Заслухавши та обговоривши доповідь члена-кореспондента НАН України А.А.Халатова "Про стан та проблеми розвитку промислового газотурбобудування в Україні", Президія НАН України відзначає, що газові турбіни є одним із важливих елементів інфраструктури електрогенеруючого устаткування і механічного приводу, а Україна входить у десятку провідних країн світу, що мають повний цикл розробки і виробництва промислових газових турбін, авіаційних і суднових двигунів цивільного й оборонного призначення.

Разом з тим у газотранспортній системі України накопичилися серйозні проблеми. Понад 70% газоперекачувальних агрегатів з газотурбінним приводом практично виробили свій ресурс і експлуатуються з низьким (до 25...27%) ККД, що призводить до невиправдано високих витрат природного газу.

Протягом 2009-2015 рр. необхідно замінити 200 застарілих і фізично зношених газотурбінних двигунів. Модернізація газотранспортної системи України здійснюється головним чином за рахунок газових турбін виробництва Науково-виробничого комплексу газотурбобудування "Зоря"-"Машпроект" (Миколаїв), ДП "Івченко-Прогрес", ВАТ "Мотор-Січ" (Запоріжжя) та ВАТ Сумське науково-виробниче об'єднання ім.М.В.Фрунзе. Газові турбіни простого циклу цих підприємств близькі за економічністю до зарубіжних (їх ККД досягає 36% у діапазоні потужностей 10-25 МВт), але сьогодні цього вже недостатньо. Потрібно підвищити економічність газотурбінних двигунів до 38-41% у діапазоні потужностей від 6 МВт до 25 МВт, що можна одержати за рахунок використання складних термодинамічних циклів.

На виконання постанови Президії НАН України від 23.01.08 N 21 вчені НАН України спільно з фахівцями машинобудівних підприємств розробили проект Концепції створення газотурбінних двигунів нового покоління, в якій розглянуті основні шляхи розвитку промислового газотурбобудування для газотранспортної системи України. Головним напрямом розробки нового покоління українських газотурбінних двигунів визнано використання регенеративного циклу. Відзначено, що в окремих випадках у газопроводах-відгалуженнях малого діаметру газотранспортної системи України можливе використання газопоршневих двигунів малої потужності (1,0...2,0 МВт), а в районах з надлишковим виробництвом електроенергії можливе використання альтернативного електричного приводу.

Для створення високоефективних газових турбін для газотранспортної системи та енергетики України необхідно вирішити ряд важливих фундаментальних проблем у галузі матеріалознавства, електрозварювання, термодинаміки і термогазодинаміки, теорії вібрацій і міцності конструкцій, поверхонь теплообміну зі зниженим гідравлічним опором, систем охолоджування лопаток газових турбін, екологічно чистих технологій спалювання палива і створення малотоксичних камер згорання, комп'ютерного проектування проточної частини газових турбін, оптимізації і системного проектування складних технічних систем.

Президія НАН України

1. Доповідь члена-кореспондента НАН України А.А.Халатова "Про стан та проблеми розвитку промислового газотурбобудування в Україні" взяти до відома.

2. Схвалити в основному проект Концепції Державної цільової науково-технічної програми створення газотурбінних двигунів нового покоління на період 2011-2014 років, яка підготовлена Комісією з промислових газових турбін і електроприводів при Відділенні фізико-технічних проблем енергетики НАН України (додається).

3. Комісії з промислових газових турбін і електроприводів при Відділенні фізико-технічних проблем енергетики НАН України (член-кореспондент НАН України А.А.Халатов):

3.1. Відповідно до Порядку розроблення та виконання державних цільових програм, затвердженого постановою Кабінету Міністрів України від 31.01.07 N 106, у місячний термін доопрацювати проект концепції зазначеної програми з урахуванням зауважень і пропозицій, висловлених на засіданні Президії НАН України, і направити його на погодження до міністерств і відомств, а також забезпечити його оприлюднення та громадське обговорення.

3.2. Разом з Науково-організаційним відділом Президії НАН України в двомісячний термін узагальнити висновки та пропозиції міністерств і відомств, підготувати для подання в установленому порядку проект розпорядження Кабінету Міністрів України про затвердження зазначеної концепції.

4. Взяти до відома, що у 2010 році НАН України та Науково-виробничим комплексом газотурбобудування "Зоря"-"Машпроект" підписано рамкову угоду про співробітництво, де передбачено створення нових матеріалів, жаростійких сплавів та покриттів, нових технологій спалювання та відповідного обладнання.

Доручити Комісії з промислових газових турбін і електроприводів при Відділенні фізико-технічних проблем енергетики НАН України до кінця 2010 року скласти перспективний план розвитку фундаментальних та прикладних досліджень, пов'язаних з іншими аспектами розробки промислових газових турбін нової генерації.

5. Академіку НАН України К.А.Ющенку підготувати пропозиції щодо створення Науково-технічної ради з проблем промислового газотурбобудування.

6. Контроль за виконанням цієї постанови покласти на Відділення фізико-технічних проблем енергетики НАН України.

Цією концепцією визначаються основні засади, етапи розроблення та реалізація Державної цільової науково-технічної програми створення промислових газотурбінних двигунів нового покоління на період 2011-2014 роки (далі Програма), яка повинна забезпечити часткове досягнення основної мети Енергетичної стратегії України на період до 2030 року, а саме - підвищення рівня енергетичної безпеки держави.

Досягнення зазначеної мети забезпечується реалізацією державної політики у сфері енергозбереження та енергоефективності, забезпечення сталого зниження енергоємності ВВП та споживання енергетичних ресурсів.

Основною проблемою економіки України на даний час є дефіцит нафти і газу та постійне зростання цін на них, а також висока енергоємність ВВП. Енергоємність ВВП за даними Міжнародного енергетичного агентства (Key World Energy Statistics, IEA, 2006) складає 0,546 кг нафтового еквіваленту на 1 дол.США, що в 2,5 рази перевищує середній рівень енергоємності ВВП розвинутих країн світу (Данія 0,13 кг н.е./дол.США; США - 0,22; Росія - 0,49). Згідно Енергетичної стратегії України, у 2030 році прогнозується знизити енергоємність ВВП до 0,24 кг н.е./дол.США за рахунок реалізації потенціалу енергоефективності та енергозбереження. Проблеми неефективного використання енергоресурсів мають місце у всіх секторах економіки країни і в першу чергу в паливно-енергетичному комплексі при виробництві, транспортуванні та споживанні енергії.

Газотранспортна система України є одним з головних надбань держави. Вона є однією з найбільших в Європі: на 81 компресорних станціях (КС) ДК "Укртрансгаз" і ДК "Укргазвидобування" встановлено 765 газоперекачувальних агрегатів (ГПА) з загальною потужністю 5,564 млн.кВт. На КС застосовуються газомотокомпресори, газоперекачувальні агрегати з електроприводом та газотурбінними двигунами. Газотурбінні ГПА простого циклу в кількості 455 одиниць з встановленою потужністю більше 4,6 млн.кВт становлять більше 82% від загальної потужності всіх встановлених ГПА.

Біля 80% газотурбінних ГПА України є фізично зношеними та морально застарілими. На українській ділянці газопроводу "Союз" на 12 КС встановлено 84 ГПА типу ГТК-10И з газовими турбінами MS-3142, фактичний ККД яких становить 25%, тоді як сучасні закордонні газотурбінні двигуни (ГТД) мають ККД на рівні 35...38%. Фактичний ККД ГТК-10 і ГТД НК-12СТ становить 18...23%. Агрегати ГТК-10И працюють з 1978 року і на сьогодні 80% з них виробили свій ресурс. Окремі агрегати напрацювали по 150-160 тис. годин при ресурсі 100000 годин. За іншим типами газотурбінних ГПА становище таке ж саме, або ще гірше.

Для підтримання працездатності та підвищення надійності роботи газотранспортної системі України та зменшення витрат паливного газу потрібна заміна застарілих та фізично зношених ГТД ГПА більш швидкими темпами ніж їх фізичне спрацювання. Для цього необхідно в період з 2009 р. до 2016 р. замінити 204 одиниці ГТД (23 - в 2009 р; 25 - в 2010 р.; 26 - в 2011 р.; 28 - в 2012 р.; 29 - в 2013 р; 26 - в 2014 р.; 27 - в 2015 р.; 20 - в 2016 р.).

Внаслідок неефективного споживання паливного газу морально застарілими та фізично зношеними газоперекачувальними агрегатами з газовими турбінами які мають фактичний ККД на рівні 18...25%, витрати паливного газу на технологічні потреби в газотранспортній системі невиправдано високі і в 2006 р. склали 4,9 млрд.куб.нм.

Проблеми зниження високої енергоємності газотранспортної системи України та надійності її роботі має бути вирішено реалізацією "Програми реконструкції КС ДК "Укртрансгаз" на 2006-2016 роки" завдяки заміни морально застарілих та фізично зношених газоперекачувальних агрегатів на ГПА промисловими газотурбінними двигунами нового покоління.

Причини експлуатації застарілих ГПА, які виробили свій ресурс (100000 годин), а деякі напрацювали вже 155-166 тис. годин (КС "Новопсков" газопроводу "Союз"), це - недостатнє фінансування "Програм реконструкції КС ДК "Укртрансгаз". Щорічно ці програми фінансувались на 10...15%. Це відставання накопичилось з 1995 р., а саме - з часу розробки першої Програми реконструкції КС ДК "Укртрансгаз". Конвертовані газотурбінні двигуни авіаційного і корабельного типу, які встановлено на КС, мають недостатній рівень надійності через неоптимальність їх конструкції для наземного використання. Подальша експлуатація фізично зношених ГПА може призвести до обвальної деградації газотранспортної системи України, яка знищить її спроможність надійно забезпечувати транспортування газу на внутрішні потреби та транзит газу в інші країни. Слід мати на увазі, що в Україні на сьогодні відсутнє виробництво сучасних високоефективних газотурбінних двигунів промислового типу для газової промисловості та енергетики.

Метою програми є підвищення рівня енергетичної безпеки України та збереження і подальшого підвищення надійності та працеспроможності її газотранспортної мережі шляхом зниження енергоємності ВВП внаслідок реконструкції газоперекачувальних агрегатів газотранспортної системи України, завдяки впровадженням промислових газотурбінних двигунів нового покоління потужністю від 6 до 25 МВт з ККД не менше 41%, що дозволить значно зменшити витрати паливного газу на компресорних станціях магістральних газопроводів та підземних сховищ газу, а також підвищити надійність роботи ГПА, КС і газотранспортної системи в цілому.