У параўнанні з краінамі Еўропы, дзе на аб'екты размеркаванай генерацыі прыпадае сёння амаль 30 працэнтаў усёй выпрацоўкі, у Расіі па розных ацэнках доля размеркаванай энергетыкі складае сёння не больш як 5-10 працэнтаў. Пагаворым аб тым, ці ёсць шанцы ў расійскай дагнаць сусветныя трэнды, а ў спажыўцоў - матывацыя рухацца ў бок незалежнага энергазабеспячэння.
Акрамя лічбаў. Знайдзі адрозненні
Адрозненні паміж сістэмай размеркаванай генерацыі электраэнергіі ў Расіі і Еўропе на сёння не зводзяцца да лічбаў - у сутнасці гэта зусім розныя мадэлі як па структуры, так і з эканамічнага пункту гледжання. Развіццё размеркаванай генерацыі ў нашай краіне мела матывы, крыху адрозныя ад тых, што сталі асноўнай рухаючай сілай падобнага працэсу ў Еўропе, якая імкнулася кампенсаваць недахоп традыцыйных відаў паліва шляхам уключэння ў энергабаланс альтэрнатыўных крыніц энергіі (у тым ліку другасных энергарэсурсаў). У Расіі ж пытанне зніжэння затрат на куплю энергарэсурсаў для спажыўцоў ва ўмовах планавай эканомікі і цэнтралізаванага тарыфаўтварэння працяглы час меў значна меншую актуальнасць, таму аб уласнай электрагенерацыі задумваліся ў асноўным у тых выпадках, калі прадпрыемства з'яўлялася асабліва буйным спажыўцом энергіі і з прычыны сваёй аддаленасці мела цяжкасці. з падключэннем да сетак.
Па мерках размеркаванай энергетыкі, аб'екты ўласнай генерацыі мелі даволі высокую магутнасць - ад 10 да 500 МВт (і нават вышэй) - у залежнасці ад патрэб вытворчасці і з мэтай забеспячэння бліжэйшых населеных пунктаў электраэнергіяй і цяплом. Паколькі перадача цяпла на адлегласці заўсёды спалучана са значнымі стратамі, ішло актыўнае будаўніцтва вадагрэйных кацельняў для ўласных патрэб прадпрыемстваў і гарадоў. Акрамя таго, уласныя энергакрыніцы - няхай гэта будзе ЦЭЦ або кацельні, будаваліся на газе, мазуце або вугалі, а тэхналогіі ВИЭ(аднаўляльных крыніц энергіі), за выключэннем гідраэлектрастанцый, і ВЭР (другасныя энергарэсурсы) ужываліся ў адзінкавых выпадках. Цяпер карціна мяняецца: паступова з'яўляюцца аб'екты малой электрагенерацыі, і ў энергетычны баланс, няхай і ў меншай ступені, залучаюцца альтэрнатыўныя крыніцы энергіі.
На Захадзе шмат што робіцца для развіцця малой генерацыі, а ў апошні час шырокае распаўсюджванне атрымала канцэпцыя віртуальнай электрастанцыі (ЗЭС). Гэта сістэма, якая аб'ядноўвае большую частку гульцоў рынку электрагенерацыі - вытворцаў (ад дробных генератараў прыватных домаўладанняў да кагенерацыйных станцый) і спажыўцоў (ад жылых дамоў да буйных прамысловых прадпрыемстваў). ЗЭС рэгулюе энергаспажыванне, згладжваючы пікі і пераразмяркоўваючы нагрузкі ў рэжыме рэальнага часу, выкарыстоўваючы ўсе даступныя для гэтага магутнасці сістэмы. Але падобная эвалюцыя немагчымая без стымулявання рынку размеркаванай генерацыі з боку дзяржавы і без адпаведных змен у заканадаўстве.
У Расіі ва ўмовах жорсткай канкурэнцыі і манаполіі цэнтралізаванага электразабеспячэння рэалізацыя лішкаў вырабляемай электраэнергіі ў знешнюю сетку застаецца хоць і развязальнай, але далёка не простай з пункту гледжання арганізацыі і кошту працэсу задачай. Таму цяпер шансы стаць паўнацэнным удзельнікам рынку сярод буйных пастаўшчыкоў у аб'ектаў размеркаванай энергетыкі вельмі малыя.
Тым не менш, развіццё ўласнай генерацыі сёння, безумоўна, у трэндзе. Асноўны фактар яе росту - надзейнасць энергазабеспячэння. Залежнасць ад генерыруючых і сеткавых кампаній павялічвае рызыкі вытворцаў. Большасць буйных аб'ектаў генерацыі ў Расіі былі пабудаваны яшчэ ў часы СССР, і іх самавіты ўзрост дае аб сабе шляхта. Для прамысловага спажыўца спыненне энергазабеспячэння з прычыны аварыі - гэта рызыка спынення вытворчасці і відавочныя страты. Калі жаданню знізіць рызыкі спадарожнічаюць эканамічныя матывы (якія вызначаюцца галоўным чынам тарыфнай палітыкай рэгіянальнага пастаўшчыка) і інвестыцыйныя магчымасці, то ўласная генерацыя апраўдвае сябе на 100%, і ўсё больш прамысловых прадпрыемстваў сёння гатовы (ці разглядаюць для сябе такую магчымасць) ісці па гэтым шляху.
Таму ў размеркаванай электрагенерацыі "для ўласных патрэб" перспектывы развіцця ў Расіі даволі высокія.
Уласная генерацыя. Каму яна выгадная
Эканоміка кожнага праекту строга індывідуальная і вызначаецца мноствам фактараў. Калі паспрабаваць абагульніць максімальна, то ў рэгіёнах з большай канцэнтрацыяй генерыруючых магутнасцей і прамысловых прадпрыемстваў, больш высокімі тарыфамі на электраэнергію і цяпло, уласная электрагенерацыя — аб'ектыўны шанс істотна знізіць затраты на куплю энергарэсурсаў.
Сюды ж трэба аднесці цяжкадаступныя і маланаселеныя рэгіёны са слаба развітой ці ўвогуле адсутнай інфраструктурай электрасетак, дзе, безумоўна, самыя высокія тарыфы на электрычнасць.
У рэгіёнах, дзе менш спажыўцоў і пастаўшчыкоў электраэнергіі, а таксама вялікую долю выпрацоўваемай электраэнергіі складаюць ГЭС, тарыфы прыкметна ніжэйшыя, і эканоміка такіх праектаў у прамысловасці не заўсёды выйгрышная. Аднак для прадпрыемстваў асобных галін, якія маюць магчымасць выкарыстоўваць альтэрнатыўнае паліва, напрыклад, адходы вытворчасці, уласная генерацыя можа быць выдатным рашэннем. Так, на малюнку ніжэй - ЦЭЦ на адходах дрэваапрацоўчага прадпрыемства.
Калі мы гаворым аб генерацыі для камунальных патрэб, грамадскіх будынкаў і аб'ектаў камерцыйнай і сацыяльнай інфраструктуры, то да нядаўняга часу эканоміка падобных праектаў у значнай ступені вызначалася ўзроўнем развіцця энергетычнай інфраструктуры рэгіёна і, у не меншай ступені, коштам тэхналагічнага далучэння спажыўцоў электраэнергіі. З развіццём трыгенерацыйных тэхналогій падобныя абмежаванні фактычна перасталі быць вызначальнымі, а пабочнае ці выпрацоўванае цеплыня ў летні перыяд стала магчыма выкарыстоўваць для патрэб кандыцыянавання, што моцна падвысіла эфектыўнасць энергацэнтраў.
Трыгенерацыя: электраэнергія, цяпло і холад для аб'екта
Трыгенерацыя - даволі самастойны кірунак развіцця малой энергетыкі. Яна адрозніваецца індывідуалізмам, паколькі арыентуецца на задавальненне запатрабаванняў пэўнага аб'екта ў энергарэсурсах.
Самы першы праект з канцэпцыяй трыгенерацыі быў распрацаваны ў 1998 годзе сумеснымі намаганнямі Міністэрства энергетыкі ЗША, нацыянальнай лабараторыяй ORNL і вытворцам АБХМ (абсарцыйна бромісталітыевых халадзільных машын) BROAD і рэалізаваны ў ЗША ў 2001 годзе. Трыгенерацыя заснавана на ўжыванні абсарбцыйных халадзільных машын, якія ў якасці асноўнай крыніцы энергіі выкарыстоўваюць цяпло і дазваляюць выпрацоўваць холад і цяпло ў залежнасці ад запатрабаванняў аб'екта. Пры гэтым ужыванне звычайных катлоў, як у кагенерацыі, у такой схеме не з'яўляецца абавязковай умовай.
Апроч традыцыйных цяпла і электрычнасці трыгенерацыя забяспечвае вытворчасць холаду ў АБХМ (у выглядзе захапленай вады) для тэхналагічных патрэб ці для кандыцыянавання памяшканняў. Працэс вытворчасці электрычнасці так ці інакш адбываецца з вялікімі стратамі цеплавой энергіі (напрыклад, з выхлапнымі газамі генератарных машын).
Уцягванне гэтага цяпла ў працэс атрымання холаду, па-першае, мінімізуе страты, падвышаючы выніковы ККД цыклу, а па-другое, дазваляе знізіць спажыванне электраэнергіі аб'екта ў параўнанні з традыцыйнымі тэхналогіямі выпрацоўкі холаду з ужываннем паракампрэсійных халадзільных машын.
Магчымасць працаваць на розных крыніцах цяпла (гарачая вада, вадзяная пара, якія адыходзяць газы ад генератарных установак, катлоў і печаў, а таксама паліва (прыродны газ, дызельнае паліва і інш.) дазваляе выкарыстоўваць АБХМ на абсалютна розных аб'ектах, задзейнічаўшы менавіта той рэсурс, які ёсць у распараджэнні прадпрыемства.
Так, у прамысловасці можна выкарыстоўваць скідную цеплыню:
А на аб'ектах гарадской гаспадаркі, у камерцыйных і грамадскіх будынках магчымы розныя камбінацыі крыніц цяпла:
Трыгенерацыйны энергацэнтр можна разлічваць і будаваць, зыходзячы з запатрабаванняў у электраэнергіі, а можна абапірацца на холадспажыванне аб'екта. Гледзячы што з названага з'яўляецца вызначальным крытэрам для спажыўца. У першым выпадку ўтылізацыя пабочнага цяпла ў АБХМ можа быць не поўная, а ў другім выпадку можа мець месца абмежаванне па ўласнай генерыруемай электраэнергіі (папаўненне вырабляецца за кошт закупкі электрычнасці з знешняй сеткі).
Дзе выгадная трыгенерацыя
Дыяпазон ужывання тэхналогіі вельмі шырокі: трыгенерацыя можа аднолькава добра ўбудавацца і ў канцэпцыю якой-небудзь грамадскай прасторы (напрыклад, вялікага гандлёвага цэнтра ці будынкі аэрапорта), і ў энергаінфраструктуру прамысловага прадпрыемства. Мэтазгоднасць укаранення такіх праектаў і іх прадукцыйнасць моцна залежаць ад мясцовых умоў як эканамічных, так і кліматычных, а для прамысловых прадпрыемстваў яшчэ і ад кошту прадукцыі.
Першы і найважнейшы крытэр - запатрабаванне ў холадзе. Самае распаўсюджанае яго прымяненне на сённяшні дзень - кандыцыянаванне грамадскіх будынкаў. Гэта могуць быць і бізнес-цэнтры, і адміністрацыйныя будынкі, бальнічныя і гасцінічныя комплексы, спартыўныя аб'екты, гандлёва-забаўляльныя цэнтры і аквапаркі, музеі і выставачныя павільёны, будынкі аэрапортаў - словам, усе аб'екты, дзе адначасова знаходзіцца мноства людзей, дзе для стварэння камфортнага мікраклімату патрабуецца сістэма цэнтральнага кандыцыянавання.
Найбольш апраўдана прымяненне АБХМ для падобных аб'ектаў плошчай ад 20-30 тыс. кв. м (бізнэс-цэнтр сярэдніх памераў) і заканчваючы гіганцкімі аб'ектамі ў некалькі сотняў тысяч квадратных метраў і нават больш (гандлёва-забаўляльныя комплексы і аэрапорты).
Але на такіх аб'ектах павінен быць попыт не толькі на холад і электраэнергію, але і на цеплазабеспячэнне. Прычым цеплазабеспячэнне - гэта не толькі ацяпленне памяшканняў у зімовы час, але і круглагоднае забеспячэнне аб'екта гарачай вадой для патрэб ГВС. Чым больш поўна выкарыстоўваюцца магчымасці трыгенерацыйнага энергацэнтра, тым вышэй яго эфектыўнасць.
Ва ўсім свеце існуе мноства прыкладаў прымянення трыгенерацыі ў гасцінічнай сферы, будаўніцтве і мадэрнізацыі аэрапортаў, адукацыйных установах, дзелавых і адміністрацыйных комплексах, цэнтрах апрацоўкі дадзеных, нямала прыкладаў і ў прамысловасці - тэкстыльнай, металургічнай, харчовай, хімічнай, цэлюлозна-папяровай, машынабудаўнічай і т.д. .п.
У якасці прыкладу прывяду адзін з аб'ектаў, для якога ў кампаніі» распрацоўвалі канцэпцыю трыгенерацыйнага энергацэнтра.
Пры патрэбнасці ў электрычнай энергіі на прамысловым прадпрыемстве каля 4 МВт (якія выпрацоўваюцца двума газапоршневымі ўстаноўкамі (ГПУ)), патрабуецца холадазабеспячэнне на ўзроўні 2,1 МВт.
Холад генеруецца адной абсарбцыйнай бромісталітыевай халадзільнай машынай, якая працуе на выхлапных газах ГПУ. Пры гэтым адна ГПУ цалкам пакрывае 100% патрэбнасці АБХМ у цяпле. Такім чынам, нават пры працы адной ГПУ завод заўсёды забяспечаны неабходнай колькасцю холаду. Акрамя таго, пры выведзеных з працы абедзвюх газапоршневых установак, АБХМ захоўвае здольнасць генераваць цяпло і холад, паколькі мае рэзервовую крыніцу цяпла - прыродны газ.
Трыгенерацыйны энергацэнтр
У залежнасці ад патрэб спажыўца, ад яго катэгорыі і патрабаванняў па рэзерваванні, схема трыгенерацыі (прадстаўлена на малюнку ніжэй) можа быць вельмі складанай і можа ўключаць энергетычныя і вадагрэйныя катлы, катлы-ўтылізатары, паравыя ці газавыя турбіны, паўнавартасную водападрыхтоўку і г.д.
Але для адносна невялікіх аб'ектаў у якасці асноўнай генеравальнай усталёўкі звычайна выступае газавая турбіна ці поршневая ўсталёўка (на газе ці дызелі) параўнальна малой электрычнай магутнасці (1-6 МВт). Яны вырабляюць электраэнергію і пабочнае цяпло выхлапу і гарачай вады, якія ўтылізуюцца ў АБХМ. Гэта мінімальны і дастатковы набор асноўнага абсталявання.
Так, тут не абысціся без дапаможных сістэм: градзірня, помпы, станцыя рэагентнай апрацоўкі абаротнай вады для яе стабілізацыі, сістэма аўтаматызацыі і электрагаспадарка, якое дазваляе выкарыстоўваць электрычнасць, якая генеруецца для ўласных патрэб.
У большасці выпадкаў трыгенерацыйнай цэнтр - гэта асобна стаіць будынак, або блокі кантэйнернага выканання, або камбінацыя гэтых рашэнняў, паколькі патрабаванні па размяшчэнні электра-і цеплагенерыруючага абсталявання некалькі адрозніваюцца.
Электрагенеравальнае абсталяванне досыць стандартызаванае, у адрозненне ад АБХМ, хоць і тэхнічна больш складанае. Тэрміны яго вырабу могуць складаць ад 6 да 12 месяцаў і нават больш.
Сярэдні тэрмін выраба АБХМ - 3-6 месяцаў (у залежнасці ад холодопроизводительности, ад колькасці і тыпаў якія грэюць крыніц).
Як правіла, выраб дапаможнага абсталявання не будзе перавышаць тых жа тэрмінаў, таму агульная працягласць рэалізацыі праекта будаўніцтва трыгенерацыйнага энергацэнтра ў сярэднім складае 1,5 года.
Вынік
Па-першае, трыгенерацыйны цэнтр дазволіць скараціць колькасць пастаўшчыкоў энергіі да аднаго - пастаўшчыка газу. Выключыўшы закупку электраэнергіі і цяпла, можна, перш за ўсё выключыць любыя рызыкі, звязаныя з перабоямі ў энергазабеспячэнні.
Праца на цяпле з выкарыстаннем адносна недарагой "залішняй энергіі" зніжае кошт выпрацоўваемай электраэнергіі і цяпла ў параўнанні з яе пакупкай. А круглагадовая загрузка генерыруючых магутнасцяў па цяпле (узімку для апалу, улетку- для кандыцыянавання і тэхналагічных патрэб) дазваляе забяспечыць максімальную эфектыўнасць. Зразумела, як і для іншых праектаў, асноўная ўмова - распрацоўка правільнай канцэпцыі і яе тэхніка-эканамічнае абгрунтаванне.
З дадатковых плюсаў - экалагічнасць. Выкарыстоўваючы выхлапныя газы для выпрацоўкі карыснай энергіі, мы скарачаем выкіды ў атмасферу. Акрамя таго, у адрозненне ад традыцыйных тэхналогій выпрацоўкі холаду, дзе холадагентамі выступаюць аміяк і фрэоны, АБХМ выкарыстоўвае ў якасці холадагенту ваду, што таксама зводзіць экалагічную нагрузку да мінімуму.
Крыніца: habr.com