En comparació amb els països europeus, on les instal·lacions de generació distribuïda avui representen gairebé el 30% de tota la producció, a Rússia, segons diverses estimacions, la proporció d'energia distribuïda avui no supera el 5-10%. Parlem de si el rus posar-se al dia amb les tendències globals i els consumidors estan motivats per avançar cap a un subministrament d'energia independent.
A més dels números. Troba diferències
Les diferències entre el sistema de generació d'electricitat distribuïda a Rússia i Europa actual no es limiten a les xifres; de fet, es tracta de models completament diferents tant en l'estructura com des del punt de vista econòmic. El desenvolupament de la generació distribuïda al nostre país va tenir motius una mica diferents dels que es van convertir en el principal motor d'un procés semblant a Europa, que pretenia compensar la manca de combustibles tradicionals mitjançant la implicació de fonts d'energia alternatives (incloent els recursos energètics secundaris) en el balanç energètic. A Rússia, la qüestió de reduir el cost de la compra de recursos energètics per als consumidors en una economia planificada i la fixació de tarifes centralitzada durant molt de temps va ser molt menys rellevant, per tant, la gent va pensar en la seva pròpia generació d'electricitat principalment en els casos en què l'empresa era una empresa. particularment gran consumidor d'energia i, per la seva llunyania, tenia dificultats per a la connexió a les xarxes.
Segons els estàndards d'energia distribuïda, les instal·lacions d'autogeneració tenien una capacitat força elevada -de 10 a 500 MW (i fins i tot més)- en funció de les necessitats de producció i per tal de proveir d'electricitat i calor als assentaments propers. Com que la transferència de calor a distàncies sempre s'associa amb pèrdues significatives, hi va haver una construcció activa de calderes d'aigua calenta per a les necessitats pròpies de les empreses i les ciutats. A més, les nostres pròpies fonts d'energia, ja siguin centrals tèrmiques o calderes, es van construir amb gas, fuel o carbó, i tecnologies de fonts d'energia renovables (fonts d'energia renovables), amb l'excepció de les centrals hidroelèctriques i els recursos energètics secundaris. (recursos energètics secundaris) es van utilitzar en casos aïllats. Ara el panorama està canviant: progressivament van apareixent instal·lacions de generació d'energia a petita escala i fonts alternatives d'energia s'estan implicant en el balanç energètic, encara que en menor mesura.
A Occident s'està fent molt per desenvolupar la generació a petita escala, i recentment s'ha generalitzat el concepte de central elèctrica virtual (WPP). Es tracta d'un sistema que uneix la majoria dels actors del mercat de la generació elèctrica: productors (des de petits generadors privats fins a centrals de cogeneració) i consumidors (des d'edificis residencials fins a grans empreses industrials). El parc eòlic regula el consum d'energia, suavitzant pics i redistribuint les càrregues en temps real, utilitzant per a això tota la potència del sistema disponible. Però aquesta evolució és impossible sense l'estimulació del mercat de generació distribuïda per part de l'estat i sense els corresponents canvis legislatius.
A Rússia, en condicions de ferotge competència i el monopoli del subministrament centralitzat d'energia, la venda de l'excés d'electricitat produïda a la xarxa externa continua sent, encara que resoluble, una tasca que dista de ser senzilla des del punt de vista de l'organització i el cost del procés. . Per tant, actualment, les possibilitats que les instal·lacions d'energia distribuïda esdevinguin un participant de ple dret del mercat entre els grans proveïdors són extremadament petites.
No obstant això, el desenvolupament de la generació interna està sens dubte en tendència avui dia. El principal factor del seu creixement és la fiabilitat del subministrament energètic. La dependència de les empreses generadores i de xarxa augmenta els riscos dels productors. La majoria de les instal·lacions de gran generació a Rússia es van construir durant l'època soviètica, i la seva considerable edat es fa notar. Per a un consumidor industrial, una pèrdua de subministrament elèctric a causa d'un accident implica un risc d'aturada de producció i pèrdues evidents. Si el desig de reduir els riscos s'acompanya de motius econòmics (determinats principalment per la política tarifària del proveïdor regional) i oportunitats d'inversió, aleshores la generació interna està justificada al 100% i cada cop més empreses industrials estan preparades (o estan considerant-ho). aquesta oportunitat) per seguir aquest camí.
Per tant, les perspectives de desenvolupament de la generació d'energia distribuïda "per a les pròpies necessitats" a Rússia són força altes.
Generació pròpia. Qui se'n beneficia?
L'economia de cada projecte és estrictament individual i està determinada per molts factors. Si intentem generalitzar el màxim possible, a les regions amb una major concentració de capacitats de generació i empreses industrials, tarifes més altes per a l'electricitat i la calor, la generació pròpia d'electricitat és una oportunitat objectiva per reduir significativament el cost de la compra de recursos energètics.
Això també inclou regions de difícil accés i poc poblades amb una infraestructura de xarxa elèctrica poc desenvolupada o inexistent, on, per descomptat, les tarifes d'electricitat són les més altes.
A les regions on hi ha menys consumidors i proveïdors d'electricitat, i una part més gran de l'electricitat generada prové de les centrals hidroelèctriques, les tarifes són notablement més baixes i l'economia d'aquests projectes a la indústria no sempre és avantatjosa. Tanmateix, per a les empreses de determinades indústries que tenen l'oportunitat d'utilitzar combustibles alternatius, per exemple, els residus industrials, la seva pròpia generació pot ser una solució excel·lent. Així doncs, a la figura següent hi ha una central tèrmica que utilitza residus d'una empresa de processament de fusta.
Si parlem de generació per a necessitats de serveis públics, edificis públics i infraestructures comercials i socials, fins fa poc l'economia d'aquests projectes estava determinada en gran mesura pel nivell de desenvolupament de la infraestructura energètica de la regió i, en no menys mesura, pel cost de connexió tecnològica dels consumidors d'electricitat. Amb el desenvolupament de les tecnologies de trigeneració, aquestes restriccions van deixar de ser determinants, i els subproductes o la calor generada a l'estiu es van poder utilitzar per a les necessitats d'aire condicionat, la qual cosa va augmentar molt l'eficiència dels centres energètics.
Trigeneració: electricitat, calor i fred per a l'objecte
La trigeneració és una direcció força independent en el desenvolupament de l'energia a petita escala. Es distingeix per l'individualisme, ja que està enfocat a satisfer les necessitats d'un objecte concret de recursos energètics.
El primer projecte amb el concepte de trigeneració es va desenvolupar l'any 1998 per un esforç conjunt del Departament d'Energia dels EUA, el laboratori nacional ORNL i el fabricant de màquines de refrigeració d'absorció de bromur de liti BROAD i es va implementar als Estats Units el 2001. La trigeneració es basa en l'ús de màquines frigorífiques d'absorció, que utilitzen la calor com a principal font d'energia i permeten la producció de fred i calor en funció de les necessitats de la instal·lació. Al mateix temps, l'ús de calderes convencionals, com en la cogeneració, no és un requisit previ en aquest esquema.
A més de la calor i l'electricitat tradicionals, la trigeneració assegura la producció de fred a l'ABCM (en forma d'aigua refrigerada) per a necessitats tecnològiques o per a la climatització. El procés de producció d'electricitat d'una manera o altra es produeix amb grans pèrdues d'energia tèrmica (per exemple, amb els gasos d'escapament de les màquines generadores).
Implicar aquesta calor en el procés de producció de fred, en primer lloc, minimitza les pèrdues, augmentant l'eficiència final del cicle, i en segon lloc, permet reduir el consum energètic de la instal·lació respecte a les tecnologies tradicionals de producció de fred amb màquines de refrigeració per compressió de vapor.
La capacitat de treballar amb diverses fonts de calor (aigua calenta, vapor, gasos de combustió de grups electrògens, calderes i forns, així com combustible (gas natural, gasoil, etc.) permet l'ús d'ABHM en instal·lacions completament diferents, utilitzant exactament el recurs que disposa l'empresa.
Així, la calor residual es pot utilitzar a la indústria:
I a les instal·lacions municipals, edificis comercials i públics, són possibles diverses combinacions de fonts de calor:
Un centre energètic de trigeneració es pot calcular i construir en funció de les necessitats d'electricitat, o bé es pot basar en el consum de refrigeració de la instal·lació. Depèn quin dels anteriors és el criteri determinant per al consumidor. En el primer cas, la recuperació de la calor residual a l'ABHM pot no ser completa, i en el segon cas, pot haver-hi una limitació de l'electricitat generada per si mateixa (la reposició es fa comprant electricitat a la xarxa externa).
On és beneficiosa la trigeneració?
El ventall d'aplicació de la tecnologia és molt ampli: la trigeneració es pot integrar igualment bé en el concepte d'algun espai públic (per exemple, un gran centre comercial o edifici d'aeroport) i en la infraestructura energètica d'una empresa industrial. La viabilitat d'implementar aquests projectes i la seva productivitat depenen molt de les condicions locals, tant econòmiques com climàtiques, i per a les empreses industrials també del cost dels productes.
El primer i més important criteri és la necessitat de fred. La seva aplicació més habitual avui dia és la climatització d'edificis públics. Poden ser centres de negocis, edificis administratius, complexos hospitalaris i hotelers, instal·lacions esportives, centres comercials i d'entreteniment i parcs aquàtics, museus i pavellons d'exposicions, edificis d'aeroports, en una paraula, tots objectes on hi ha molta gent al mateix temps, on per crear un microclima còmode requereix un sistema d'aire condicionat central.
L'ús més justificat d'ABHM és per a aquests objectes amb una àrea de 20-30 mil metres quadrats. m (centre de negocis de mida mitjana) i acabant amb objectes gegantins de diversos centenars de milers de metres quadrats i encara més (complexs comercials i d'entreteniment i aeroports).
Però en aquestes instal·lacions hi ha d'haver una demanda no només de fred i electricitat, sinó també de subministrament de calor. A més, el subministrament de calor no és només la calefacció d'un local a l'hivern, sinó també el subministrament d'aigua calenta durant tot l'any a la instal·lació per a les necessitats d'aigua calenta sanitària. Com més s'utilitzin les capacitats d'un centre d'energia de trigeneració, més gran serà la seva eficiència.
A tot el món hi ha molts exemples de l'ús de la trigeneració en la indústria hotelera, la construcció i modernització d'aeroports, institucions educatives, complexos empresarials i administratius, centres de dades i molts exemples en la indústria: tèxtil, metal·lúrgica, alimentària, química, pasta. i paper, enginyeria, etc. .P.
Com a exemple, posaré un dels objectes per als quals l'empresa "» va desenvolupar el concepte de centre energètic de trigeneració.
Si la demanda d'energia elèctrica en una empresa industrial és d'uns 4 MW (generada per dues unitats de pistons de gas (GPU)), es requereix un subministrament de refrigeració de 2,1 MW.
El fred el genera una màquina de refrigeració de bromur de liti d'absorció que funciona amb els gasos d'escapament de la unitat de turbina de gas. Al mateix temps, una GPU cobreix completament el 100% de la demanda de calor de l'ABHM. Així, fins i tot quan funciona una GPU, la planta sempre disposa de la quantitat de fred necessària. A més, quan les dues unitats de pistons de gas es posen fora de funcionament, l'ABKhM conserva la capacitat de generar calor i fred, ja que té una font de calor de reserva: el gas natural.
Centre d'Energia de Trigeneració
Segons les necessitats del consumidor, la seva categoria i els requisits de redundància, l'esquema de trigeneració (que es mostra a la figura següent) pot ser molt complex i pot incloure calderes d'energia i aigua calenta, calderes de calor residual, turbines de vapor o de gas, tractament complet d'aigua, etc.
Però per a instal·lacions relativament petites, la unitat generadora principal sol ser una turbina de gas o una unitat de pistons (gas o dièsel) amb una potència elèctrica relativament baixa (1-6 MW). Produeixen electricitat i calor residual a partir d'escapament i aigua calenta, que es recicla a l'ABHM. Aquest és un conjunt mínim i suficient d'equips bàsics.
Sí, no es pot prescindir de sistemes auxiliars: una torre de refrigeració, bombes, una estació de tractament de reactius per a la circulació de l'aigua per estabilitzar-la, un sistema d'automatització i un equip elèctric que permet utilitzar l'electricitat generada per a les seves pròpies necessitats.
En la majoria dels casos, un centre de trigeneració és un edifici separat, o unitats en contenidors, o una combinació d'aquestes solucions, ja que els requisits per a la col·locació d'equips elèctrics i de generació de calor són una mica diferents.
Els equips de generació d'electricitat són força estandarditzats, a diferència d'ABHM, encara que tècnicament més complexos. El seu temps de producció pot oscil·lar entre 6 i 12 mesos o fins i tot més.
El temps mitjà de producció d'ABHM és de 3-6 mesos (depenent de la capacitat de refrigeració, el nombre i els tipus de fonts de calefacció).
Per regla general, la producció d'equips auxiliars no superarà el mateix període de temps, de manera que la durada total del projecte de construcció d'un centre energètic de trigeneració és de mitjana d'1,5 anys.
Resultat
En primer lloc, el centre de trigeneració reduirà el nombre de proveïdors d'energia a un: el de gas. Eliminant la compra d'electricitat i calor, podeu, en primer lloc, eliminar els riscos associats a les interrupcions del subministrament d'energia.
El funcionament amb calor utilitzant "energia excedentària" relativament econòmica redueix el cost de l'electricitat i la calor generades en comparació amb la seva compra. I la càrrega de la capacitat de calefacció durant tot l'any (a l'hivern per a la calefacció, a l'estiu per a la climatització i necessitats tecnològiques) permet la màxima eficiència. Per descomptat, com per a altres projectes, la condició principal és el desenvolupament del concepte correcte i el seu estudi de viabilitat.
Un avantatge addicional és el respecte al medi ambient. Mitjançant l'ús de gasos d'escapament per generar energia útil, reduïm les emissions a l'atmosfera. A més, a diferència de les tecnologies tradicionals per produir fred, on els refrigerants són l'amoníac i els freons, ABKhM utilitza l'aigua com a refrigerant, la qual cosa també redueix al mínim la càrrega ambiental.
Font: www.habr.com