А. М. Акаев

В статье представлен комплексный анализ текущего состояния и перспектив развития электроэнергетической отрасли Республики Казахстан. В ходе исследования была изучена структура генерации и потребления электроэнергии в разрезе трех ключевых энергетических зон страны: Северной, Южной и Западной. Авторами установлено, что в 2021 году выработка электроэнергии составила 114 447,9 млрд кВт·ч, однако существенный рост потребления, особенно в Западной (на 7 %) и Южной (на 9 %) зонах, привел к возникновению острого дефицита маневренных мощностей. Впервые за длительный период Казахстан стал нетто-импортером электроэнергии, что подчеркивает критическую необходимость модернизации существующих генерирующих активов. В качестве основного технологического драйвера для решения проблемы дефицита предлагается внедрение парогазовых установок (ПГУ) на базе действующих газотурбинных станций по схеме надстройки (topping). В работе детально обоснованы технические, экономические и экологические преимущества технологии ПГУ. Показано, что переход на комбинированный цикл позволяет повысить электрический коэффициент полезного действия (КПД) станций с текущих 33–45 % до 58–60 %, одновременно значительно снижая удельные выбросы парниковых газов и потребление воды на единицу выработки. Предложенный подход позволяет сократить сроки ввода новых мощностей до 9–12 месяцев, что является стратегически важным фактором для стабилизации энергосистемы страны в условиях растущего промышленного спроса. Ключевые слова: электроэнергетика Казахстана, парогазовая установка, ПГУ, генерация электроэнергии, дефицит мощности, энергоэффективность, комбинированный цикл, модернизация ТЭС.

В статье рассматриваются современные подходы к разработке и оптимизации интеллектуальных систем управления тепловыми сетями с целью повышения энергоэффективности. В условиях роста потребления энергии и усиления требований по сокращению углеродного следа эффективное управление тепловыми сетями становится необходимостью. Для решения этой проблемы предлагается использование инновационных технологий, таких как алгоритмы машинного обучения и анализ больших данных, которые позволяют более точно прогнозировать потребности в тепле и оптимизировать распределение тепловых ресурсов. Целью исследования является разработка интеллектуальной системы управления, способной оптимизировать распределение тепла в тепловых сетях с учетом динамичных изменений потребности в энергии. В статье представлен анализ существующих технологий управления тепловыми сетями, выявлены их недостатки, такие как высокая централизованность управления и недостаточная гибкость в реагировании на изменения потребностей. Методология исследования включает описание архитектуры системы, основанной на интеграции сенсоров, контроллеров и вычислительных мощностей для сбора данных о состоянии сети в реальном времени. Прогнозирование потребления тепла осуществляется с помощью алгоритмов машинного обучения, включая регрессионные модели, нейронные сети и методы временных рядов, что позволяет учитывать различные факторы, влияющие на потребление тепла. Ключевые слова: интеллектуальные системы, управление тепловыми сетями, энергоэффективность, оптимизация процессов, автоматизация, машинное обучение, интернет вещей.

Повышение энергоэффективности является одним из ключевых способов обеспечения перехода техногенной деятельности человека к низкоуглеродной экономике. Тепловая изоляция является эффективной мерой по снижению потерь тепла, что, в свою очередь, способствует сокращению выбросов загрязняющих веществ и парниковых газов. В настоящее время проектирование тепловой изоляции теплотехнического оборудования в Казахстане осуществляется на основе методов, которые изложены в строительных нормах и правилах: МСН 4.02-03-2004 и СП РК 4.02-102-2012. В представленной статье указаны основные принципы применения действующих нормативных методов. В ходе анализа указанных регламентирующих документов было установлено, что для теплотрасс, проложенных под землей, ключевые параметры проектирования задаются суммарно для подающего и обратного трубопровода. В связи с данным обстоятельством не представляется возможным произвести расчет толщины тепловой изоляции для каждого из указанных трубопроводов по отдельности. Это является методологическим недостатком нормативных документов. Для оценки рациональности расчета тепловой изоляции на основе регламентирующих документов в статье рассмотрены конкретные примеры его применения и выполнен анализ на основе чистого приведенного эффекта инвестиций. Материалы, изложенные в данной статье, показывают, что проектирование тепловой изоляции по действующим нормативным документам не обеспечивает выявление оптимальных параметров теплоизоляционного слоя. В связи с этим возникает потребность в необходимости разработки альтернативного подхода для решения данной проблемы. Ключевые слова: нормы проектирования, тепловая изоляция, энергосбережение, тепловые потери, экономическая оценка.

From the uncontrolled proliferation of invasive plants, several challenges for the environment arise. Invasive wetland grasses biomass can be collected for biofuel production, thus offering a sustainable solution for invasive plants’ management and contributing to the renewable energy sector. The straw-like shoot biomass of common reed (Phragmites australis), widespread across temperate and tropical zones, has been examined to assess its potential use for energy purposes. We seek to determine the fuel-energy characteristics of common reed biomass, which are necessary for converting it into energy through combustion. A comprehensive analysis was conducted to determine the physical and chemical properties of biomass according to the ISO standards for solid biofuels. These properties included calorific values, moisture, ash and volatile matter contents, and contents of C, H, N, and major and minor elements, as well as ash melting behaviour. The measured values were also compared to standard limits for different classes of densified biofuels. Based on the results, the net calorific value (15.33 MJ/kg ar) and other parameters met the requirements for the class A quality of non-woody briquettes and pellets. The only parameters which exceeded the class A limits were ash content (7.1% d.b.) and Cl content (0.16% d.b.). The findings of this study are important for the potential utilisation of common reed biomass for bioenergy as a step towards contribution to the Sustainable Development Goals.