ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Наименование инновационного проекта

«Разработка и создание модульной газогенераторной электростанции электрической мощностью 60 кВт»

Рекомендуемая область пременения

Районы, удаленные от поставщиков электроэнергии (ГЭС, ТЭЦ, линий электропередач) и имеющие лесные ресурсы.
Отрасли-потребители: сельское хозяйство, лесная промышленность, лесное хозяйство, геология, туристический бизнес.

Назначение, цели и задачи проекта

Основное назначение и цель проекта: 

- внедрение передвижных газогенераторных электростанций на твердом органическом топливе мощностью 60 кВт и более для автономного энергоснабжения отдельных поселков и предприятий.

Задача проекта:

 - создание установки на древесных отходах (торфе) с улучшенными эксплуатационными характеристиками, а также автоматизированной системой управления процессом генерирования, подачи топлива и удаления золы.

Краткое описание заменяемого процесса или решаемой проблемы

В России  в настоящее время не существует серийного производства малых газогенераторных электростанций на твердом топливе.

Необходимо создание мобильной установки, адаптированной для работы в эестримальных полевых условиях. За рубежом выпуском подобных установок занимается компания FlexTechnologies, Inc.

Краткое описание предлагаемого технологического процесса

Проект основывается на имеющихся у его авторов научных разработках по газификации древесины и технологии очистки генераторного газа.

Исследовательская работа технологического, материаловедческого и физико-химического характера с целью создания газогенераторов и эффективных систем очистки проводится инициативно в  лаборатории плазмохимии и проблем материаловедения ИХХТ СО РАН при финансовой поддержке ООО «Новая техника и технологии», на средства которой  была создана газопоршневая электростанция электрической мощностью 11 кВт (см. рис).

Рис. Газопоршневая электростанция электрической мощностью 11 кВт

В лаборатории разработана программа для термодинамических расчетов, необходимых для оптимизации режима газификации древесины. Исследования ведутся на протяжении 4-х лет в двух направлениях:

- создание газогенераторов для производства тепловой и электрической энергии;

- создание газогенераторов для  получения восстановительного газа (СО + Н₂) для металлургических процессов (новая технология производства титана, титановых сплавов и алюминия).

На базовой модели газогенератора имеется возможность отработки новых технологических решений. В Институте имеется необходимое оборудование для измерения параметров генераторного газа и контроля режимов работы газогенератора, а так же металлообрабатывающее производство для несерийного изготовления отдельных узлов газогенераторной электростанции по проекту.

Для проведения испытаний, монтажа оборудования в контейнере имеются производственные помещения, оснащенные кран-балкой грузоподъемностью три тонны. Помещения площадью более 500 кв. м арендует ООО «Новая техника и технологии», директором которого является автор проекта.

Совместно с московским представительством компании FlexTechnologies авторами настоящего проекта разработано технико-экономическое обоснование строительства газогенераторной электростанции 300 кВт по заказу ОАО «Якутскэнерго».

Этапы выполнения работ:

1.     Проектирование и изготовление газогенератора для выработки 240 кубометров в час генераторного газа.

2.     Автоматизация газогенераторной электростанции.

3.     Разработка сушильной камеры встроенной в контейнер.

4.     Разработка системы топливоподачи.

5.     Разработка системы очистки газа.

6.     Подготовка газопоршневого двигателя и электрогенератора совместно с производителем.

7.     Патентование газогенераторов и систем очистки и электростанции.

8.     Проведение испытаний в на базе предприятия и полевых испытаний.

9.     Создание рабочей документации на ГГЭС-60 кВт.

10.Маркетинговые исследования рынка на электростанции, работающие на древесных отходах с целью подготовки малосерийного производства объемом.

Технико-экономическое обоснование применения инновационной технологии

При малосерийном производстве порядка 10 единиц в год себестоимость газогенераторной электростанции уменьшится до 1,5 млн. руб. При реализации по цене 1,8 млн. руб. 10 электростанций в год прибыль составит 3 млн. руб.

Полученную прибыль планируется использовать на разработку более мощных модулей, необходимых для обеспечения тепловой и электрической энергией удаленных поселков.

Ниже приведены данные расчета в программе Project-Expert окупаемости вложенных средств (в предположении их возвратности за период 5 лет) при незначительном объеме производства (дисконт 10%):

Планируемый объём поставок

Стратегия и тактика вывода разработанного продукта или услуги на рынок

В связи с неизбежным ростом цен на дизельное топливо и увеличением себестоимости электрической энергии на дизельных электростанциях до 15-25 руб. за 1 кВт-ч разумно ожидать увеличение спроса на мобильные газогенераторные установки, работающие на местном твердом органическом топливе (древесные отходы, торф, уголь).

Исходя из этого, возможность продолжения работ после создания опытной мобильной ГГЭС-60 кВт связана с переходом на  малосерийный выпуск данных установок и более мощных модификаций на 75 и 135 кВт  на базе отечественных  двигателей ЯМЗ-238 и ЯМЗ-24.

При этом исследовательская часть проекта должна быть нацелена на повышение надежности и к.п.д. установок, а так же снижение затрат на их ремонт и эксплуатацию.

Оценка требуемых финансовых затрат

Средняя норма рентабельности 56,55 %, внутренняя норма рентабельности 56,71 %, модифицированная внутренняя норма рентабельности 28,98 %, чистый приведенный доход 2 873 716 рублей.

Технико-экономические показатели трудо-энерго-природосбережения нового процесса

Трудосбережение

Снижение трудозатрат  на 35%;

Энергосбережение

Снижение стоимости  эл/энергии в сравнении с дизельными эл/станциями  в 2 раза;

Природосбережение

Утилизация отходов – 100%

Новые потребительские свойства продукции

Преимущества газогенераторных электростанций:
• использование вторичного сырья и отходов лесопильного производства
• Низкая стоимость из-за применения новых материалов
• Меньшая стоимость проекта
• Простота доставки и монтажа
• Нет вредного воздействия на природу
В сравнении с дизельными электростанциями – существенно меньшая стои-мость электроэнергии.

Качественные характеристики, предъявляемые к сырью и материалам

Продукция соответствует государственным стандартам.

Стадия и уровень разработки

В настоящее время разработан ряд моделей газогенераторов и систем очи-стки генераторного и выхлопного газа. Так, например, в качестве теплоизолятора используется пеносиликат, разработанный в Красноярском научном центре, обла-дающий уникальными свойствами: температура плавления 1600?С, теплопровод-ность 0,035 Вт/мК.

Предлагаемые инвестиции

2,5 млн. руб.
Этапы:
2007 г.
1. Изготовление недостающего оборудования.
2. Проведение испытаний, оптимизация режимов работы газогенератора и сис-темы очистки газа на базе действующей электростанции 11 кВт.
3. Создание рабочей документации ГГЭС-60 кВт;
4. Изготовление газогенератора и системы очистки газа на 240 нм3/час
5. Приобретение рубительной машины, изготовление сушильной камеры; сис-темы топливоподачи и контейнера;

Этапы:
2008 г.
1. Приобретение электрогенераторной установки ГПЭА-60;
2. Приобретение КИП и средств автоматизации;
3. Сборка модульной электростанции и проведение испытаний;
4. Патентование всех разработок;
5. Проведение маркетинговых исследований, реклама мобильной ГГЭС-60 кВт.

Рынки сбыта

Потенциальные покупатели – удаленные от централизованного электро-снабжения предприятия различных форм собственности,
фермерские хозяйства, частные предприниматели в удаленных районах, администрации территорий
Одним из основных потребителей модульных газогенераторных электро-станций могут стать малые удаленные поселки, геологические партии, удаленные объекты на период строительства и дальнейшей эксплуатации, лесозаготовитель-ные участки и лесопильные производства, оснащенные лесопильными комплек-сами, способными работать в условиях лесосеки при температуре до – 35 ?С. К таким комплексам относятся:
- двухдисковая пилорама «Барс», производство НПО «Барс» г. Челябинск;
- ленточная пилорама «Пилаус», Чешского производства;
- дисковая пилорама «Гризли», совместное российско-американское производ-ство;
Мобильные электростанции могут быть использованы для резервного энерго-снабжения поселков, объектов социальной инфраструктуры, воинских частей и пр.
Кроме того, такого рода модули могут использованы:
- при локализации аварий и катастроф в ненаселенных и труднодоступных районах

Возможность и эффективность импортозамещения

Предлагаемый автономный источник энергоснабжения полностью адапти-рован к Российским условиям эксплуатации, по количественным и качественным показателям не имеет аналогов в мировой практике.

Возможность выхода на мировой рынок

Технологии газификации вторичного сырья известны за рубежом. Исполь-зование новых материалов дает возможность улучшить эксплуатационные харак-теристики газогенераторов по сравнению с их зарубежными аналогами, а также значительно снизить затраты на их изготовление и эксплуатацию, что позволит успешно конкурировать с за рубежными конструкциями и производителями.

Срок окупаемости (в месяцах)

35

Дата поступления материала

31.05.2007