических технологий специалисты прогнозируют смену технологического уклада энергетики, который начнется, как ожидается, в 2025-2030 гг. [1-3]. Россия пока остается в стороне от этих процессов. В этих условиях критическая оценка инструментария системных технологических исследований обладает безусловной актуальностью и приоритетом.

Здесь возникает проблема. С одной стороны, выполнять инвентаризацию методов, моделей и данных в отрыве от конкретных технологий бессмысленно. С другой стороны, такая инвентаризация срочно требуется в отношении широкого спектра технологий, различающихся способом преобразования энергии, назначением, видом (видами) используемого первичного и отпускаемого энергоносителя, стоимостью, мощностью, экологическими характеристиками и условиями применения. Этот спектр сегодня насчитывает без преувеличения тысячи разновидностей технологий, которые конкурируют между собой по десятку критериев, а значения критериев, в свою очередь, существенно варьируются по территории. При этом значительную часть информации еще необходимо верифицировать.

Для того чтобы начать эту масштабную работу, в настоящей диссертации решено выбрать в качестве объекта исследования один достаточно широкий класс энергетических технологий, для которого перспективы масштабного внедрения в экономику пока не очевидны. Именно так в качестве объекта исследования выбрана макротехнология термохимической конверсии низкосортных твердых топлив, объединяющая всю совокупность разнообразных технологий преобразования таких топлив в горючие газы. Выбор пал на этот класс технологий также не случайно. Получение из твердого топлива горючих газов с возможностью их дальнейшего использования для производства электроэнергии или жидких моторных топлив обеспечивает возможность для получения остальных видов конечной энергии в любом месте и в любом сочетании. Поэтому оно часто ассоциируется с энергетической независимостью. Тем не менее, несмотря на значительные научно-технические усилия, сосредоточенные на развитии технологий конверсии в разных странах, массовое внедрение этих технологий пока не началось. При этом если верить заявлениям разработчиков, технологии газификации «находятся на рубеже широкого внедрения в энергетике» уже слишком долго - около 40 лет. За последние несколько лет появился ряд публикаций, в которых собрана техническая информация о большом числе проектов по газификации твердого топлива. К сожалению, подавляющее большинство из них страдают недостатком критического анализа и системности. Таким образом, технологии данного класса сами по себе представляют весьма актуальный объект для системного исследования.

Цель и основные задачи работы

Исследование, выполненное в диссертационной работе, преследует две основные цели: (1) методологическую, связанную с систематизацией методов системных технологических исследований в энергетике, и (2) проблемную, предполагающую анализ технологий определенного класса, оценку их потенциала в экономике и выработку рекомендаций относительно освоения этого потенциала. Автор отдает себе отчет в том, что достижение сразу двух целей - это амбициозная задача («за двумя зайцами погонишься.»). Вместе с тем для этого есть веское основание: развитие методологии в отрыве от решения конкретной проблемы порождает умозрительные конструкты, зачастую не имеющие практической научной ценности, тогда как ценность создания единого научного подхода для выработки и обоснования востребованных обществом решений является самоочевидной.

Для достижения первой из поставленных целей в работе решаются следующие задачи: (1) исследованы причины, обусловившие необходимость целенаправленного изучения НТП в энергетике; (2) исследован временной и пространственный масштаб изменений в технике, составляющих предмет системных технологических исследований как научной дисциплины; (3) предложена иерархия частных задач системных технологических исследований, показана их взаимосвязь; (4) рассмотрена система признаков, формирующих явление научно-технического прогресса; (5) сделан обзор показателей и критериев их оценки, применяемых при решении задач развития энергетической техники; (6) предложена классификация системных энергетических моделей, отражающая специфику решаемых с их помощью задач; (7) введено и проанализировано понятие институциональной среды технического развития, показаны этапы и закономерности ее формирования; (8) на примере коммунального энергоснабжения обоснованы существование и необходимость изучения институциональных ограничений на внедрение новой техники в энергетике России; (9) выявлены общие тенденции развития энергетических технологий; (10) сформулированы современные актуальные задачи исследований НТП в энергетике.

Вторая цель достигается путем решения следующих частных задач: (1) выделены признаки низкосортного твердого топлива, существенные для решения задач его эффективного использования; (2) классифицированы технологии, в совокупности образующие макротехнологию термохимической конверсии твердого топлива; (3) показано влияние уровня технологического развития на оценки объемов доступных энергетических ресурсов низкосортного твердого топлива; (4) исследованы уровень и направления развития современных технологий конверсии твердого топлива; (5) на большом числе конкретных примеров исследованы технико-экономические показатели технологий как для разных вариантов их организации, так и для разных диапазонов единичной мощности установок; (6) исследованы рынки соответствующих технологий термохимической конверсии; (7) текущие и прогнозные показатели удельной стоимости технологий термохимической конверсии сопоставлены с показателями альтернативных технологий; (8) конкурирующие технологии сопоставлены по уровню технической зрелости и степени проникновения на рынок; (9) на основе 8\УОТ-анализа технологий термохимической конверсии определены «окна возможностей» для успешной реализации проектов по их практическому применению; (10) выполнен физико-технический анализ показателей эффективности и управляемости процессов термохимической конверсии, оценены предельные показатели их эффективности; (11) исследована эффективность процессов ступенчатой газификации угля; (12) сформулированы наиболее перспективные направления НИР и ОКР по разработке эффективных процессов и установок термохимической конверсии низкосортного твердого топлива.

Новизна работы и выносимые на защиту положения

Научная новизна работы определяется следующими положениями:

1. Методология системных исследований НТП в энергетике требует обобщения и переосмысления в связи со становлением рыночной экономики и появлением новых критериев эффективности для обоснования направлений развития техники. Результаты критического анализа методов в данной области являются новыми.

2. В рамках исследования технологий термохимической конверсии низкосортных твердых топлив сделан обзор большого числа реализованных технологий и проектов. Обобщенные технико-экономические показатели этих технологий, полученные на единой методической базе, являются новыми.

3. Результаты экспериментального воспроизведения процессов и режимов газификации в широком диапазоне режимных параметров получены впервые и являются новыми.

4. Разработанные в ходе выполнения работы модификации моделей экстремальных промежуточных состояний являются оригинальными. Учет с их помощью макрокинетических ограничений (как методический прием) применительно к термохимической конверсии, формулировка вида этих ограничений, воспроизведение средствами термодинамической модели эпюр параметров реагирующей системы по высоте реактора сделаны впервые.

5. Теоретическое исследование показателей технической эффективности применительно к процессу ступенчатой газификации твердого топлива и оценка возможностей управления им средствами термодинамического анализа выполнены впервые.

6. Признаки, выделяющие системные технологические модели в самостоятельный класс системных энергетических моделей, сформулированы и обоснованы впервые.

7. Результаты анализа факторов, определяющих конкурентоспособность макротехнологии термохимической конверсии в системах малой и распределенной энергетики, являются новыми.

8. Постановка задачи исследования институциональной среды технического развития предложена автором и в рамках системных исследований в энергетике прежде не выдвигалась.

9. Понятие институциональных ограничений на реализацию проектов по созданию и внедрению новых энергетических технологий введено автором впервые. Впервые предложен метод выявления и исследования подобных ограничений.

На защиту выносятся следующие положения:

1. Обобщение методологии системных технологических исследований в энергетике с позиций современных представлений о научно-техническом прогрессе и его роли в экономике.

2. Развитие методологии системных технологических исследований путем включения в состав ее методов исследования институциональных ограничений, которые в условиях рыночной экономики и достигнутой фазы НТП стали одним из определяющих факторов технологического развития.

3. Система обобщенных технико-экономических показателей, характеризующих макротехнологию термохимической конверсии твердых топлив и отдельных технологий в ее составе, а также методика получения обобщенных технико-экономических показателей технологий, включающая анализ внутренних и внешних факторов развития технологии.

4. Новые модификации моделей экстремальных промежуточных состояний, использующие макрокинетические ограничения и позволяющие рассчитывать профили параметров реагирующей системы по высоте реакционной зоны.

5. Результаты численного и экспериментального исследования режимов термохимической конверсии низкосортных твердых топлив, включая оценки предельных показателей технической эффективности и управляемости процесса ступенчатой газификации.

6. Выводы относительно конкурентоспособности и степени проникновения на рынок технологий термохимической конверсии твердых топлив по сравнению с альтернативными технологиями.

7. Выводы по результатам анализа институциональной среды технического развития, а также институциональных ограничений при реализации проектов в коммунальной энергетике.

Методология исследования

Теоретической основой решения поставленных в работе задач является методология системных исследований в энергетике, обеспечивающая комплексный сравнительный анализ эффективности технологий малой распределенной энергетики (физико-технический, экономический, экологический и др.), возможных и целесообразных масштабов использования различных энергетических установок, оптимизации их характеристик и структуры. Основной вклад в развитие методологии системных исследований в энергетике внесли Л.А.Мелентьев, Ю.Н.Руденко,

A.А.Макаров, В.Я.Хасилев, Л.С.Беляев, С.П.Филиппов, а за рубежом

B.Хефеле, Н.Накиченович, А.Грюблер и др. Основные проблемы системного анализа энергетических технологий и систем на их основе связаны с оценкой совершенства каждой технологии и раскрытием наиболее общих закономерностей и тенденций, ведущих к их освоению, определением благоприятных условий и наиболее эффективных областей применения технологии, раскрытием механизма ее конкуренции с альтернативными источниками энергии. Вопросам общей методологии системных технологических исследований целиком посвящена первая глава диссертации.

Системная оценка технологий является составной частью системных технологических исследований и направлена всесторонний анализ факторов, определяющих условия и перспективы применения отдельной макротехнологии. Результат такого анализа представляет собой структурированный и самосогласованный массив информации, отражающей современный уровень развития технологий и систем, области и возможные масштабы их эффективного применения (в частности, в России и ее регионах), основные ограничения (барьеры) для их разработки и применения. Требование самосогласованности информации достигается путем системного сопоставления технологий, при котором технологии сопоставляются на основе: (1) единой системы критериев эффективности; (2) принципа целостности производственного цикла, включающего производство первичных энергоносителей, их трансформацию и потребление конечных видов энергии; (3) принципа системности энергетики как отрасли хозяйства. Последний принцип устанавливает, что совокупность технических систем электро- и теплоснабжения, эксплуатирующих их предприятий, потребителей энергии обладает свойствами, которые не присущи отдельным элементам этой совокупности.

Фактическим материалом для получения обобщенных технико-экономических показателей технологий термохимической конверсии послужил сделанный автором обзор примерно двухсот разработок, сделанных в мире за последние 90 лет. Из них подавляющее большинство приходится на разработки 1970-2000-х гг.

Результатом системной оценки являются рекомендации относительно выбора приоритетов научно-технической политики в сфере энергетики, способов ее реализации и необходимых для этого ресурсов. Рекомендации адресованы органам государственной власти и местного самоуправления, экспертам, разработчикам новых энергетических технологий и установок, представителям бизнеса. Системность рекомендаций находит выражение в том, что вопросы целеполагания (целесообразности реализации разработок) доминируют над сопоставлением частных технических решений.

Практическая значимость и внедрение результатов

Развиваемая автором методология системной оценки и системного сопоставления энергетических технологий неоднократно использована в разработке прогнозов развития различных технологий производства и преобразования энергии, подготовленных по заказам государства -Федеральное агентство по науке и инновациям (2008, 2009 гг.), Министерство науки и образования России (2011, 2012 гг.) и других организаций - Институт современного развития (ИНСОР, 2010, 2011 гг.), ОАО «ИнтерРАО ЕЭС» (2011 г.).

Результаты анализа технико-экономических характеристик технологий переработки твердых топлив и их рынка использованы при разработке стратегий и концепций развития топливно-энергетического комплекса ряда субъектов РФ, включая Республику Саха (Якутию), Иркутскую и Кемеровскую области. Соответствующие рекомендации закреплены в нормативных документах указанных субъектов РФ. Кроме того, они использованы при выполнении НИР для государственных нужд Иркутской области и целого ряда научно-технических экспертиз по заказам органов государственной власти Российской Федерации и Иркутской области.

Полученные автором результаты технико-экономических исследований в области термохимической конверсии твердых топлив, а также методология системного сопоставления энергетических технологий использованы в рамках системного сопоставления технологий распределенной генерации энергии, выполненного по заказу компании «Группа ОНЭКСИМ».

Результаты физико-технических исследований ступенчатого процесса термохимической конверсии нашли применение в рамках ОКР по проекту, получившему в 2011-2012 гг. поддержку со стороны фонда «Сколково».

Апробация работы

Отдельные результаты работы докладывались на ряде конференций, включая следующие: Int. Conf. on Sustainable Energy Technologies (SET), Italy 2006, Germany 2009, Canada 2012; «Горение твердого топлива», Новосибирск, 2006, 2009, 2012; Int. Conf. on Thermal Analysis, 2011, DeMoin, Iowa, USA; 7th Int. Workshop on Mathematics in Chemical Kinetics and Engineering (MaCKiE 2011), 2011, Heidelberg, Germany; Всерос. семинар «Моделирование неравновесных систем», Красноярск, 1998, 2006, 2007, 2010; Байкальский междунар. эконом, форум, Иркутск, 2008, 2010; Всерос. конф. «Энергетика России в XXI веке», Иркутск, 2000, 2005, 2010; Всерос. науч.-практ. конф. «Итоги реализации проектов в рамках приоритетного направления «Энергетика и энергосбережение» ФЦНТП» Москва, Роснаука, 2009; Всерос. конф. "Современные проблемы термодинамики и теплофизики", 2009, Новосибирск; Всерос. конф. «Механика и наномеханика структурно-сложных и гетерогенных сред. Успехи, проблемы, перспективы», Москва, 2009; Междунар. конф. ОЭСР-Россия «Дорожные карты как инструмент прогнозирования научно-технологического развития и продвижения новых энергетических технологий», Москва, 2009; Мелентьевские чтения, Звенигород 2003, Иркутск 2008; XIV симпозиум по горению и взрыву, Черноголовка, 2008; Междунар. конф. по неравновесным процессам в соплах и струях (NPNJ'2008), Алушта, 2008; Междунар. школа-семинар «Методы оптимизации и их приложения», Иркутск, 2008; конф. ОЭММПУ РАН «Результаты фундаментальных исследований в области энергетики и их практическое значение», Москва, 2008; III Междунар. конф. «Актуальные проблемы энергетики», Екатеринбург, 2007; конф. «Дискретная оптимизация и исследование операций», Владивосток, 2007; XV Междунар. конф. по выч. механике и соврем, прикл. программ, системам, Алушта, 2007; XII Байкальская всеросс. конф. «Информационные и математические технологии», Иркутск, 2007; научная сессия Общего собрания РАН, Москва, 21.12.2005; научные сессии Президиума Сибирского отделения РАН «Проблемы нетрадиционной энергетики», Новосибирск, 24.02.2005, 13.12.2005; конф. «Энергетика: эффективность, управление, развитие», Благовещенск, 2005; VI Всеросс. совещание по энергосбережению, Екатеринбург, 2005; Междунар. конф. «Малая энергетика», Москва, 2004, 2005; 2-й междунар. конф. «Энергия биомассы», Киев, 2004; ASME Int. Mech. Engineering Congress, USA, 2004; 3rd Int. Conf. on Heat Transfer, Fluid Mech. and Thermodynamics, Cape Town, 2004; семинар "Междисциплинарные исследования в Байкальском регионе" Иркутск, 2000; конф. «Энергосбережение: Проблемы и пути их решения», Иркутск, ИрГТУ, 1999.

Публикации

По теме диссертационной работы автором опубликовано более 60 печатных работ (исключая тезисы конференций), в том числе следующие:

1. Кейко A.B., Свищев Д.А., Козлов А.Н. Газификация низкосортного твердого топлива: уровень и направления развития технологии. - Иркутск: ИСЭМ СО РАН, 2007. - 70 с.

2. Studying the Controllability of Processes for Thermochemical Conversion of Solid Fuel in a Bed / Keiko A.V., Svishchev D.A., Kozlov A.N., Donskoy I.G. // Thermal Engineering, 2012, Vol. 59, No. 4, pp. 302-309.

3. Thermal analysis for numerical thermodynamic modeling of solid fuel conversion / Kozlov A.N., Svishchev D.A., Donskoy I.G., Keiko A.V. // Thermal Analysis, 2012 (в печати).

4. On the relations between kinetics and thermodynamics as the theories of trajectories and states / Kaganovich B.M., Keiko A.V., Shamansky V.A., Zarodnyuk M.S. // Chemical Kinetics, InTech, 2012, P. 31-60.

5. Исследование управляемости процессов слоевой термохимической конверсии твердого топлива / Кейко А.В., Свищев Д.А., Козлов А.Н., Донской И.Г. // Теплоэнергетика, 2012, № 1, С. 1-7.

6. Кейко А.В. Глубокая переработка угля // Энергетическая стратегия Республики Саха (Якутия) на период до 2030 года / Пр. РС(Я). - Якутск, Иркутск: Медиа-холдинг «Якутия», 2010. - (328 е.), С. 204-217.

7. Кейко А.В. Глубокая переработка угля // Восточный вектор энергетической стратегии России: современенное состояние, взгляд в будущее / Под ред. Н.И.Воропая и Б.Г.Санеева. - Новосибирск: Академическое изд-во «Гео», 2011. - С. 169-182.

8. Кейко А.В., Ермаков М.В. Институциональные ограничения при модернизации объектов в малом коммунальном теплоснабжении // Тр. всерос. конф. «Энергетика России в XXI веке», Иркутск, 30.08-03.09.2010. -Иркутск, 2011. - С. 632-639.

9. Термодинамика и построение физико-математических и технико-экономических моделей энергетических систем и технологий / Каганович Б.М., Кейко А.В., Шаманский В.А., Зароднюк М.С. // Тр. всерос. конф. «Энергетика России в XXI веке», Иркутск, 30.08-03.09.2010. - Иркутск, 2011. - С. 382-387.

10. Thermodynamic models of extreme intermediate states and their applications in power engineering / Kaganovich B.M., Filippov S.P., Keiko A.V., Shamansky V.A. // Thermal Engineering, 2011, Vol. 58, No. 2, pp. 143-152.

11. Zarodnyuk M.S., Kaganovich B.M., Keiko A.V. Elaboration of attainability region boundaries in the model of extreme intermediate states // Studia Informática Universalis, 2011, vol. 9, no. 3, pp. 161-175.

12. Термодинамические модели экстремальных промежуточных состояний и их приложения в энергетике / Каганович Б.М., Филиппов С.П., Кейко A.B., Шаманский В.А. // Теплоэнергетика, 2011, №2, С. 51-58.

13. Каганович Б.М., Кейко A.B., Шаманский В.А. Развитие равновесного термодинамического моделирования необратимых процессов и его применение в энергетике // Известия РАН. Энергетика, 2011, №2, С.155-164.

14. Газогенераторные технологии в энергетике / Зайцев A.B., Рыжков А.Ф., Силин В.Е., Кейко A.B. и др. / Под ред. А.Ф.Рыжкова. - Екатеринбург: Сократ, 2010.-611 с.

15. Кейко A.B. Способна ли возобновляемая энергетика стать основой для новой модели энергетики России // Материалы Байкальского между нар. эконом, форума, Иркутск, 2010. - 7 с.

16.Kaganovich В.М., Keiko A.V., Shamansky V.A. Equilibrium thermodynamic modeling of dissipative macroscopic systems // Advances in Chemical Engineering, 2010, Vol. 39, pp. 1-74.

17. Свищев Д.А., Кейко A.B. Термодинамический анализ режимов газификации водоугольного топлива в потоке // Теплоэнергетика, 2010, №6, С.33-36.

18. Технология термодинамического моделирования. Редукция моделей движения к моделям покоя / Каганович Б.М., Кейко A.B., Шаманский В.А. и др. - Новосибирск: Наука, 2010. - 236 с.

19. Кейко A.B. Системное сопоставление энергетических технологий // Системные исследования в энергетике. Ретроспектива научных направлений СЭИ-ИСЭМ. - Новосибирск, Наука, 2010. - С. 215-227.

20. Кейко A.B. Становление прогнозных технологических исследований в энергетике // Системные исследования в энергетике. Ретроспектива научных направлений СЭИ-ИСЭМ. - Новосибирск, Наука, 2010. - С. 127-146.

21. Свищев Д.А., Кейко A.B., Козлов А.Н. Особенности термохимической конверсии низкосортных твердых топлив // Тр. 7-й Всерос. конф. «Горение твердого топлива». Новосибирск, 11-13 ноября 2009 г. - 6 с.

22. Кейко А.В. Институциональные ограничения на реализацию энергосберегающих проектов в коммунальном теплоснабжении // Материалы науч.-практ. конф. «Итоги реалиизации проектов в рамках приоритетного направления «Энергетика и энергосбережение» ФЦНТП» Москва, Роснаука, 10 декабря 2009. - 7 с.

23.Keiko A.V. Forecasting indices of small-scale energy technologies // Proc. of 8th Int. conf. "Sustainable energy technologies", Aachen, Germany, 31.0803.09.2009. - 5 p.

24. Modelling a solid-fuel staged gasification process / Keiko A.V., Svishchev D.A., Kozlov A.N. et al. // Proc. of 11th Int. Conf. on Sustainable Energy Technologies (SET-2012), Sept. 2-5, 2012. Vancouver, Canada. - 12 p.

25. Кейко A.B., Клер A.M., Филиппов С.П. Методика сопоставления новых энергетических технологий и выбора наиболее перспективных для составления дорожных карт // Мат-лы междунар. конф. «Дорожные карты как инструмент прогнозирования научно-технологического развития и продвижения новых энергетических технологий», Москва, 22-23.06.09. -14 с.

26. Филиппов С.П., Кейко А.В. Децентрализация энергоснабжения: тенденции и перспективы / Тр. VI Мелентьевских чтений, Иркутск, декабрь 2008.-С. 192-209.

27. Козлов А.Н., Шаманский В.А., Кейко А.В. Термодинамическое моделирование процесса пиролиза древесной биомассы с макрокине-тическими ограничениями // Тр. XIV симпозиума по горению и взрыву, Черноголовка, октябрь 2008. - 6 с.

28. Термодинамическое моделирование движения жидких и газообразных сред в энергетических установках и системах / Каганович Б.М., Кейко А.В., Шаманский В.А., Зароднюк М.С. // Тр. VII Междунар. конф. по неравновесным процессам в соплах и струях (NPNJ'2008), май 2008, Алушта. - М.: Вузовская книга, 2008. - С. 198-200.

29. Кейко A.B. О развитии энергоснабжения в центральной экологической зоне Байкальской природной территории // Мат-лы V Байкальского экономического форума. Круглый стол №7. 8-11.09.2008. - 3 с.

30. Кейко A.B. Перспективные характеристики технологий малой энергетики // Мат-лы II Междунар. конгр. ОЭСР-Россия «Перспективные технологии XXI века», Москва, 30.09-3.10.2008. - 4 с.

31. Моделирование неравновесных открытых систем методами равновесной термодинамики / Каганович Б.М., Кейко A.B., Филиппов С.П., Шаманский В.А. // Вестник СГТУ, Саратов, 2008, № 1, С. 27-39.

32. Свищев Д.А., Козлов А.Н., Кейко A.B. Учет макрокинетики в термодинамическом моделировании процессов слоевой газификации // Научно-технические ведомости СПбГПУ, 2008, 1, С. 18-24.

33. Термодинамическое моделирование процесса газификации с ограничениями на макрокинетику / Кейко A.B., Козлов А.Н., Свищев Д.А., Шаманский В.А. // Тр. III Междунар. конф. «Актуальные проблемы энергетики», Екатеринбург, 21-23 ноября 2007. - 7 с.

34. Козлов А.Н., Кейко A.B. Применение термического анализа для определения технических характеристик твердого топлива // Тр. III Междунар. конф. «Актуальные проблемы энергетики», Екатеринбург, 21-23 ноября 2007. - 5 с.

35. Кейко A.B., Свищев Д.А., Козлов А.Н. Газификация низкосортного твердого топлива: состояние и развитие // Тр. III Междунар. конф. «Актуальные проблемы энергетики», Екатеринбург, 21-23 ноября 2007. -25 с.

36. Козлов А.Н., Кейко A.B. Применение термического анализа для определения технических характеристик твердого топлива // Вестник Иркутского гос. тех. ун-та, 2007, №2., С. 19-23.

37. Кейко A.B. Прогнозные исследования энергетических технологий // Фундаментальные исследования в Восточной Сибири. - Новосибирск: Наука, 2007. - С. 72-80.

38. Соломин С.В., Кейко А.В. Исследование перспектив развития структуры энергетических технологий Иркутской области на региональной энергетической модели // Тр. XII Байкальской всеросс. конф. «Информационные и математические технологии», 2007, 4.1, С. 128-135.

39. Каганович Б.М., Кейко А.В., Шаманский В.А., Ширкалин И.А. Термодинамическое моделирование процессов горения с учетом ограничений на макроскопическую кинетику // Тр. конф. Горение твердого топлива, Новосибирск, 2006. С. 156-163.

40. Thermodynamic Equilibria and Extrema: Analysis of Attainability Regions and Partial Equilibria / Gorban A.N., Kaganovich B.M., Keiko A.V. et al. - New York: Springer, 2006. - 291 p.

41. Alternative Modes of Low-Grade Solid Fuel Gasification for Small Scale Applications / Keiko A.V., Shirkalin I.A., Svishchev D.A., Kozlov A.N. // Proc. of 5th Int. conf. Sustainable Energy Technologies, Italy, 2006. P. 525-531.

42. Кейко A.B., Клер A.M. Обоснование приоритетов развития энергетических технологий // Тр. науч. сессии Общего собрания РАН 21.12.2005.-М.: Наука, 2006. - С. 139-153.

43. Технико-экономические проблемы использования нетрадиционной энергетики / Воропай Н.И., Кейко А.В., Клер A.M., Стенников В.А. // Проблемы нетрадиционной энергетики. Мат-лы науч. сессии През. СО РАН, 13.12.2005. - Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2006. - С. 32-54.

44. Описание неравновесных процессов в энергетических задачах методами равновесной термодинамики / Каганович Б.М., Кейко А.В., Шаманский В.А., Ширкалин И.А. // Известия РАН. Энергетика, 2006, №3, С. 64-75.

45. Кейко А.В., Ширкалин И.А., Свищев Д.А. Перспективные режимы газификации низкосортного твердого топлива // Известия РАН. Энергетика, 2006, №3, С. 55-63.

46. Курс - на децентрализацию / Воропай Н.И., Кейко А.В., Санеев Б.Г. и др. // Мировая энергетика, 2005, № 10, С. 30-32.

47. Разработка концепции управления научно-техническим развитием в энергоснабжении муниципального образования / Берлин A.C., Рыжков А.Ф., Кейко A.B., Силин В.Е. // Энергоанализ и энергоэффективность, 2005, № 4-5, С. 32-35.

48. Кейко A.B. Проблемы развития децентрализованной энергетики России // Мат-лы VI Всеросс. совещ. по энергосбережению, Екатеринбург, 22-25 марта 2005 г. - 2 с.

49. Тенденции развития централизованной и распределенной энергетики / Воропай Н.И., Кейко A.B., Санеев Б.Г. и др. // Энергия, 2005, № 7, С. 2-11.

50. Кейко A.B. Задачи прогнозных исследований технологий распределенной генерации энергии // Тр. V Мелентьевских чтений, Звенигород, 8-9 декабря 2003 г., М., 2004. - С. 225-244.

51. Централизованная и распределенная энергетика, в том числе возобновляемая / Воропай Н.И., Кейко A.B., Санеев Б.Г. и др. // Сб. докл. науч. сессии Президиума СО РАН, 24 февр. 2005. - Новосибирск: Изд-во Сибирского отделения РАН, 2005. - С. 37-55.

52. Кейко A.B., Бухер Ф.С., Нумов Ю.В. Децентрализованное энергоснабжение на базе технологий газификации твердых топлив: проблемы и перспективы // Энергетическая политика, 2004, №5, С. 42-43.

53. Кейко A.B., Бухер Ф.С., Наумов Ю.В. Перспективы технологий биомассы в Иркутской области // Тр. 2-й междунар. конф. «Энергия биомассы», Киев, 20-23.09.2004. - Киев: Ин-т теплофизики НАНУ, 2004. -С.113-116.

54. Кейко A.B., Бухер Ф.С., Наумов Ю.В. Децентрализованное энергоснабжение на базе технологий газификации твердых топлив: проблемы и перспективы // Тр. 4-й Междунар. конф. «Малая энергетика - 2004», Москва, 11-13 октября 2004 г. - 15 с.

55. Кейко A.B. Энергетические технологии и проблемы распределенной генерации энергии // Энергетика XXI века. Условия развития, технологии, прогнозы. - Новосибирск: Наука, 2004. - С. 247-258.

56. DME Conversion I. Thermodynamic Consideration / Keiko A.V., Kim En Khva, Yan Yun Bin, Kan Gil E // Japan DME Forum, 2004, No. 4, P. 4-9.

57. Keiko A.V., Filippov S.P. The role of energy sources of different types in atmospheric pollution and heat supply options in Irkutsk city // Proc. of 25th NATO/CCMS Conf. "Air pollution modelling and its applications", Louven-la-Neuve, Belgium, 2001. - 11 p.

58. Системное сопоставление технологий / Кейко А.В., Филиппов С.П., Кучменко Е.В. // Системные исследования проблем энергетики. -Новосибирск: Наука, 2000. - С. 114-134.

59. Физико-химический анализ технологических процессов в энергетике / Кейко А.В., Филиппов С.П., Зубцов В.М. и др. // Системные исследования проблем энергетики. - Новосибирск: Наука, 2000. - С. 58-84.

60. Экспериментальное определение выбросов сажи и ПАУ котельными и домовыми печами / Филиппов С.П., Павлов П.П., Кейко А.В. и др. // Известия РАН. Серия "Энергетика", 2000, N.3, С. 107-117.

61. Кейко А.В., Ширкалин И.А., Филиппов С.П. Вычислительные инструменты для темодинамического анализа. - Иркутск: ИСЭМ СО РАН, 1999. -47 с.

62. Экологические характеристики теплоисточников малой мощности / Филиппов С.П., Павлов П.П., Кейко А.В. и др. - Иркутск: ИСЭМ СО РАН, 1999.-48 с.

63. Filippov S.P., Keiko A.V., Pavlov P.P. Fuel processing and combustion: an extreme thermodynamic analysis // AES Journal, 1999, vol. 39, pp. 267-282.

Личный вклад автора

В первой главе, обобщающей становление и содержание системных технологических исследований в энергетике как научного направления, автору принадлежит систематизация методологии системных исследований и ряд обобщений. Кроме того, автором предложена иерархия задач системных технологических исследований, обоснована их взаимосвязь в рамках данной иерархии, разработана система применяемых критериев и учитываемых ограничений на разных уровнях иерархии. Принципиальная разница между инвестиционным и инновационным подходами при решении задач технического развития обоснована лично автором. Автору принадлежит также обоснование взаимосвязей системных технологических исследований с выработкой государственной научно-технической политики - с одной стороны - и процессами бизнес-планирования - с другой. Автором обобщены методы системного технологического моделирования и обоснованы существенные особенности данного класса моделей в ряду системных энергетических моделей различного назначения.

Во второй главе анализ понятия низкосортного твердого топлива и обсуждение технико-экономического значения признаков этого понятия сделаны автором лично. Также лично автор собрал и систематизировал опубликованные данные о составе и количестве ресурсов низкосортных топлив в разрезе мира и России.

Анализ технико-экономических показателей технологий, ставших предметом рассмотрения в третьей главе, автор выполнил в основном самостоятельно. В разделах, посвященных прямому сжиганию биомассы и угля, автору помогли в сборе информации сотрудники ИСЭМ СО РАН к.т.н. М.В.Ермаков и инж. Ф.С.Бухер.

Работы, изложенные в четвертой главе и посвященные физико-техническому обоснованию перспективных показателей эффективности технологий газификации, выполнены коллективом под руководством автора. Автор лично участвовал в разработке обсуждаемых в диссертации математических моделей и выполнении расчетов на них, проектировании лабораторного стенда, выполнении экспериментов, анализе результатов физического и математического моделирования процессов конверсии. В изготовлении и обслуживании лабораторного стенда ключевую роль сыграли инженеры В.АЛаптев и В.Г.Романовский. При выполнении экспериментальных и инструментальных исследований автор участвовал в планировании экспериментов и разработке методик интерпретации результатов. Непосредственно эксперименты на лабораторном стенде выполнены под руководством инж. Д.А.Свищёва с участием м.н.с. А.Н.Козлова и асп. И.Г.Донского, которым автор неоднократно помогал в качестве рядового оператора. Инструментальные измерения с использованием комплекса синхронного термического анализа выполнены А.Н.Козловым. В выполнении элементного анализа помощь автору оказал д.х.н. В.И.Смирнов (ИрИХ им. А.Е.Фаворского СО РАН), а в хромато-масс-спектрометрическом анализе - д.х.н. А.Г.Горшков (ЛИН СО РАН).

При сопоставлении сравнительной эффективности подходов к моделированию гетерофазных химических процессов и систем автор опирался на личный опыт разработки и применения численных физико-химических моделей. Так, автору принадлежат несколько модификаций моделей экстремальных промежуточных состояний (МЭПС), включая описанные в работе, а также разработка известного среди специалистов программно-вычислительного комплекса NICK для кинетического моделирования химических процессов. Методология построения МЭПС впервые предложена в ИСЭМ СО РАН д.т.н. Б.М.Кагановичем и д.т.н. С.П.Филипповым. Примененные в работе программно-вычислительные инструменты, реализующие МЭПС, разработаны инж. И.А.Ширкалиным и развивают алгоритмы д.т.н. Е.Г.Анциферова. В разработке модели ступенчатой газификации автору существенно помог Д.А.Свищёв.

Расчеты конкурентоспособности технологий малой и распределенной энергетики, на которые ссылается автор, выполнены д.т.н. А.М.Клером, к.т.н. О.В.Марченко и к.т.н. С.В.Соломиным.

При сопоставлении технологий термохимической конверсии с альтернативными технологиями, в частности при составлении сводной таблицы 5.1 и построении диаграмм на рис. 5.1 и 5.2, автор использовал материалы, подготовленные сотрудниками ИСЭМ СО РАН. Данные о технико-экономических показателях технологий на природном газе подготовлены к.т.н. Ю.М.Потаниной, технологий возобновляемой энергетики - О.В.Марченко и С.В.Соломиным, технологий малых АЭС -О.В.Марченко, теплонасосных установок - к.т.н. А.Ю.Маринченко. Подготовка указанных данных выполнена сотрудниками ИСЭМ СО РАН по такой же методике, что использована в диссертационной работе. Сама методика, включая состав исследуемых показателей, подход к их интерпретации, оценку источников информации, состав учитываемых факторов и выделение групп модельных потребителей, предложена автором и составляет одно из положений, выносимых на защиту. Сегментация областей конкуренции, отраженная в табл. 5.2, сделана автором совместно с С.П.Филипповым.

Общие тенденции развития энергетических технологий, изложенные в шестой главе, сформулированы автором лично. Анализ институциональной среды технического развития и ее влияния на проникновение новых технологий в экономику также выполнены автором самостоятельно. При исследовании институциональных ограничений автор использовал для практической апробации своего подхода фактические данные о реализованных проектах по модернизации объектов коммунальной энергетики, предоставленные М.В.Ермаковым.

Несмотря на участие в работе большого числа людей, личный творческий вклад автора в системную оценку технологий термохимической конверсии низкосортного твердого топлива оказался координирующим и, в конечном счете, определяющим.

Состав и объем работы

Работа состоит из введения, шести глав, заключения и списка литературы, включающего 427 наименований. Иллюстративный материал включает 62 рисунка и 47 таблиц.

Во введении представлены положения, отражающие актуальность выбранной темы, цели, научную новизну, методологическую основу и практическую значимость диссертационной работы, а также личный вклад автора в ее выполнение. Кроме того, во введении приведен перечень научных форумов, на которых обсуждались отдельные части работы, и перечень публикаций автора по теме работы.

В первой главе диссертационной работы обсуждается становление системных исследований НТП в энергетике, в частности, под влиянием каких причин сформировались постановки задач в рамках данного научного направления. Кроме того, рассмотрено явление научно-технического прогресса в целом: проанализированы признаки, формирующие понятие НТП; сопоставлены определения; перечислены и проиллюстрированы на примерах энергетики эффекты, отражающие его сущность. Показано, что представления об НТП включают создание и разработку концепций и парадигм научно-технического развития, служащих для идеализированного представления сложных феноменов в больших антропогенно-обусловленных системах, к каким относится и энергетика, а также для объяснения эффектов циклического развития и смены доминант в технике. Концепции и парадигмы оказывают влияние на техническое развитие и, в свою очередь, подвержены изменениям под влиянием изменений в природе и обществе. Дана оценка явлению НТП как объекту научного изучения. Исследованы подходы к описанию явления НТП, в частности, теории НТП, предложенные в рамках экономических наук. Определено понятие макротехнологии как совокупности различных технологий, объединенных общим принципом. Рассмотрена система критериев, используемых при принятии решений в сфере разработки, оптимизации и внедрения энергетической техники. Совокупность критериев, подлежащих применению, и подлежащих учету ограничений при рассмотрении энергетических технологий систематизирована по масштабу в пространстве и времени. Предложена и обоснована иерархия задач системных технологических исследований в энергетике. Обосновано различие между инновационным и инвестиционным критериями эффективности проектов по разработке и применению новых технологий. Отражена взаимосвязь системных технологических исследований с выработкой государственной технической политики в энергетике, с одной стороны, и их взаимосвязь с задачами бизнес-планирования - с другой. На основе анализа свойств, структуры и областей применения системных энергетических моделей сформулированы признаки, выделяющие системные технологические модели в обособленный класс системных энергетических моделей. Сделан вывод о необходимости разработки системной технологической модели для энергетики России.

Во второй главе рассмотрены признаки, на основании которых топливо можно отнести к числу низкосортных. Выделены существенные из них. Показано, что наличие таких признаков не всегда служит препятствием для эффективного использования топлива. Рассмотрены разновидности технологий, позволяющих использовать твердое топливо, включая низкосортное. Оценены мировые и отечественные ресурсы низкосортных твердых топлив. Показано, что прогнозные объемы этих ресурсов зависят как от критериев низкосортности, так и от уровня развития технологий, применимых для использования низкосортных топлив.

Третья глава диссертационной работы посвящена исследованию технико-экономических показателей технологий термохимической конверсии (преимущественно, газификации), а также ряда смежных технологий, конкурирующих в той же области возможного применения: технологий прямого сжигания и прямого преобразования химической энергии в электрическую (топливных элементов). Обзор технологий последней группы важен в контексте рассмотрения технологий конверсии, поскольку топливные элементы могут работать на генераторном газе от газификации твердых топлив, включая низкосортные. Более того, в большинстве случаев, когда они применяются на природном газе, газ подлежит предварительной конверсии в синтез-газ, аналогичный по составу генераторному газу. Анализ технико-экономических характеристик технологий выполнен на единой методической базе, что обеспечивает их сопоставимость как между собой, так и с характеристиками других технологий получения энергии, полученных на этой же методической базе.

Четвертая глава работы полностью посвящена физико-техническому анализу основных процессов термохимической конверсии, то есть вопросам обусловленности современных и перспективных показателей технической «эффективности технологий и установок физико-химическими особенностями процессов. Сделан обзор современных направлений и методов физико-технических исследований в сфере разработки эффективных процессов конверсии. Отражены направления НИР, которые еще не привели к созданию технологий промышленного уровня. Дана характеристика методов исследований, применяемых в настоящее время при изучении процессов конверсии твердого топлива. Выполнен термодинамический анализ режимов конверсии биомассы. Показаны условия, при которых возможно существенное улучшение эксплуатационных характеристик технологий конверсии. Представлены данные физического моделирования режимов конверсии, полученные с использованием лабораторного стенда. Сделано описание техники эксперимента, методики и результатов. Обсуждены особенности экспериментально воспроизведенных режимов конверсии, включая систематические эффекты снижения управляемости, влияние внешнего подвода тепла в зону реакции, множественности стационарных состояний и др. Изложены результаты работ по совершенствованию методов численного описания процессов конверсии на основе применения моделей экстремальных промежуточных состояний (МЭПС) и использования макрокинетических ограничений в составе МЭПС. Продемонстрирована эффективность МЭПС для реконструкции полей температуры и химического состава по высоте реакционной зоны. Представлены результаты теоретического исследования ступенчатых процессов конверсии, также полученные на основе применения МЭПС с макрокинетическими ограничениями. Обсуждены вопросы управляемости ступенчатого процесса с рециркуляцией продуктов сгорания и/или теплоты. Оценены показатели технической эффективности ступенчатой газификации в режимах с частичной нагрузкой.

Пятая глава посвящена обобщению полученных показателей для макротехнологии термохимической конверсии и оценке ее конкурентоспособности по сравнению с альтернативными технологиями. При этом обеспечено методологическое единство подходов, использованных для получения показателей эффективности технологий термохимической конверсии и альтернативных. Выполнен SWOT-aнaлиз рассмотренных в работе технологий, на основе которого сформулированы «окна возможностей» для проникновения этих технологий в экономику. Представлены результаты расчетов, отражающие количественные показатели конкурентоспособности технологий для различных регионов России.

В шестой главе вопросы проникновения энергетических технологий в экономику обсуждены более широко. Сформулированы и охарактеризованы общие современные тенденции развития энергетических технологий в мире. Дана оценка тому, насколько данные тенденции актуальны для условий России. Исследована институциональная среда технического развития. Показано, что в этой сфере определяющей является роль государства: оно обречено выступать заказчиком и потребителем новых технологий. Представлены примеры, отражающие изменение приоритетов государственной политики в области науки и инноваций. Описан принятый в стране механизм определения приоритетов научно-технической политики. Введено понятие институциональных ограничений при реализации проектов по внедрению новой техники и технологий. На примере коммунальной энергетики, которая выступает наиболее вероятной сферой применения технологий термохимической конверсии, показано существование таких ограничений. Сделаны выводы относительно причин возникновения институциональных ограничений. Обосновано, что учет институциональных ограничений должен стать неотъемлемой частью системных технологических исследований в энергетике.

В заключении кратко перечислены наиболее общие выводы, полученные в ходе выполнения работы. Выводы разделены на три группы: (1) методология системных технологических исследований в энергетике и ее проблемы; (2) актуальные направления развития системных технологических исследований в энергетике России; и (3) технологии термохимической конверсии низкосортного твердого топлива.

Благодарност и

Отдельные части настоящей работы получили внешнюю поддержку, в том числе, от Российского фонда фундаментальных исследований (гранты №№01-02-16643, 04-02-27141, 05-08-01316, 08-08-00293, 09-08-08140); в рамках программы фундаментальных исследований Президиума РАН «Горение и взрыв» (координаторы - ак. РАН А.Г.Мержанов и ак. РАН В.А.Левин), в рамках программ ОЭММПУ РАН «Исследование фундаментальных проблем и разработка математических моделей горения, газовой динамики и теплообмена газообразных и конденсированных сред» (координатор - ак. РАН А.С.Коротеев), «Фундаментальные проблемы горения и детонации в энергетике» (координатор - ак. РАН В. А. Л евин); в рамках Программы интеграционных проектов Сибирского отделения РАН (комплексный проект «Разработка научно-технических основ формирования экологически чистой угольной теплоэнергетики в Сибирском регионе»); в рамках программы приоритетных исследований СО РАН «Теоретические основы обоснования развития энергетики и энергоэффективных технологий, управления системами энергетики», а также программы «Энергосбережение СО РАН».

Кроме того, автор признателен всем, кто принял участие в обсуждении результатов работы: С.П.Филиппову, В.А.Шаманскому, [Ю.В.Наумову], Ю.В.Полежаеву, Б.М.Кагановичу, А.Ф.Рыжкову, А.М.Клеру, В.М.Масленникову, В.А.Савельеву, М.В.Креславскому и многим другим.

Заключение

Выполненное в диссертационной работе исследование позволило сделать ряд выводов, относящихся как к методологии системных технологических исследований и актуальным направлениям их дальнейшего развития, так и к развитию прикладных исследований в области использования процессов термохимической конверсии для вовлечения в оборот ресурсов низкосортных твердых топлив. Следующее ниже изложение полученных выводов структурировано в соответствии с перечисленными областями.

Методология системных исследований НТП в энергетике

1. Системные технологические исследования являются зрелым и самостоятельным направлением в составе системных исследований в энергетике. Для этого направления сформировался ряд специфических (свойственных только ему) и востребованных обществом задач, образующих определенную иерархию во времени и в пространстве, а также набор методов для решения таких задач.

2. Составляющими системных технологических исследований в энергетике выступают: (а) системная оценка и сопоставление технологий; (б) системное технологическое моделирование; и (в) исследование институциональных ограничений технического развития.

3. Системная оценка и сопоставление энергетических технологий различаются тем, что первая ориентирована на раскрытие потенциала развития одной макротехнологии, а второе - на одновременное исследование замкнутого множества макротехнологий, объединенных общей областью потенциального применения. Состав решаемых при этом задач совпадает.

4. Системное технологическое моделирование является инструментом обоснования решений, в первую очередь, в области формирования государственной технической политики, но также в сфере бизнеса. Целесообразно внедрение методов системного технологического моделирования в практику научно-технического прогнозирования при определении приоритетов научно-технического развития и выработке государственной научно-технической политики в энергетике.

5. Институциональные ограничения зачастую выступают главным препятствием на пути внедрения новой техники и технологий в различных отраслях экономики. Это объективно обусловлено незрелостью рыночной экономики и государственно-правовой системы в России. Систематическое исследование институциональных ограничений является необходимой частью системных исследований в энергетике в целом.

6. Государство обречено выступать заказчиком и потребителем головных образцов новой техники и технологий, тем более в период модернизации своей экономики. При этом важно избежать диктата разработчиков: научно-техническое развитие в энергетике страны должно быть телеологическим (преследовать определенные цели), а не каузальным (быть следствием определенных причин). Единственным рациональным способом обоснования приоритетов научно-технического развития выступает методология системных технологических исследований.

7. Системные технологические исследования вплотную подошли к необходимости учета социологических данных о поведении и предпочтениях потребителей энергии и собственно технологий. Адекватным инструментом для учета этой информации выступают мультиагентные модели. Однако опыт выполнения подобных социологических исследований в стране отсутствует и, кроме того, российский энергетический сектор отличается высокой информационной закрытостью.

Актуальные задачи исследований НТП в энергетике

1. Требуется переосмысление используемых методических подходов к прогнозированию энергетических технологий и выработка таких способов обоснования решений, чтобы они в лучшей степени отвечали потребностям принятия решений по достоверности, информативности, глубине и своевременности. В первую очередь, следует ориентироваться на научное сопровождение деятельности по осуществлению властных полномочий органами государственной власти.

2. Необходимо развитие технологии термодинамического моделирования и реализация ее методов в форме вычислительных инструментов и простых методик их применения. Особый интерес представляют способы учета макрокинетических ограничений в гетерогенных и пористых (фильтрационных) реагирующих системах. Детальная программа исследований в этой области сформулирована в работе [378].

3. Крайне целесообразна унификация исходной информационной базы, используемой в исследованиях энергетических систем различного уровня. Такая база нашла бы применение не только при исследованиях НТП в энергетике, но и в других, смежных подразделах энергетической науки. Требования к составу и достоверности показателей в составе такой информационной базы, а также методы их получения и интерпретации уже сформированы в рамках системных технологических исследований в энергетике.

4. Целесообразно выполнить работу, в которой был бы выполнен целенаправленный анализ современной институциональной среды развития энергетических технологий. В первую очередь, речь идет о нормативном правовом обеспечении (а) энергетического производства и (б) инноваций в сфере энергетики. Сегодня известно много примеров несогласованности нормативных положений, однако систематическое представление направлений развития законодательства пока не сделано.

5. До сих пор не решены многие вопросы, касающиеся возможных сроков внедрения и оптимальной структуры систем распределенной генерации энергии в России. В первую очередь, это связано с тем, что рыночные механизмы в данной сфере пока не заработали, а, следовательно, требуется выработка системы мер, включая законодательные, направленных на уточнение приоритетов развития малой энергетики в стране.

6. Необходимо продолжить анализ условий применения технологий, которые быстро изменяются под влиянием различных факторов как экономического, так и внеэкономического характера. Например, пока до конца неизвестно, как скажется планируемое расширение малоэтажного строительства на конкурентных свойствах технологий получения и транспорта энергии.

7. Одним из «узких мест» современных системных исследований (в развитие п. 6) является крайне низкая степень систематизации сведений о составе, сегментации и свойствах технологий конечного потребления энергии. Совокупность этих свойств и требований, предъявляемых к ним потребителями, в значительной мере определяет облик перспективной структуры технологий в энергетике России.

8. Целесообразна разработка системной технологической модели для масштаба России. Такая модель может стать востребованным и ценным инструментом обоснования управленческих решений в энергетике страны и ее отдельных регионов.

Термохимическая конверсия низкосортных твердых топлив

1. Экономически оправданная дальность транспортировки низкосортного твердого топлива существенно ограничивает единичную мощность установок для его энергетического использования.

2. Если свойства низкосортного топлива позволяют эффективно его сжечь, реализация технологий переработки такого топлива в горючий газ нецелесообразна в большинстве случаев. Исключение составляет небольшой круг применений, связанных с обогревом промышленных печей.

3. Наличие признаков, используемых для отнесения топлива к числу низкосортных, не обязательно ограничивают его эффективность как топлива. Наличие таких признаков заставляет более тщательно выбирать технологию для энергетического использования топлива. При этом круг известных технологий термохимической конверсии достаточно широк, чтобы сделать подходящий выбор.

4. Существует потенциальный (неудовлетворенный) спрос на твердотопливные электростанции и мини-ТЭЦ малой единичной мощности - порядка 250-500 кВт(э). Потенциальными потребителями таких установок выступают удаленные потребители электроэнергии на северных территориях Сибири и Дальнего Востока, в настоящее время использующие энергию от дизельных электростанций. Современный объем рынка таких установок составляет около 2600 единиц.

5. Технологии газификации могли бы оказаться востребованными на рынке (п. 4). Для этого необходимо повысить их надежность до уровня готовности не менее 95%, что в настоящее время не достигается.

6. Существенный выигрыш в конкурентоспособности газогенераторных электростанций и мини-ТЭЦ может быть достигнут путем создания безлюдной технологии. Для этого необходимо существенно повысить уровень автоматизации в системах управления такими установками. Другим нововведением, способствующим созданию безлюдной технологии, выступает переход на стандартизованное окускованное топливо.

7. Существенное снижение стоимости разработки установок термохимической конверсии может быть достигнуто путем разработки надежных инженерных методик расчета процессов газификации для произвольных топлив и режимов конверсии. Разработка таких методик в настоящее время сдерживается отсутствием единой теории гетерогенного горения низкосортного топлива. В этой связи актуальны исследования, направленные на разработку формализованных и детерминированных способов теоретического описания гетерофазных превращений.

8. Теоретический (термодинамический) предел повышения эффективности газификации зависит от зольности топлива. Для угля с зольностью порядка 20% максимальный химический КПД процесса составляет около 80%. Для топлива с зольностью порядка 1% (растительная биомасса) он составляет около 86%. Это открывает теоретическую возможность для заметного повышения существующих показателей эффективности конверсии и, соответственно, конкурентных качеств технологии.

9. Наиболее эффективные режимы термохимической конверсии твердого топлива располагаются на границе образования неконвертируемого конденсированного углерода. Это обусловливает специфику управления процессом, требующего тонкой регулировки параметров реакции по ходу процесса.

10. Ключевой характеристикой, определяющей эффективность термохимической конверсии, является термический режим процесса, то есть степень близости условий его протекания к адиабатическим условиям. Перераспределение тепла в пределах установки или рабочей зоны реактора является перспективным способом приблизиться к таким условиям.

11. Снижение управляемости процесса конверсии, наблюдаемое при переработке низкосортных топлив с высоким содержанием окислителя в составе органической массы, по сравнению с качественным топливом, обусловлено наличием неуправляемой стадии внутреннего горения. Процесс конверсии на этой стадии сопровождается умеренными возможностями форсировки и образованием значительного количества смолистых продуктов в паровой фазе.

12. Разработка эффективных систем управления процессом газификации требует создания надежных численных моделей, адекватно прогнозирующих условия образования и разложения смолистых продуктов и спекания топлива в ходе процесса.

13. Ступенчатая схема организации процесса термохимической конверсии способствует улучшению возможностей управления процессом по сравнению с одностадийной схемой. Целесообразно развивать исследования процессов и установок газификации в направлении создания ступенчатых схем. Следует реализовать демонстрационный проект, целью которого стала бы опытно-промышленная апробация ряда перспективных режимов ступенчатой газификации твердого топлива.

14. Ступенчатые схемы, использующие рециркуляцию продуктов сгорания, позволяют в некоторой степени стабилизировать течение процесса конверсии по отношению к естественным вариациям режимных параметров, однако возможности такой стабилизации ограничены. Рециркуляция тепла имеет несколько лучшие возможности стабилизации процесса.

1. Энергетика XX1.века: Условия развития, технологии, прогнозы / Л.С.Беляев, А.ВЛагерев, В.В.Посекалин и др.; Отв. ред. Н.И.Воропай. -Новосибирск: Наука, 2004. - 386 с.

2. Кузык Б.Н., Яковец Ю.В. Россия 2050: стратегия инновационного прорыва. - М.: ЗАО «Издательство «Экономика»», 2005. - 624 с.

3. Каныгин П.С. Энергетическая безопасность Евросоюза и интересы России / Автореф. дисс. . канд. экон. наук, 08.00.14. -М., 2007. -24 с.

4. Печчеи А. Человеческие качества. — М.: «Прогресс», 1985. — 312 с.

5. Форрестер Дж. Мировая динамика. М.: Наука, 1978. - 168 с.

6. Медоуз Д.Х., Медоуз Д.Л., Рэндерс Й., Беренс В. Пределы роста: Пер. с англ. М.: Изд-во МГУ, 1991.-207 с.

7. Медоуз Д.Л. За пределами роста // Вестник МГУ. Сер. 12. Политические науки, 1995, № 5. С. 80—86.

8. Мелентьев Л.А. Системные исследования в энергетике. Элементы теории, направления развития. М. Наука, 1979. - 415 с.

9. Коренной вопрос экономической политики партии // Горбачев М.С. Избранные речи и статьи: В 6 т. М.: Политиздат, 1987. - Т. 2, С. 254-264.

10. Системные оценки эффективности и выбор направлений научно-технического прогресса в энергетике / Под ред. Л.С.Беляева,

11. В .А.Савельева. Иркутск: СЭИ СО АН СССР, 1990. - 183 с.

12. Крутиков А.Г. Системный анализ научно-технических нововведений. -М.: Наука, 1991.-120 с.

13. Научно-технический прогресс // Политехнический словарь. 3-е изд. -М.: Большая Российская энциклопедия, 2000. - 656 с.

14. Мелентьев Л.А. Очерки истории отечественной энергетики. Развитие научно-технической мысли. М.: Наука, 1987. - 279 с.

15. Харламова Т.Е. История науки и техники. Электроэнергетика. СПб.: СЗТУ, 2006. - 126 с.

16. Кун Т. Структура научных революций. М.: АСТ, 2003. - 608 с.

17. Хансен Э. Экономические циклы и национальный доход. М., Изд-во иностр. лит., 1959. - 760 с.

18. Глазьев С.Ю., Львов Д.С., Фетисов Г.Г. Эволюция технико-экономических систем: возможности и границы централизованного регулирования. М.: Наука, 1992. - 208 с.

19. Медведева Е.А. Технологические уклады и энергопотребление. -Иркутск: СЭИ СО РАН, 1994. 250 с.

20. Варшавский А.Е. Научно-технический прогресс в моделях экономического развития: методы анализа и оценки. М.: Финансы и статистика, 1984. - 208 с.

21. Глазьев С.Ю. Экономическая теория технического развития. М.: Наука, 1990.-232 с.

22. Плакиткин Ю.А. Закономерности развития мировой энергетики, энергетические уклады XXI века / Доклад на конференции «Энергетическая кооперация в Азии» (АЕС-2008). Иркутск, сентябрь 2008 г.

23. Конопляник A.A. Проблема экономии энергии и ее взаимосвязь с экономическим ростом в промышленно развитых странах // Изв. АН СССР. Серия экономическая, 1989, № 2, С. 122-135.

24. Капица П.Л. Энергия и физика // Успехи физических наук, 1976, Т. 118, №2, С. 307-314.

25. Макаров A.A., Вигдорчик А.Г. Топливно-энергетический комплекс. М.: Наука, 1979. - 279 с.

26. Industrial metabolism, the environment, and application of material balance principles for selected chemicals / Ayres R.U., Norberg-Bohm V., Prince J., et al. 1989, RR-89-11, International Institute for Applied Systems Analysis, Laxenburg, Austria.

27. Stigliani W.M., Jaffe P.R. Industrial metabolism and river basin studies: a new approach for the analysis of chemical pollution. Reprint. II AS A, RR-93-6, September 1993.

28. Разработка методических основ прогнозирования, моделирования и управления НТП в энергетике (1 этап): отчет СЭИ СО АН СССР / Беляев Л.С., Каганович Б.М., Клер A.M. и др. Иркутск, 1988. - 72 с.

29. Конопляник A.A. Россия на формирующемся евроазиатском энергетическом пространстве: проблемы конкурентоспособности. М.: ООО "Нестор Академик Паблишерз", 2003. - 592 с.

30. Мелентьев Л.А. Оптимизация развития и управления больших систем энергетики. М.: Высшая школа, 1976. - 336 с.

31. Зоркальцев В.И. Проблемы агрегирования в экономике: есть ли логическая совместимость микроэкономики и макроэкономики? / Препринт. Иркутск: СЭИ СО РАН, 1997. - 51 с.

32. Елохин В.Р., Санеев Б.Г. Аппроксимация моделей энергетических систем. Планирование и анализ регрессионных экспериментов. Новосибирск: Наука, 1985. - 144 с.

33. World energy, technology and climate policy outlook 2030. EC Rep. EUR 20366. Ed. by P. Busquin. Brussels, 2003. 148 p.

34. Каганович Б.М., Филиппов С.П., Анциферов Е.Г. Эффективность энергетических технологий. Новосибирск: Наука, 1989. - 256 с.

35. Методы исследования и управления системами энергетики / Л.С.Беляев, Н.И.Воропай, Ю.Д.Кононов и др. Новосибирск: Наука, 1987. - 373 с.

36. Макаров А.А., Ханаева В.Н. Комплекс математических моделей для оптимизации развития топливно-энергетического хозяйства // Методы математического моделирования в энергетике. Иркутск: Вост.-Сиб. книжное изд-во, 1966. - С. 53-71.

37. Кузнецов Ю.А., Макаров А.А., Мелентьев Л.А. Система математических моделей для оптимизации перспективных энергетических балансов // Теплоэнергетика, 1966, №2, С. 5-15.

38. Математическая модель перспективного топливно-энергетического баланса мира / Л.С.Беляев, АА.Папин, В.В.Баринов / Отчет СЭИ СО АН СССР. Иркутск, 1979. - 238 с.

39. Филиппов С.П., Лебедев А.В. Вычислительные инструменты для глобальных энергетических исследований: Обзор / Препринт ИСЭМ СО РАН № 3. Иркутск, 2003. - 42 с.

40. Методы и модели разработки региональных энергетических программ / Санеев Б.Г., Соколов А.Д., Агафонов Г.В. и др. Новосибирск: Наука, 2003.-140 с.

41. Кононов Ю.Д. Особенности прогнозирования развития энергетики в новых социально-экономических условиях / Препринт ИСЭМ СО РАН. -Иркутск, 1997. 31 с.

42. Системные исследования проблем энергетики / Л.С.Беляев, Б.Г.Санеев, С.П.Филиппов и др. Новосибирск: Наука, 2000. - 558 с.

43. Long-term strategies for mitigating global warming // Energy 1993, 18(5) -Special issue, ed. by N.Nakicenovic (IIASA).

44. Nakicenovic N., Riahi K. An assessment of technological change across selected energy scenarios. IIASA Rep. No. RR-02-005. 2002. 142 p.

45. Technological change and the environment / Ed. by Gruebler A., Nakicenovic N., Nordhaus W.D. Resources for the Future, Washington, DC, USA IIASA. 2002.407 p.

46. Каганович Б.M., Филиппов С.П., Кавелин И.Я. Прогнозные исследования технологий использования угля. Иркутск: СЭИ СО АН СССР, 1984. - 219 с.

47. Шилкина О.О. Экономическое обоснование использования углей Канско-Ачинского бассейна в современных условиях: Дис. канд. экон. наук: 08.00.05.-М., 2002.- 130 с.

48. Кейко A.B., Кучменко Е.В., Филиппов С.П., Павлов П.П. Моделирование воздействия энергетики на качество воздуха: препринт. Иркутск: ИСЭМ СО РАН, 1999. - 44 с.

49. Филиппов С.П., Лебедев A.B. Мультирегиональная динамическая модель мировой энергетической системы / Препринт ИСЭМ СО РАН № 4. -Иркутск, 2003. 76 с.

50. Филиппов С.П., Лебедев A.B. Программный комплекс для глобальных энергетических исследований / Препринт ИСЭМ СО РАН № 5. Иркутск, 2003. - 44 с.

51. Марченко О.В. Математическая модель энергосистемы с возобновляемыми источниками энергии // Изв. РАН. Энергетика. 2006. -№ 3. - С. 154-161.

52. Марченко О.В., Соломин C.B., Лебедев A.B. Программный комплекс для исследования долгосрочных перспектив применения возобновляемых источников энергии в системах децентрализованного энергоснабжения // Вестник ИрГТУ. 2006. - Т. 3. - №2 (26). - С. 102-109.

53. Попов С.П., Иванова И.Ю., Тугузова Т.Ф. Экономическая оценка и масштабы применения энергоисточников малой мощности для изолированных потребителей // Междунар. научно-практич. конф. "Малая энергетика-200219-20 ноября 2002 г., Москва, 2003. С. 200-208.

54. Малая энергетика Севера: проблемы и пути развития / И.Ю.Иванова, Т.Ф.Тугузова, С.П.Попов, Н.А.Петров. Новосибирск: Наука, 2004. - 220 с.

55. Марченко О.В., Соломин C.B. Математическое моделирование автономной системы электроснабжения с газогенераторной электростанцией // Тр. 13-й Байкальской всерос. конф. «Информационные и математические технологии в науке и управлении». Иркутск, 2008.

56. Маринченко А.Ю. Оптимизационные исследования комбинированных теплопроизводящих установок с тепловыми насосами: Дис. канд. техн. наук: 05.14.01. Иркутск, 2004.

57. Клер A.M., Маринченко А.Ю. Исследования газотурбинной установки с тепловым насосом с учетом переменного графика тепловой нагрузки // Тр. междунар. науч.-практич. конф. «Малая энергетика 2006». Москва, 2006. -С.53-56.

58. Марченко О.В. Соломин С.В. Исследование долгосрочных перспектив использования возобновляемых источников энергии для децентрализованного энергоснабжения. Иркутск: ИСЭМ СО РАН, 2006. -62 с.

59. Лисиенко В.Г., Щелоков Я.М., Ладыгичев М.Г. Топливо. Рациональное сжигание, управление и технологическое использование: Справочное издание: В 3-х книгах / Под ред. В.Г.Лисиенко. М.: Теплотехник, 2004. -Т. 3, 592 с.

60. Шпирт М.Я., Рубан В.А., Иткин Ю.В. Рациональное использование отходов добычи и обогащения углей. М.: Недра, 1986. - 255 с.

61. Сравнительное сжигание углей Восточной Сибири в отопительных котельных малой мощности и домовых печах / Отчет ИСЭМ СО РАН. -Иркутск, 1998. 39 с.

62. Экологические характеристики теплоисточников малой мощности / С.П.Филиппов, П.П.Павлов, А.В.Кейко и др. ИСЭМ СО РАН. Препринт № 5. - Иркутск, 1999. - 48 с.

63. Blamire D.K. Utility perspective on technology related to greenhouse gas abatement / Rep. of Nova Scotia Power Inc., Canada, 1999. 66 p.

64. Sweden facing need to import garbage // The Local, 7 June 2012 (Швеция).

65. Манелис Г.Б., Полианчик E.B., Фурсов В.П. Переработка ТБО методом сверхадиабатического горения // Тр. 1-й Междунар. конф. по управлению отходами "WasteTech-99". Москва, 21-24 сентября 1999.

66. World Energy Assessment / Rep. of UNDP. Washington, 2000. - 500 p.

67. Мировая энергетика и переход к устойчивому развитию / Беляев Л.С., Марченко О.В., Филиппов С.П. и др. Новосибирск: Наука, 2000. - 269 с.

68. Перспективы энергетическиих технологий. Стратегии и сценарии до 2050 г. Часть 1. Технологии и экономика мировой энергетики до 2050 г. / Доклад Междунар. энергет. агентства (ОЭСР/МЭА). Под ред. Н.Херста: пер. А.О.Кокорина. М.: WWF России, 2007. - 206 с.

69. WEC Survey of Energy Resources. 20th Edition. Elsevier, 2004. 464 p.

70. Rogner H.-H. et al. Energy Resources // World Energy Assessment: Energy and the Challenge of Sustainability; Part II Energy Resources and Technology Options / Rep. of UNDP. Washington, 2001, P. 135-171.

71. Терентьев Г.А., Тюков В.М., Смаль Ф.В. Моторные топлива из альтернативных сырьевых ресурсов. М.: Химия, 1989. - 272 с.

72. Russian renewables: a hidden treasure trove // Power Economics, 2003, 7(8), P. 10.

73. Дьяков А.Ф. Некоторые аспекты обеспечения энергетической безопасности страны // Проблемы развития централизованного теплоснабжения: Материалы междунар. науч.-практич. конф., г. Самара, 21-22 апреля 2004 г. Самара, 2004. - С. 5-10.

74. Свойства и основные направления использования отходов добычи и обогащения углей европейской части РФ / Володарский И.Х., Горбнова Н.П., Зекель J1.A. и др. // Химия твердого топлива, 2005, 3, С. 77-82.

75. Бернатонис П.В., Бернатонис В.К. Торфяные ресурсы в современной экономике России // Инновационные аспекты добычи, переработки и применения торфа / Мат-лы междунар. конф, Томск, 18-20 октября 2011 г. -Томск, 2011. С.19-21.

76. Минерально-сырьевая база угольной промышленности России. М.: Изд-во МГТУ, 1999. - Т. 1. - 648 с.

77. Петров М.С. Переработка местных ресурсов углеводородного сырья -реальный путь решения социально-экономических проблем Сланцевского района Ленинградской области // Промышленность Сегодня, 2003, 94(2).

78. Кошелев A.A., Шведов А.П. Возможность и целесообразность увеличения энергетического использования древесины в условиях Сибири / Отчет Сиб. энергет. ин-та СО РАН. Иркутск, 1997. - 62 с.

79. Кейко A.B., Бухер Ф.С., Наумов Ю.В. Децентрализованное энергоснабжение на базе технологий газификации твердых топлив: проблемы и перспективы // Материалы междунар. науч.-практ. конф. «Малая энергетика-2004». Москва, 11-14 октября 2004 г. - С. 98-112.

80. Кейко A.B., Свищев Д.А., Козлов А.Н. Газификация низкосортного твердого топлива: уровень и направления развития технологии. Иркутск: ИСЭМ СО РАН, 2007. - 70 с.

81. Catalog of СНР technologies / Rep. of US EPA, Sept. 2007. 150 p.

82. Biomass combined heat and power catalog of technologies / Rep. of US EPA, September 2007.123 p.

83. Varley J. Growing ambitions in biomass // Modern Power Systems, 2003, 5, P.15.

84. Handbook of Biomass Combustion and Co-firing. Ed. by S. van Loo and J. Koppejan. Twente University Press, Enschede, 2002. 348 p.

85. Пугач Л.И., Серант Ф.А., Серант Д.Ф. Нетрадиционная энергетика -возобновляемые источники, использование биомассы, термохимическая подготовка, экологическая безопасность. Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2006. - 347 с.

86. ТЭО строительства мини-ТЭЦ в поселке Зотино Туруханского района Красноярского края / технический отчет ООО "Красноярский институт технической физики". Красноярск, 2002. - 33 с.

87. Renewable Energy Technology Characterizations / Rep. No. TR-109496 of US DoE EERE, Washington, D.C., 1997. 283 p.

88. Гительман Л.Д., Ратников Б.Е. Эффективная энергокомпания: Экономика. Менеджмент. Реформирование. М.: ЗАО "Олимп-Бизнес", 2002. - 544 с.

89. Электронный ресурс по адресу http://grandeg.ru (11.04.2008) сайт компании Grandeg.

90. Compilation of air pollution emission factors. Volume I: Stationary, point, and area sources / Rep. of US EPA No. AP-42. Fifth Edition. January, 1995. 2120 p.

91. Comparative costs of California central station electricity generation technologies / J. Klein, R. Tavares, S. Bender, B.B. Blevins. / Final rep. of Califarnia Energy Commission no. CEC-200-2007-011-SF. December, 2007. 125 p.

92. Кейко A.B., Ширкалин И.А., Свищев Д.А. Перспективные режимы газификации низкосортного твердого топлива // Известия РАН. Энергетика. 2006, № 3, С. 55-63.

93. Kirkels A.F., Verbong G.P.J. Biomass gasification: Still promising? A 30-year global overview // Renewable and Sustainable Energy Reviews, 2011, Vol. 15, P. 471-481.

94. Higman C., van der Burgt M. Gasification. Elsevier, 2003. 410 p.

95. Lee S., Speight J.G., Loyalka S.K. Handbook of alternative fuel technologies. -Boca Raton: CRC Press, 2007. 568 p.

96. Kreith F., Goswami D.Y. Energy conversion. Boca Raton: CRC Press, 2007. - 936 p.

97. Rezaiyan J., Cheremisinoff N.P. Gasification technologies. A primer for engineers and scientists. Marcel Dekker, 2005. 272 p.

98. An overview of hydrogen production from biomass / Meng Ni, Leung D.Y.C., Leung M.K.H., Sumathy K. // Fuel processing technology, 2006, 87, P. 461472.

99. Lau F.S., Bowen D.A., Dihu R. et al. Techno-Economic Analysis of Hydrogen Production by Gasification of Biomass / Rep. of Gas Technology Inst. 2002. 154 p.

100. Stevens D J. Hot gas conditioning: recent progress with larger-scale biomass gasification systems / Rep. of NREL No. NREL/SR-510-29952. 2001. 103 P.

101. Olofsson I., Nordin A., Soederlind U. Initial Review and Evaluation of Process Technologies and Systems Suitable for Cost-Efficient Medium-Scale Gasification for Biomass to Liquid Fuels / Rep. of ETPC, Univ. of Umea. Umea,, Sweden, 2005. 95 p.

102. Sonntag T.-M. Classical gasification turned upside down // Modem Power Systems, 2004,4, P. 57-59.

103. Mozaffarian M., Zwart R.W.R. Production of substitute natural gas by biomass hydrogasification // Contributions ECN Biomass to "Developments in thermochemical biomass conversion" conference, 17-22 Sept. 2000, Tyrol, Austria. P. 55-67.

104. Antal M.J., Allen S.G., Dai X., Shimizu В., Tam M.S., Gronli M. Attainment of the Theoretical Yield of Carbon from Biomass // Industrial Engineering Chemical Research, 2000, 39, P. 4024-4031.

105. Manelis G.B. et al. Filtration combustion of solid fuel in countercurrent reactors // Russian Chemical Bulletin, July 2011, Vol. 60, No. 7, P. 1301-1317.

106. Беккер A.B. Макрокинетическое моделирование сверхадиабатического фильтрационного горения углеродсодержащих материалов / Дис. канд. физ.-мат. наук, 01.04.17. Черноголовка, 2004. - 210 с.

107. Bridgwater A.V. Thermal conversion of biomass and waste: the status // Proc. of Conference "Gasification: the Clean Choice for Carbon Management", 8-10 April 2002, Noordwijk, the Netherlands, p. 1-25.

108. Samuelsen G.S., Rao A.D. Advanced Power Plant Development and Analyses Methodologies / Rep. of Univ. of California, Irvine, by US DOE grant No. DE-FC26-00NT40845. USA, 2006. 183 p.

109. Nagel F.P., Jenne M., Biollaz S., Stucki S. Link-up of a SOFC with an updraft-wood gasifier via hot gas processing // Proc. of 2006 Fuel Cell Seminar, Honolulu, HI, 2006. 16 p.

110. Kuseian J., Hoffman D. Navy shipboard fuel cell program // Proc. of 2007 Fuel Cell Seminar, Phoenix, AZ, 2007. 21 p.

111. Gasification markets and technologies present and future. An industry perspective / Rep. of US DOE No. DOE/FE-0447, 2002.100 p.

112. Varley J. IGCC a work in progress // Modern Power Systems, 2007,10, P. 11.

113. Schmid C., Hannemann F. Siemens sees a future for IGCC and now it has the technology // Modern Power Systems, 2007,10, P. 19-23.

114. Blamire D.K. Utility perspective on technology related to greenhouse gas abatement / Rep. of Nova Scotia Power Inc., Canada, 1999. 66 p.

115. Devi L., Ptasinski K.J., Janssen F.J.J.G. A review of the primary measures for tar elimination in biomass gasification processes // Biomass and Bioenergy, 2003, 24(2), P. 125-140.

116. Rabou L.P.L.M. Biomass tar recycling and destruction in a CFB gasifier // Fuel, 2005,84(5), P. 577-581.

117. Joerss W., Joergensen В.Н., Loffler P. et al. Decentralised Power Generation in the Liberalised EU Energy Markets. Results from the DECENT Research Project. Springer, 2003. 259 p.

118. Buehler R. Fixed bed gasification for electricity generation application in Europe // Biomass Gasification and Pyrolysis: State of the Art and Future Prospects. CPL Press, 1997. P. 117-128.

119. Reed Т., Gaur S. A survey of biomass gasification 2001. US NREL publication. 2001.-180 p.

120. Houben M.P., de Lange H.C., van Steenhoven A.A. Tar reduction through partial combustion of fuel gas // Fuel, 2005, 84(7-8), P. 817-824.

121. Yamazaki Т., Kozu H., Yamagata S. et al. Effect of superficial velocity on tar from downdraft gasification of biomass // Energy Fuels, 2005, 19(3), P. 11861191.

122. Corella J., Toledo J.M., Molina G. Calculation of the conditions to get less than 2 g tar/m(n)3 in a fluidized bed biomass gasifier // Fuel Process. Technol., 2006, 87(9), P. 841-846.

123. Bridgwater A.V. Fast pyrolysis of biomass in Europe // Biomass Gasification and Pyrolysis: State of the Art and Future Prospects. CPL Press, 1997. P. 53-67.

124. Advanced microturbine system: market assessment / Rep. of Energy and Environmental Analysis, Inc. to Oak Ridge National Laboratory. 2003. 101 p.

125. Development of a micro-turbine plant to run on gasifier producer gas / Rep. of DTI No. B/Ul/00762. 2004. - 101 p.

126. Stassen H.E., Koele H.J. The use of LCV-gas from biomass gasifiers in internal combustion engines // Biomass Gasification and Pyrolysis: State of the Art and Future Prospects. CPL Press, 1997. P. 269-281.

127. Klimstra J. Gasification and gas engines // Proc. of Workshop "Cooling, Tri-generation & Component Integration", 28 & 29th of January 2004, Vasteras, Sweden. 2004.

128. Karim G.A. Hydrogen as a spark ignition engine fuel // Chem. Ind., 2002, 56(6), P. 256-263.

129. Wood J. Micro CHP, major issues // Modern Power Systems, 2003, 7, P. 3637.

130. Guide to Decentralized Energy Technologies / Rep. of WADE. Edinburgh, 2003.-48 p.

131. Goldstein L., Hedman В., Knowles D. et al. Gas-fired distributed energy resource technology characterizations / Rep. of US NREL No. NREL/TP-620-34783.226 р.

132. US Pat. No. 7080512. Heat regenerative engine. 07/25/2006.

133. Levelized cost of generation model renewable energy, clean coal and nuclear inputs / Frantzis L., Katofsky R., Rubino M. et al. // IEPR Committee Workshop on the Cost of Electricity Generation, Burlington, June 12,2007. -104 p.

134. Gregoire Padro C.E., Putsche V. Survey of the economics of hydrogen technologies / Rep. of US NREL No. TP-570-27079. Golden, CO, 1999. 57 p.

135. Varley J. Solid basis for cell growth // Modern Power Systems, 2003,10, P.ll.

136. Ahrenfeldt J., Pedersen Т., Henriksen U., Schramm J. Ford VSG 411 fuelled by producer gas from a two-stage gasifier // Proc. of 1st World Conf. on Biomass for Energy and Industry, Sevilla, Spain, 5-9 June, 2000. London, James & James, 2000.17 p.

137. Energy Technologies at the Cutting Edge / Rep. of OECDIEA, Paris, 2007. 113 p.

138. World Energy Outlook: Assessing today's supplies to fuel tomorrow's growth. OECD IEA, Paris, 2001. 425 p.

139. Varley J. IGCC: several steps forward, one step back // Modern Power Systems, 2007, 5, P. 11.

140. Кейко A.B., Свищев Д.А., Козлов A.H. Газификация низкосортного твердого топлива: состояние и развитие // Тр. Междунар. конф. «Актуальные проблемы энергетики», Екатеринбург, 21-24 ноября 2007 г. -Екатеринбург, 2007. 27 с.

141. Газификация углеродсодержащих промышленных и бытовых отходов и их компонентов / Мельник С.В., Латышев В.П., Косыгина К.Ф., Казанцева Н.И. // Вестник Иркутского государственного технического университета, 2006, № 4.

142. Geiger S., Cropper М. Fuel cell market survey: small stationary applications // Fuel Cell Today, 30 June 2003. 19 p.

143. Cropper M. Fuel cell market survey: large stationary applications // Fuel Cell Today, 17 September 2003. 17 p.

144. Adamson K.-A. 2007 Large Stationary Survey // Fuel Cell Today, September 2007. 14 p.

145. Crawley G. Molten Carbonate Fuel Cells (MCFC) // Fuel Cell Today, March 2007. 11 p.

146. Энергетические технологии и проблемы распределенной генерации энергии // Энергетика XXI века: Условия развития, технологии, прогнозы /

147. Л.С.Беляев, А.ВЛагерев, В.В.Посекалин и др. Новосибирск: Наука, 2004. - С. 247-258.

148. Varley J. IGCC at a turning point // Modern Power Systems, 2004, 5, P. 11.

149. Гаев Ф.Ф. Энергетическое использование древесных отходов // Вторичное сырье, 2003, № 7.

150. Patyk A., Reinhardt G.A., et al. Bioenergy for Europe: Which ones fit best? A comparative analysis for the community / EC FAIR V Programme. Project CT 98 3832. Final Rep. 2000.184 p.

151. Вейц В.И., Захарин А.Г., Караулов H.A., Пирхавка ПЛ. Местные энергетические системы / Под ред. Г.М.Кржижановского. М.: Изд-во АН СССР, 1958.-294 с.

152. Разработка газогенераторной мини-ТЭЦ на древесном топливе / Заявка на конкурс инновационных проектов Администрации Иркутской области. Иркутск, 2003. - 45 с.

153. Техническая оценка котлов малой и средней мощности / Отчет по проекту TACIS ESIB-9304 / Наумов Ю.В., Иванов A.A., Павлов П.П. -Иркутск, 1996. 24 с.

154. Электронный каталог производителей оборудования компании TradeKey.Com, доступен по адресу http://www.tradekev.com/ks-coal-boiler (20.03.2008).

155. Электронный каталог производителей оборудования компании EcPlaza, доступен по адресу http://buv.ecplaza.net (20.03.2008).

156. Комплексные исследования ТЭС с новыми технологиями / ПА.Щинников, Г.В.Ноздренко, В.Г.Томилов и др. Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2005. - 528 с.

157. Бурдуков А.П., Коновалов В.В., Попов В.И., Федосенко В.Д. Реологические свойства, характеристики гидротранспортирования итепломассообмена водоугольных топлив // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых, 2002, № 3, С. 19—27.

158. Ольховский Г.Г., Тумановский А.Г. Перспективы развития теплоэнергетики // Энергия: экономика, техника, экология, 2003, 5, С. 211.

159. Гительман Л.Д., Ратников Б.Е. Эффективная энергокомпания: Экономика. Менеджмент. Реформирование. М.: ЗАО "Олимп-Бизнес", 2002. - 544 с.

160. Compilation of air pollution emission factors. Volume I: Stationary Point And Area Sources. Report of U.S. Environment Protection Agency. Fifth Edition. AP-42. January, 1995. 1060 c.

161. Беликов C.E., Котлер B.P. Малые котлы и защита атмосферы. Снижение вредных выбросов при эксплуатации промышленных и отопительных котельных. М.: Энергоатомиздат, 1996. - 128 с.

162. World Energy Assessment / Rep. of UNDP. Washington, 2000. - 500 p.

163. Исламов C.P. Современные процессы энерготехнологической переработки углей // Тр. междунар. науч.-практ. конф. «Актуальные проблемы энергетики». Екатеринбург, 21-23 ноября 2007 г. -Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2007. 3 с.

164. Исламов С.Р. Энергоэффективное использование бурых углей на основе концепции «Термококс» / Автореф. дисс. . докт. техн. наук (05.14.04). -Красноярск, 2010. 37 с.

165. Логинов Д.А. Автотермическая переработка угля в кипящем слое с комбинированным производством энергоносителей / Автореф. дисс. . канд. техн. наук (05.14.04). Красноярск, 2012. - 19 с.

166. The U-GAS® Process. Fluidized bed gasification technology / Presentation of GTI/SES // Asia-Pacific Partnership on Clean Development and Climate Meeting, 31 October 2006, 40 p.

167. Dale Simbeck, SFA Pacific Inc., Mountain View, CA, USA. Private communication.

168. Parkinson G., Fouhy K. Gasification: New life for an old technology // Chem. Eng., USA, 1996, 103(3), P. 37, 39, 41,43.

169. Bush takes the initiative on clean coal // Modern Power Systems, 2003,4, P. 3.

170. Xiao R., Zhang M., Jin B. et al. Air blown partial gasification of coal in a pilot plant pressurized spout-fluid bed reactor // Fuel, 2007, 86(10-11), P. 16311640.

171. Коротаев B.H., Гагарина M.B., Армишева Г.Т. Выбор площадки для размещения полигона // ТБО, 2008, № 1, С. 24-28.

172. Штык О.А. Разработка и исследование тепловых схем парогазовых установок с использованием теплоты от мусоросжигательных заводов / Дис. канд. техн. наук: 05.14.01. -М., 2005. 154 с.

173. Arnold R.G., Carpenter D.O., Kirk D. et al. Meeting Report: Threats to Human Health and Environmental Sustainability in the Pacific Basin // Environmental Health Perspectives, 2007, 115(12), P. 1770-1775.

174. Elliott P., Wartenberg D. Spatial epidemiology: Current approaches and future challenges // Environmental Health Perspectives, 2004,112(9), P. 9981006.

175. Knox A. An Overview of Incineration and EFW Technology as Applied to the Management of Municipal Solid Waste (MSW) / Rep. of ONEIA Energy Subcommittee. Ontario, Canada, 2005. 74 p.

176. Williams R.B. Technology assessment for biomass power generation / Rep. of Univ. of California, Davis, on SMUD ReGEN Program, Davis, 2005. 176 p.

177. Klein A. Gasification: An alternative process for energy recovery and disposal of municipal solid wastes. Thesis. Columbia University, 2002. 50 p.

178. Киселевская А.Ф. Аналитическая оценка состояния поведения с твердыми бытовыми отходами и тенденции развития их переработки // Тр. междунар. науч.-практ. конф. «Проблемы сбора, переработки и утилизации отходов», Одесса, 23-24 марта 2000 г.

179. Воробьев А.Е., Чекушина Е.В., Чекушина Т.В. Принципы управления бытовыми отходами // Тр. 2-й междунар. конф. «Сотрудничество для решения проблемы отходов», Харьков, 9-10 февраля 2005 г.

180. Дару лис П.В. Отходы областного города. Сбор и утилизация. -Смоленск: Смядынь, 2000. 520 с.

181. Обзор рынка заводов и оборудования для переработки ТБО / Отчет компании В2В Research. М., 2007. - 59 с.

182. Davidson Р.Е., Lucas T.W. The Andco-Torrax High-Temperature Slagging Pyrolysis System // Solid Wastes and Residues. Conversion by Advanced Thermal Processes. ACS Symposium Series 76, 1978.

183. Levy S.J. Pyrolysis of Municipal Solid Waste // Waste Age, 1974, 5(4), P. 1420.

184. Сариев B.H. Энерготехнологическая схема переработки ТБПО // Зеленый мир, 2000, № 6, С. 21.

185. Sugiyama S., SuzukiaN., Katoa Y., Yoshikawa К. et al. Gasification performance of coals using high temperature air // Energy, 2005, 30(2-4), 399413.

186. Yoshikawa K. MEET the multi-fuel solution // Power Engineering International, 1999,4.

187. Morris M., Waldheim L. Energy recovery from solid waste fuels using advanced gasification technology // Waste Management, 1998,18(6-8), P. 557564.

188. Solid Waste Management / Rep. of UNEP, 2005. Vol. I 558 p., Vol. II - 334 P

189. Девяткин B.B., Гаев Ф.Ф. Экономические условия переработки отходов по малотоннажным технологиям и рекомендации по мерам стимулирования в этой области // ТБО, 2006, 6(12), С. 8-9.

190. Savage G.M., Lafrenz D.J., Jones D.B., Glaub J.C. Engineering Design Manual for Solid Waste Size Reduction Equipment / Rep. of US EPA No. EPA-600/S8-82-028, 1982. Revised in 2005. 171 p.

191. Шубов JIЛ., Петруков О.И., Погадаев С.В. и др. Концепция управления муниципальными отходами мегаполиса. // Научные и технические аспекты охраны окружающей среды. Обзорная информация. 2001, №6, С. 2-77.

192. Мустафина Н. Мусорная традиция // Коммерсант-Деньги, 03.11.2003. -№43.

193. Алпатова Н., Газизова Е. Мусорная жила // Эксперт Волга, 14.08.2006, № 17-18.

194. Сортировка и переработка твердых отходов производства и потребления // Ресурсосберегающие технологии, экспресс-информация, 2004, №5, С. 318.

195. Лихачев Ю.М., Федашко М.Я., Селиванова С.В. и др. // Комплексная переработка ТБО. Сб. трудов. СПб., 2001. - С. 72-88.

196. Салихов А.А. Газ в топках котлов гореть не должен // Новости теплоснабжения, 2003, №1 (29).

197. Тугов А.Н., Рябов Г.А., Москвичев В.Ф. Киловатты из мусора // ТБО, 2007, № 1,С. 11-16.

198. Свириденок А.И. Проблемы выбора технологий утилизации твердых бытовых отходов // Тр. Симпозиума «Материальный и энергетический рециклинг твердых бытовых отходов», Гродно, 2004. С. 4-9.

199. Jenkins S.D. Conversion technologies // WMW Markets, Policy, Finance. Nov. 02, 2005.

200. Бельков B.M. Методы, технологии и концепции утилизации углеродосодержащих промышленных и твердых отходов // Экологические системы, 2007, №11. (доступна на сайте: esco-ecosys.narod.ru/2007l l/art49.htm; 20.03.2008)

201. Барышев В., Пацкевич Н., Трутаев В. В XXI век с собственной энергией // Строительство и недвижимость, 2000, № 18. (г.Минск)

202. Alternatives to disposal / Final Rep. of Public Works Dept., County of Santa Barbara, 2003. 60 p.

203. Растимешин С.А., Пастухов А.В. Светлое будущее мусорной проблемы // ТБО, 2007, № 9, С. 50-56.

204. Renewable Energy Technology Characterizations / Rep. No. TR-109496 of US DoE EERE, 1997. 283 p.

205. Renewable energy technology characterizations / Rep. No. TR-109496 of EPRI, 1997, 283 p.

206. Петруков О.П., Шубов ЛЛ., Гаев Ф.Ф. Концепция оптимизации управления ТБО в Московской области // ТБО, 2007, № 9, С. 14-24.

207. Любарская М.А., Чекалин B.C. Целевая программа использования отходов в Санкт-Петербурге // ТБО, № 9, С. 70-74.

208. Шудегов В.Е. Обращение с отходами в России: проблемы и пути их решения // ТБО, 2007, № 11, С. 8-13.

209. Кейко А.В., Клер A.M. Определение приоритетов развития энергетических технологий // Энергетика России: проблемы и перспективы: тр. Науч. сессии РАН, 19-21 декабря 2005 г. М.: Наука, 2006.-С. 139-153.

210. Кейко А.В. Проблемы развития децентрализованной теплоэнергетики России // Тр. IV Всеросс. совещания по энергосбережению, Екатеринбург, 21-25 марта 2005 г. Екатеринбург, 2005. - С. 100-101.

211. Кузнецов П.И., Панюшкин В.Т., Трунин С.Н. О лимитах для размещения отходов // ТБО, 2007, № 8, С. 14-17.

212. Демчишин А.А. Переработка отходов: замкнутое производство // ТБО, 2007, № 11, С. 14-17.

213. Лотош В.Б. Фундаментальные основы природопользования. Книга третья: Переработка отходов природопользования. Екатеринбург: Полиграфист, 2007. - 503 с.

214. Растимешин С.А., Пастухов А.В. Селективный тупик // ТБО, 2007, №11, С. 47-55.

215. Федеральный закон «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» от 21.07.1997 № 116-ФЗ с изм. на 18.12.2006 // СЗ РФ, 1997, № 30, ст. 3588; 2003, № 2, ст. 167; 2004, № 35, ст. 3607; 2005, № 19, ст. 1752; 2006, № 52(1), ст. 5498.

216. Методические рекомендации по осуществлению идентификации опасных производственных объектов (РД 03-616-03), в редакции РДИ 03-633(616>04.

217. Материалы II междунар. симпозиума по водородной энергетике. Москва, 1-2 ноября 2007 г. М.: МЭИ, 2007.

218. Mench М.М. Fuel Cells // Environmentally Conscious Alternative Energy Production. Edited by Myer Kutz. 2007, John Wiley & Sons, Inc. P. 59-100.

219. Materials for hydrogen economy. Ed. by R.H.Jones and G.J.Thomas. 2008, CRC Press. 352 p.

220. Werner C. Fuel cell fact sheet / Environ, and Energy Study Inst, publication. February 2000. 4 p.

221. Fuel Cell Survey. Ed. by W.Winkler / FCTestNet Publication No. ENG2-CT-20657. March 2006. 25 p.

222. Large scale field test for 1 kW-class residential fuel cells // Science and technology highlights 2006. Toshiba Review, special issue, 2005, P. 22.

223. Nakajima R., Sanagi Y., Yabuki M. Large-Scale Field Test of Residential Fuel Cell System and Microgrid Demonstration Test // Toshiba Review, 2006, Vol. 61, No. 2.

224. Baxi takes the lead in UK micro-CHP race // Modern Power Systems, 2005, 9, P. 45.

225. Schmersahl R., Scholz V. Testing a РЕМ fuel cell system with biogas fuel // Agricultural Engineering International: the CIGRE Journal, 2005, vol. 7.

226. Schmittinger W., Vahidi A. A review of the main parameters influencing long-term performance and durability of РЕМ fuel cells // J. of Power Sources, 2008,180, P. 1-14.

227. Panasonic residential cogen system in trials // Fuel Cells Bulletin, 2008, 6, P. 5-6.

228. Carlson E., Zogg R., Sriramulu S. et al. Using phosphoric-acid fuel cells for distributed generation // ASHRAE Journal, 2007, 1, P. 50-51.

229. HydroGen ships first 400 kW module to ASHTA facility // Fuel Cells Bulletin, 2008,4, P. 5.

230. Adamson K.-A. 2007 Large Sationary Survey // Fuel Cell Today, September2007. 14 p.

231. Kuroba K. Operations results and commercialization plan of PAFC // Proc. of "2007 Fuel Cell Seminar and Exposition", 15-19 October 2007, San Antonio, Texas. No. 130.

232. Moreno A., McPhail S., Bove R. International status of moltem catbonate fuel cell (MCFC) technology / Rep. of ENEA to Int. Energy Agency, January2008, 39 p.

233. Meakin I. Fuel cell development in Japan. An outline of public & private sector activity // Rep. of British Embassy Science & Innovation Dept., Tokyo, 2003. 19 p.

234. Outline of NEDO new energy and industrial technology development organization 2007-2008. NEDO, 2007. 180 p.

235. Tomczyk P. MCFC versus other fuel cells — Characteristics, technologies and prospects // J. of Power Sources, 2006, 160(2), P. 858-862.

236. CSU Northridge One MW Fuel Cell Power Plant // Best Practices Case Studies. University of California, Berkeley, 2007.

237. Abens S., Sanderson R., Steinfeld G. Carbonate fuel cell power plant using renewable fuels // Proc. of "2007 Fuel Cell Seminar and Exposition", 15-19 October 2007, San Antonio, Texas.

238. FuelCell Energy reports second quarter 2008 results and latest accomplishments / Press release by PrimeNewswire, June 4, 2008. 7 p. Электронный ресурс, доступен по адресу http://fcel.client.shareholder.com (16.06.2008)

239. Patel P. Demonstration of a Fuel Cell Power Plant for Co-production of Electricity and Hydrogen / FuelCell Energy press release, 2007.4 p.

240. Smith D. Fuel cell CHP combinations have a bright future in waste disposal // Modern Power Systems, 2007, Germany Supplement, P. 40-42.

241. Linde buys FCE power plants for renewable distributed generation // Fuel Cells Bulletin, 2008,1, P. 7.

242. Dowaki K., Ohta Т., Kasahara Y. et al. An economic and energy analysis on bio-hydrogen fuel using a gasification process // Renewable Energy, 2007, 32, P. 80-94.

243. Др. Х.-Ю. Мюлен, президент компании DM2, разработчик процесса газификации Blue Tower (г. Хертен, Германия) частный контакт 16.05.2008.

244. Ishikawa Т. SOFC delopment by Tokyo Gas, Kyocera, Rinnai and Gastar // Proc. of 23^ World Gas Conference, Amsterdam, 6-9 June 2006.12 p.

245. Christiansen N., Hansen J.B., Holm-Larsen H. et al. Solid oxide fuel cell development at Topsoe Fuel Cell and Rise // Fuel Cells Bulletin, 2006, 8, P. 1215.

246. Topsoe & Wartsila to demo SOFC // Fuel Cell Technology News, October, 2006.

247. An unique fuel cell plant using landfill gas will produce energy for a Finnish housing fair // Energy & Enviro Finland. February 27,2008.

248. Wartsila SOFC Powered by Landfill Gas // American Ceramic Society Bulletin, 2008, 87(4), P. 34.

249. Fuel Cell Industry Assessment Report 2005 / Rep. of Houston Advanced Research Center, Texas, 2006. 184 p.

250. Acumentrics, MTS demo residential SOFC CHP // Fuel Cells Bulletin, 2007, 12, P. 9-10.

251. Orsello G., Fontana E., Cali M. The EOS Project: an industrial SOFC pilot plant in Italy // Proc. of European Fuel Cell Conf. Roma, December 2005.

252. Winkler W. Analysis of actual RTD on SOFC architectures in Japan and US and conclusions / Rep. to EU SOFC Network. December 2004. 39 p.

253. Alflatt M. Highly focused, technology rich A long-term grows opportunity // Proc. of "Credit Suisse Aerospace and Defense Conference", New York, USA, 3-10 October, 2007.

254. Blein F. SOFC high-temperature fuel cells. Research challenges and directions // Clefs CEA, 2005, No. 50/51, P. 87-91.

255. Solid-oxide fuel cell system for megawatt scale stationary power generation // Rolls-Royce Fact Sheet. September 2007. 2 p.

256. Gengo Т., Ando Y., Kabata T. et al. Development of 200 kW class SOFC combined cycle system and future view // МШ Technical Review, 2008,45(1), P. 33-36.

257. Karellas S., Karl J., Kakaras E. An innovative biomass gasification process and its coupling with microturbine and fuel cell systems // Energy, 2008, 33, P. 284-291.

258. Doyon J. SECA SOFC programs at FuelCell Energy Inc. // Proc. of 8th Annual SECA Workshop, San Antonio, Texas, 7-9 August 2007.

259. Norrick D. Cummins Power Generation SECA phase I review // Proc. of 8th Annual SECA Workshop, San Antonio, Texas, 7-9 August 2007.268. 'Commercial ready' cells in detail // Smart Power (corporate bulletin of Ceramic Fuel Cells Ltd.), 2006,7(10), P. 2.

260. Саламов A.A. Топливные элементы перспективный резерв децентрализованного энергоснабжения // Энергетика за рубежом, 2005, 6, С. 30-32.

261. Fuel Cell Today Industry Review 2008 // Platinum Metals Review, 2008, 52(2), P. 123.

262. Adamson K.-A., Crawley G. 2006 World Survey // Fuel Cells Today, January2007. lip.

263. Adamson K.-A. Small Stationary Survey 2008 // Fuel Cell Today, March2008. 6 p.

264. Frois B. The Strategy of the European Hydrogen and Fuel Cell Technology Program // Proc. of IEA/IPHE Workshop, Paris, 11-12 July 2007.

265. Adamson R.-A., Crawley G., Hugh M. Howard A. Fuel Cell Seminar 2006 -Event Report // Fuel Cell Today, November 2006. 15 p.

266. Japan's Fuel Cell Industry // JETRO Japan Economic Report. May 2006.

267. World Solid Oxide Fuel Cells Market to Reach $443 Million by 2010 // Ceramic Fuel Cell Limited Industry News. May 2008. 4 p.

268. CFCL ships first units to European partners // Fuel Cells Bulletin, 2008,2, P. 3-4.

269. CFCL wins Euro approval for microgen system // Fuel Cells Bulletin, 2008,1.P.6.

270. CFCL collaborates with gas appliances firm in Japan for m-CHP units // Fuel Cells Bulletin, 2008, 3, P. 4.

271. CFCL selects UK partner for m-CHP project // Fuel Cells Bulletin, 2007,1., P. 6.

272. Residential SOFCs making a big splash in Europe // Fuel Cells Bulletin, 2007, 8, P. 1.

273. Ceres wins development contract with EDF // Fuel Cells Bulletin, 2007, 5, P. 8.

274. Rokni M., Ylijoki J., Fontell E. et al. Dynamic Modeling of Wärtsilä 5kW SOFC System // Proc. of 9th Int. Symp. on Solid Oxide Fuel Cell, SOFCIX. Quebec City, Canada, May 15-20,2005. P. 865-875.

275. Wärtsilä-led consortium wins marine SOFC funds // Fuel Cells Bulletin, 2007,2, P.6.

276. Topsoe & Wartsila to demo SOFC // Fuel Cell Technology News, October, 2006.

277. Barclay F.J. Fuel cells, engines and hydrogen. Wiley, 2006.200 p.

278. Das Warten hat sich doch noch gelohnt // Brennstoffzellen Magazin, 2006,1, S. 10-11.

279. Fuel cell market procpects and intervention strategies / Rep. of Imperial College Centre for Energy Policy and Technology to UNEP. London, 2002. 112 p.

280. European funded research on hydrogen and fuel cells / EC DG for Research Rep. No. EUR 23171. 2008. 52 p.

281. UTC Power to supply 4.8MW fuel cell system for WTC site // Energy Business Review, 12 June 2008.

282. Murray J. UTC Power to launch fuel cell that is "cheaper than the grid" // BusinessGreen, 06 March 2008. Доступна по адресу: www.businessgreen.com (16.06.2008).

283. Stern G.M. The coming fuel cell revolution // EnergyBiz Magazine, March 2006. P. 71-72.

284. Agnew G. Technology overview Fuel cells // Proc. of "Energy 2100", London, May 8, 2006.

285. Thijssen J. The impact of scale-up and production volume on SOFC stack cost // Proc. of 7th Annual SEC A Workshop and Peer Review. 12-14 September 2006. Электронный ресурс, доступен по адресуhtto://204.154.137.14/publications/proceedings (19.06.2008)

286. Varley J. Nuon order changes the game for CFCL // Modern Power Systems, 2008,4, P. 40-41.

287. Schmidt D. Progress in Acumentrics fuel cell program //Proc. of8th Annual SECA Workshop, San Antonio, Texas, 7-9 August 2007.

288. Газогенераторные технологии в энергетике // Зайцев A.B., Рыжков А.Ф., Силин В.Е. и др. / Под ред. А.Ф.Рыжкова. Екатеринбург: Сократ, 2010. -611 с.

289. Higman С. Tax credits help out US IGCC // Modern Power Systems, 2006, 1, P. 25-27.

290. Anderson R., Pronske K. CES Gas Generator plant: a new kind of aeroderivative // Modem Power Systems, 2006, 5, P. 20-27.

291. Kaneko S. Bringing a breath of fresh air to IGCC // Modern Power Systems, 2006,1,P. 29-32.

292. Liu H., Kaneko M., Luo C., Kato S., Kojima T. Effect of pyrolysis time on the gasification reactivity of char with C02 at elevated temperatures // Fuel, 2004, 83(7-8), P. 1055-1061.

293. Jamil K., Hayashi J., Li C.-Z. Pyrolysis of a Victorian brown coal and gasification of nascent char in C02 atmosphere in a wire-mesh reactor // Fuel, 2004, 83(7-8), P. 833-843.

294. Liu H., Luo C.H., Toyota M., Uemiya S., Kojima T. Kinetics of C02/char gasification at elevated temperatures // Fuel Process. Technol., 2006, 87(9), P. 769-774, 775-781.

295. Предводителев A.C., Хитрин JI.H., Цуханова O.A., Колодцев Х.И., Гродзовский М.А. Горение углерода: опыт построения физико-химических основ процесса. М.: Изд-во АН СССР, 1949. - 407 с.

296. Лавров Н.В. Физико-химические основы горения и газификации топлива. -М.: Металлургиздат, 1957. 340 с.

297. Лавров Н.В. Физико-химические основы процесса горения топлива. М.: Наука, 1971.-272 с.

298. Канторович Б.В. Основы теории горения и газификации твердого топлива. М.: Изд-во АН СССР, 1958. - 598 с.

299. Альтшулер B.C. Новые процессы газификации твердого топлива. М.: Недра, 1976. - 280 с.

300. Печуро Н.С., Капкин В.Д., Песин О.Ю. Химия и технология синтетического жидкого топлива и газа. М.: Химия, 1986. - 352 с.

301. Kwant, K.W. Status of gasification in countries participating in the IEA Bioenergy gasification activity. IEA Biomass Thermal Gasification Project. Final Rep. 2001. 74 p.

302. Богачева T.M., Кольчугин Б.А., Книга А.А. и др. Исследование процесса кислородной газификации пылеугольного топлива при атмосферном давлении // Химия твердого топлива, 2001, № 5, С. 62-67.

303. Герасимов Г.Я., Богачева Т.М. Моделирование процесса кислородной газификации пылевидного топлива в газификаторе циклонного типа // Известия РАН. Энергетика, 1999, № 6, С. 119-126.

304. Блохин А.И., Зарецкий М.И., Стельмах Г.П., Эйвазов Т.С. Новые технологии переработки высокосернистых сланцев. М.: Светлый стан, 2001.-192 с.

305. Агеева Т.В., Черненко И.И., Лазарев В.И., Буровцов В.М. Анализ продуктов и остатков газификации углей в кипящем слое под давлением // Химия твердого топлива, 1994, 2, С. 37-42.

306. Taralas G., Kontominas M.G. Kinetic modelling of VOC catalytic steam pyrolysis for tar abatement phenomena in gasification/pyrolysis technologies // Fuel, 2004, 83(9), P. 1235-1245.

307. Казаков A.B. Термическая конверсия низкосортных топлив применительно к газогенерирующим установкам / Автореф. дис. канд. тех. наук, Томский политех, ин-т. Томск, 2002. - 16 с.

308. An overview of hydrogen production from biomass / Meng Ni, Leung D.Y.C., Leung M.K.H., Sumathy K. // Fuel processing technology, 2006, 87, P. 461472.

309. Махач B.C., Богданов H.H. Влияние паронасыщения воздушного дутья на процесс газификации торфа // Химия твердого топлива, 1936, 7(9-10), С. 998-1005.

310. Потапов Б.Б., Пинчук В.А. Исследование влияния параметров окислителя на процесс газификации низкосортных углей ГХК "Павлоградуголь" // Металлургическая теплотехника: сб. науч. тр. Национальной металлург, акад. Украины, 2002, 8, С. 114-119.

311. Семенов С.А. Развитие коммунальных теплоэнергетических технологий в районах с преобладающим твердым топливом. Новосибирск: Наука, 2005. - 347 с.

312. Кислов В.М., Манелис Г.Б. Газификация влажной древесины при фильтрационном горении со сверхадиабатическим разогревом // Тез. докл. 2-й междунар. конф. "Энергия из биомассы". Киев, 20-22 сентября 2004 г. -Киев,2004.-С. 231-232.

313. Antal Jr. M.J., Allen S.G., Schulman D., Xu X. Biomass Gasification in Supercritical Water // Industrial Engineering Chemical Research, 2000, 39, P. 4040-4053.

314. Wei L.G., Xu S.P., Liu J.G. et al. A novel process of biomass gasification for hydrogen-rich gas with solid heat carrier: Preliminary experimental results // Energy Fuels, 2006,20(5), P. 2266-2273.

315. Кобзаренко Л.Н. Экологическая и экономическая эффективность инвестиционных проектов энергоустановок многоцелевого назначения сгазификацией угля в шлаковом расплаве // Теплоэнергетика, 2004, 2, С. 5863.

316. Pian С.С.Р., Yoshikawa К. Development of a high-temperature air-blown gasification system // Bioresource Technology, 2001, 79(3), P. 231-241.

317. Kezelis R., Mecius V., Valinciute V., Valincius V. Waste and biomass treatment employing plasma technology // High Temp. Materials Processing, 2004, 8(2), P. 273-282.

318. Карпенко Е.И., Мессерле B.E., Устименко A.B. Математическая модель процессов воспламенения, горения и газификации пылеугольного топлива в устройствах с электрической дугой // Теплофизика и аэромеханика 1995, 2(2), С. 173-187.

319. Даниленко А.А. Экспериментальные и теоретические исследования процессов плазменной газификации углеродсодержащих технологенных отходов / Автореф. дис. канд. техн. наук (01.04.14). Новосибирск, 2012.-21 с.

320. Jenkins S.D. Conversion technologies // WMW Markets, Policy, Finance. Nov. 02,2005.

321. Menendez J.A., Dominguez A., Inguanzo M., Pis J.J. Microwave-induced drying, pyrolysis and gasification (MWDPG) of sewage sludge: vitrification of the solid residue // J. Anal. App. Pyrolysis, 2005, 74, P. 406-412.

322. US Pat. No. 6398921. Process and system for wastewater solids gasification and vitrification. 06/04/2002.

323. Paisleya M.A. et al., 2001. Ferco Silvagas Biomasss Gasification Process. Proc. of ASME Turbo Expo 2001, June 4-7, 2001 New Orleans, Louisiana, USA.

324. Кейко A.B. Системные исследования свойств и закономерностей развития энергетических технологий, установок и объектов // Сисиетмные исследования в энергетике. Ретроспектива научных направлений СЭИ-ИСЭМ. Новосибирск: Наука, 2010. - 610 с.

325. Перепелица A.JI. Пирогенетическое окускование углей Иркутского бассейна. М.: Изд-во АН СССР, 1963.

326. Henriksen U. et al. The design, construction and operation of a 75kW two-stage gasifier // Energy, 2006, Vol. 31, No. 10-11,2006. P. 1542-1553.

327. Дигонский C.B., Тен B.B. Неизвестный водород. СПб.: Наука, 2006. -292 с.

328. Законы горения / Под ред. Ю.В.Полежаева. М.: Энергомаш, 2006. -352 с.

329. Головина Е.С. Исследование гетерогенного горения и газификации углерода и твердых топлив: Обзор // Физ. горения и взрыва, 2002, 38(4), С. 25-34.

330. Hobbs M.L., Radulovich Р.Т., Smoot L.D. Combustion and gasification of coals in fixed beds // Progress in Energy and Combustion Science, 1993,19, P. 505-586.

331. Solomon P.R., Serio M.A., Suuberg E.M. Coal pyrolysis: experiments, kinetic rates and mechanisms // Progress in Energy and Combustion Science, 1992, 18(2), P. 133-220.

332. Hanson S., Patrick J.W., Walker A. The effect of coal particle size on pyrolysis and steam gasification // Fuel, 2002, 81, P. 531-537.

333. Кинетика тепловыделения при низкотемпературном пиролизе пористых горючих материалов и их окислении кислородом воздуха / Рубцов Ю.И., Казаков А.И., Рафеев В.А. и др. // Материалы XI симпозиума "Современная химическая физика". Туапсе, 1999. - С. 24-25.

334. Бойко Е.А., Пачковский С.В., Дидичин Д.Г. Экспериментально-расчетная методика оценки кинетических процессов термохимического превращения твердых органических топлив // Физика горения и взрыва, 2005,41(1), С. 55-65.

335. Бойко Е.А., Дидичин Д.Г., Шишмарев П.В. Кинетика термохимических превращений углей Канско-Ачинского бассейна // Химия твердого топлива, 2004, 3, С. 3-12.

336. Бойко Е.А. Комплексный термический анализ твердых органических топлив. Красноярск: КГТУ, 2006. - 407 с.

337. Moilanen A. Thermogravimetric characterisations of biomass and waste for gasification processes / VTT Technical Research Centre of Findland, Publication No. 607. Espoo: VTT, 2006. - 196 p.

338. Klose W., Wolki M. On the intrinsic reaction rate of biomass char gasification with carbon dioxide and steam // Fuel, 2005, 84(7-8), P. 885-892.

339. Cetin E., Moghtaderi В., Gupta R., Wall T.F. Biomass gasification kinetics: Influences of pressure and char structure // Combustion Science and Technology, 2005, 177(4), P. 765-791.

340. Souza-Santos M.L. Solid fuels combustion and gasification. Modeling, simulation, and equipment operation. New York, Marcel Dekker, Inc., 2004. -439 p.

341. Ассовский И.Г. Физика горения и внутренняя баллистика / Под ред. А.М.Липанова. М.: Наука, 2005. - 357 с.

342. Алемасов В.Е., Дрегалин А.Ф., Крюков В.Г., Наумов В.И. Математическое моделирование высокотемпературных процессов в энергосиловых установках. М.: Наука, 1989. - 256 с.

343. Porada S. The reactions of formation of selected gas products during coal pyrolysis // Fuel, 2004, 83(9), P. 1191-1196.

344. Jarungthammachote S., Dutta A. Thermodynamic equilibrium model and second law analysis of a downdraft waste gasifier // Energy, 2007, 32(9), P. 1660-1669.

345. Li X., Grace J.R., Watkinson A.P. et al. Equilibrium modeling of gasification: a free energy minimization approach and its application to a circulating fluidized bed coal gasifier // Fuel, 2001, 80(2), P. 195-207.

346. Jand N., Brandani V., Foscolo P.U. Thermodynamic limits and actual product yields and compositions in biomass gasification processes // Ind. Eng. Chem. Res., 2006,45(2), P. 834-843.

347. Gao N., Li A. Modeling and simulation of combined pyrolysis and reduction zone for a downdraft biomass gasifier // Energy Conversion and Management, 2008, Vol. 49, P. 3483-3490.

348. Koroneos C., Lykidou S. Equilibrium modeling for a downdraft biomass gasifier for cotton stalks biomass in comparison with experimental data // J. of Chem. Eng. and Materials Sci., 2011, Vol. 2, No. 4, P. 61-68.

349. Ratnadhariya J.K., Channiwala S.A. Three zone equilibrium and kinetic free modeling of biomass gasifier a novel approach // Renewable Energy, 2009, Vol. 34, P. 1050-1058.

350. Baratieri M., Baggio P., Fiori L., Grigiante M. Biomass as an energy source: thermodynamic constraints on the performance of the conversion process // Bioresource Technol., 2008, Vol. 99, P. 7063-7073.

351. Каганович Б.М., Филиппов С.П. Равновесная термодинамика и математическое программирование. Новосибирск: Наука, 1995. - 236 с.

352. Горбань А.Н., Каганович Б.М., Филиппов С.П. Термодинамические равновесия и экстремумы. Анализ областей достижимости и частичных равновесий в физико-химических и технических системах. Новосибирск: Наука, 2001.-296 с.

353. Каганович Б.М., Кейко А.В., Шаманский В.А., Ширкалин И.А. Описание неравновесных процессов в энергетических задачах методами равновесной термодинамики // Изв. РАН. Энергетика. 2006. - № 3. - С. 64-75.

354. Использование моделей осуществимости равновесий в анализе эффективности газотурбинных технологий в малой энергетике / Каганович Б.М., Кейко А.В., Шаманский В.А., Ширкалин И.А. / Препринт № 5 ИСЭМ СО РАН. Иркутск, 2005. - 59 с.

355. Jangsawang W., Klimanek A., Gupta А.К. Enhanced yield of hydrogen from wastes using high temperature steam gasification // J. Energy Resources and Technol., 2006,128(3), P. 179-185.

356. Козлов A.H., Кейко A.B. Применение термического анализа для определения технических характеристик твердого топлива // Тр. Междунар. науч.-практ. конф. «Актуальные проблемы энергетики», Екатеринбург, 21-23 ноября 2007 г. Екатеринбург, 2007.

357. Шишаков Н.В. Основы производства горючих газов. М.-Л.: Госэнергоиздат, 1948.-479 с.

358. Федосеев С.Д., Чернышев А.Б. Полукоксование и газификация топлива.- М.: Гостоптехиздат, 1960. 326 с.

359. Михеев В.П. Газовое топливо и его сжигание. Л.: Недра, 1966. - 327 с.

360. Гордон Л.В., Скворцов С.О., Лисов В.И. Технология и оборудование лесохимических производств / 5-е изд. М.: Лесная промышленность, 1988 - 360 с.

361. Гинзбург Д.Б. Газификация топлива и газогенераторные установки. М.-Л.: Гизлегпром, 1938. - 604 с.

362. Qin Y., Huang Н., Wu Z. et al. Characterization of tar from sawdust gasified in the pressurized fluidized bed // Biomass and Bioenergy, 2007, 31(4), P. 243249.

363. Доброхотов H.H. Расчет газогенераторов и газогенераторного процесса.- Петроград: ВСНХ, 1922. 33 с.

364. Nunn T.R., Howard J.B., Longwell J.P., Peters W.A. Product composition and kinetics in the rapid pyrolysis of sweet gum hardwood // Industrial Eng. and Chem. Process Design Development, 1985, 24(3), P. 836-844.

365. Химия и переработка угля / В.Г.Липович, Г.А.Калабин, И.В.Калечиц и др. М.: Химия, 1988. - 336 с.

366. Кейко А.В., Ширкалин И.А., Филиппов С.П. Вычислительные инструменты для термодинамического анализа / Препринт № 9 ИСЭМ СО РАН. Иркутск, 1999. - 47 с.

367. Каганович Б.М., Кейко А.В., Шаманский В.А. Равновесное термодинамическое моделирование диссипативных макроскопических систем. Иркутск: ИСЭМ СО РАН, 2007. - 76 с.

368. Каганович Б.М., Меренков А.П., Балышев О.А. Элементы теории гетерогенных гидравлических цепей / Под ред. А.П.Меренкова. -Новосибирск: Наука, 1997. 120 с.

369. Keiko A.V., Svishchev D.A., Kozlov A.N. et al. Modelling a solid-fuel stages gasification process // Proc. of 11th Int. Conf. on Sustainable Energy Technologies (SET-2012), Sept. 2-5,2012, Vancouver, Canada. 12 P.

370. Keiko A.V., Svishchev D.A., Kozlov A.N., Shirkalin I.A. Alternative Modes of Low-Grade Solid Fuel Gasification for Small Scale Applications // Proc. of 5th Int. conf. Sustainable Energy Technologies, Italy, 2006. P. 525-531.

371. Keiko A.V., Sviscshev D.A., Kozlov A.N., Donskoy I.G.Studying the Controllability of Processes for Thermochemical Conversion of Solid Fuel in a Bed // Thermal Engineering, 2012, Vol. 59, No. 4, P. 302-309.

372. Виленский П.Л., Лившиц B.H., Смоляк C.A. Оценка эффективности инвестиционных проектов. Теория и практика. М.: "Дело", 2001. - 845 с.

373. Развитие энергетических технологий в XXI веке // Энергетика XXI века: Условия развития, технологии, прогнозы / Л.С. Беляев, А.В. Лагерев, В.В. Посекалин и др.; Отв. ред. Н.И. Воропай. Новосибирск: Наука, 2004. -386 с.

374. Парижская конвенция по охране промышленной собственности от 20 марта 1883 г.

375. Инновационные приоритеты государства / Под ред. АА.Дынкина, Н.И.Ивановой. М.: Наука, 2005. - 275 с.

376. Симонов Н.С. Военно-промышленный комплекс СССР в 1920-1950-е годы: темпы экономического роста, структура, организация производства и управление. М.: РОССПЭН, 1996. - 336 с.

377. Ковальчук А.Б. Методическая концепция разработки Комплексного прогноза НТП в энергетике на период до 2015 г. // Системные оценки эффективности и выбор направлений научно-технического прогресса в энергетике. Иркутск: СЭИ СО АН СССР, 1990. - С. 19-27.

378. Анализ перспектив технологического развития ключевых секторов российской экономики в рамках формирования научно-технологического Форсайта / Отчет о НИР Межведомственного аналитического центра по госконтракту № 02.511.11.1002 от 04.04.2007. М., 2008.

379. Соколов A.B. Форсайт: взгляд в будущее // Форсайт, 2007, № 1, С. 8-15.

380. Dalkey N.C., Helmer-Hirschberg О. An experimental application of the Delphi method to the use of experts. RAND Report RM-727-PR, 1962.

381. Концепция долгосрочного прогноза научно-технологического развития Российской Федерации на период до 2025 года. Одобрена Межведомственной комиссией по научно-инновационной политике при МОН РФ, Протокол от 27.12.2006 № 3.

382. Долгосрочный прогноз научно-технологического развития Российской Федерации (до 2025 года). Проект. М., 2008. - 606 с.

383. Волчкова Н. Сага о форсайте // Поиск, 12 декабря 2008 г., С. 3-4.

384. Кейко A.B. Правовая охрана результатов интеллектуальной научно-технической деятельности / Дипл. работа по спец-ти «Юриспруденция». Сибирский институт права, экономики и управления. Иркутск, 2007. -103 с.

385. Кейко A.B., Ермаков М.В. Институциональные ограничения при модернизации объектов в малом коммунальном теплоснабжении // Тр. Всерос. конф. «Энергетика России в XXI веке». Иркутск, 30 августа-3 сентября 2010 г. 8 с.

386. Беляев Л.С., Подковальников C.B. Рынок в электроэнергетике: проблемы развития генерирующих мощностей. Новосибирск: Наука, 2004.-220 с.