V porovnání s evropskými zeměmi, kde dnes distribuovaná výrobní zařízení tvoří téměř 30 % veškerého výkonu, v Rusku podle různých odhadů dnes podíl distribuované energie nepřesahuje 5–10 %. Promluvme si o tom, zda ruský dohánějí globální trendy a spotřebitelé jsou motivováni přejít k nezávislým dodávkám energie.
Kromě čísel. Najděte rozdíly
Rozdíly mezi systémem distribuované výroby elektřiny v Rusku a Evropě se dnes neomezují na čísla – ve skutečnosti se jedná o zcela odlišné modely jak strukturou, tak z ekonomického hlediska. Rozvoj distribuované výroby u nás měl motivy poněkud odlišné od těch, které se staly hlavní hybnou silou obdobného procesu v Evropě, který se snažil kompenzovat nedostatek tradičních paliv zapojením alternativních zdrojů energie (včetně druhotných energetických zdrojů) do energetická bilance. V Rusku byla otázka snižování nákladů na nákup energetických zdrojů pro spotřebitele v plánované ekonomice a centralizovaném stanovení tarifů po dlouhou dobu mnohem méně relevantní, proto lidé uvažovali o vlastní výrobě elektřiny hlavně v případech, kdy byl podnik zvláště velký spotřebitel energie a vzhledem ke své odlehlosti měl potíže s připojením k sítím.
Podle standardů distribuované energie měla zařízení vlastní výroby poměrně vysokou kapacitu - od 10 do 500 MW (a ještě vyšší) - v závislosti na potřebách výroby a za účelem zásobování okolních sídel elektřinou a teplem. Protože přenos tepla na vzdálenosti je vždy spojen se značnými ztrátami, došlo k aktivní výstavbě teplovodních kotelen pro vlastní potřeby podniků a měst. Navíc naše vlastní zdroje energie, ať už tepelné elektrárny nebo kotelny, byly vybudovány na plyn, topný olej nebo uhlí a technologie obnovitelných zdrojů energie (obnovitelné zdroje energie) s výjimkou vodních elektráren a druhotných energetických zdrojů (sekundární energetické zdroje) byly použity v ojedinělých případech. Nyní se obrázek mění: postupně se objevují malá zařízení na výrobu elektřiny a do energetické bilance se, i když v menší míře, zapojují alternativní zdroje energie.
Na Západě se hodně dělá pro rozvoj malé výroby a v poslední době se rozšířil koncept virtuální elektrárny (WPP). Jedná se o systém, který sdružuje většinu hráčů na trhu výroby elektřiny – výrobce (od malých soukromých výrobců po kogenerační stanice) a spotřebitele (od bytových domů až po velké průmyslové podniky). Větrná farma reguluje spotřebu energie, vyhlazuje špičky a přerozděluje zatížení v reálném čase, přičemž využívá veškerý dostupný systémový výkon. Takový vývoj však není možný bez stimulace trhu distribuované výroby ze strany státu a bez odpovídajících změn v legislativě.
V Rusku, v podmínkách tvrdé konkurence a monopolu centralizovaného zásobování energií, zůstává prodej přebytečné vyrobené elektřiny do vnější sítě, byť řešitelný, úkolem, který není z hlediska organizace a nákladů procesu zdaleka jednoduchý. . V současné době je proto šance, že se distribuovaná energetická zařízení stanou plnohodnotným účastníkem trhu mezi velkými dodavateli, extrémně malá.
Přesto je rozvoj vnitropodnikové výroby dnes jistě v trendu. Hlavním faktorem jejího růstu je spolehlivost dodávek energie. Závislost na výrobních a síťových společnostech zvyšuje rizika výrobců. Většina zařízení velké generace v Rusku byla postavena během sovětské éry a jejich značné stáří je znát. Pro průmyslového spotřebitele znamená ztráta napájení v důsledku havárie riziko zastavení výroby a zjevné ztráty. Pokud je touha snižovat rizika doprovázena ekonomickými motivy (určenými především tarifní politikou regionálního dodavatele) a investičními příležitostmi, pak je vlastní výroba stoprocentně opodstatněná a stále více průmyslových podniků je dnes připraveno (nebo zvažuje takovou příležitost) jít touto cestou.
Vyhlídky na rozvoj distribuované výroby elektřiny „pro vlastní potřeby“ v Rusku jsou proto poměrně vysoké.
Vlastní generace. Kdo z toho těží?
Ekonomika každého projektu je přísně individuální a určuje ji mnoho faktorů. Pokud se pokusíme co nejvíce zobecnit, pak v regionech s větší koncentrací výrobních kapacit a průmyslových podniků je vyšší tarify elektřiny a tepla vlastní výroba elektřiny objektivní šancí, jak výrazně snížit náklady na nákup energetických zdrojů.
Patří sem také těžko dostupné a řídce osídlené regiony se špatně rozvinutou nebo neexistující infrastrukturou elektrické sítě, kde jsou samozřejmě sazby za elektřinu nejvyšší.
V regionech, kde je méně spotřebitelů a dodavatelů elektřiny a větší podíl vyrobené elektřiny pochází z vodních elektráren, jsou tarify znatelně nižší a ekonomika takových projektů v průmyslu není vždy výhodná. Pro podniky v určitých průmyslových odvětvích, které mají možnost využívat alternativní paliva, například průmyslový odpad, však může být jejich vlastní výroba vynikajícím řešením. Takže na obrázku níže je tepelná elektrárna využívající odpad z dřevozpracujícího podniku.
Hovoříme-li o výrobě pro potřeby veřejných služeb, veřejných budovách a komerční a sociální infrastruktuře, pak až donedávna byla ekonomika takových projektů do značné míry určována úrovní rozvoje energetické infrastruktury regionu a v nemenší míře také náklady na technologické připojení spotřebitelů elektřiny. S rozvojem trigeneračních technologií vlastně přestala být taková omezení určující a vedlejší produkt nebo vzniklé teplo v létě bylo možné využít pro potřeby klimatizace, což výrazně zvýšilo účinnost energetických center.
Trigenerace: elektřina, teplo a chlad pro objekt
Trigenerace je dosti nezávislým směrem ve vývoji maloobjemové energetiky. Vyznačuje se individualismem, protože je zaměřen na uspokojování potřeb konkrétního objektu na energetické zdroje.
Vůbec první projekt s koncepcí trigenerace byl vyvinut v roce 1998 společným úsilím amerického ministerstva energetiky, národní laboratoře ORNL a výrobce absorpčních chladicích strojů na bázi bromidu lithného BROAD a realizován ve Spojených státech v roce 2001. Trigenerace je založena na využití absorpčních chladicích strojů, které využívají teplo jako hlavní zdroj energie a umožňují výrobu chladu a tepla v závislosti na potřebách zařízení. Přitom použití konvenčních kotlů, jako u kogenerace, není v takovém schématu podmínkou.
Kromě tradičního tepla a elektřiny zajišťuje trigenerace výrobu chladu v ABCM (ve formě chlazené vody) pro technologické potřeby nebo pro klimatizaci. Proces výroby elektřiny tak či onak probíhá s velkými ztrátami tepelné energie (například s výfukovými plyny generátorových strojů).
Zapojení tohoto tepla do procesu výroby chladu za prvé minimalizuje ztráty, zvyšuje konečnou účinnost cyklu, a za druhé umožňuje snížit energetickou spotřebu zařízení ve srovnání s tradičními technologiemi výroby chladu pomocí parokompresních chladicích strojů.
Schopnost pracovat na různých zdrojích tepla (horká voda, pára, spaliny z generátorových soustrojí, kotlů a topenišť, stejně jako palivo (zemní plyn, nafta atd.) umožňuje použití ABHM na zcela odlišných zařízeních, s využitím přesně zdroj, který má podnik k dispozici.
Odpadní teplo lze tedy využít v průmyslu:
A v komunálních zařízeních, komerčních a veřejných budovách jsou možné různé kombinace zdrojů tepla:
Trigenerační energetické centrum lze vypočítat a postavit na základě potřeby elektřiny nebo může být založeno na spotřebě chlazení zařízení. Záleží na tom, které z výše uvedených kritérií je pro spotřebitele určujícím kritériem. V prvním případě nemusí být využití odpadního tepla v ABHM úplné a ve druhém případě může dojít k omezení vlastní vyrobené elektřiny (doplňování se provádí nákupem elektřiny z vnější sítě).
Kde je trigenerace prospěšná?
Rozsah použití technologie je velmi široký: trigeneraci lze stejně dobře integrovat do konceptu nějakého veřejného prostoru (například velkého obchodního centra nebo budovy letiště) i do energetické infrastruktury průmyslového podniku. Proveditelnost realizace takových projektů a jejich produktivita silně závisí na místních podmínkách, jak ekonomických, tak klimatických, a pro průmyslové podniky také na ceně výrobků.
Prvním a nejdůležitějším kritériem je potřeba chladu. Jeho nejčastější aplikací je dnes klimatizace veřejných budov. Mohou to být obchodní centra, administrativní budovy, nemocniční a hotelové komplexy, sportovní zařízení, nákupní a zábavní centra a aquaparky, muzea a výstavní pavilony, letištní budovy – jedním slovem všechny objekty, kde se současně nachází mnoho lidí, kde vytvořit pohodlné mikroklima vyžaduje centrální klimatizační systém.
Nejodůvodněnější použití ABHM je pro takové objekty o rozloze 20-30 tisíc metrů čtverečních. m (středně velké obchodní centrum) a končící gigantickými objekty o rozloze několika set tisíc metrů čtverečních a ještě více (nákupní a zábavní komplexy a letiště).
Ale v takových zařízeních musí být poptávka nejen po chladu a elektřině, ale také po dodávce tepla. Dodávkou tepla navíc není pouze vytápění prostor v zimním období, ale také celoroční dodávka teplé vody do zařízení pro potřeby teplé užitkové vody. Čím plněji jsou využity možnosti trigeneračního energetického centra, tím vyšší je jeho účinnost.
Po celém světě je mnoho příkladů využití trigenerace v hotelnictví, výstavbě a modernizaci letišť, vzdělávacích institucí, obchodních a administrativních komplexů, datových center a mnoho příkladů v průmyslu - textilním, hutním, potravinářském, chemickém, celulózovém a papír, strojírenství atd. .P.
Jako příklad uvedu jeden z objektů, pro který firma „» vyvinul koncept trigeneračního energetického centra.
Je-li potřeba elektrické energie v průmyslovém podniku asi 4 MW (vytvořená dvěma plynovými pístovými jednotkami (GPU)), je zapotřebí chladicí dodávka 2,1 MW.
Chlad je generován jedním absorpčním chladicím strojem s bromidem lithným běžícím na výfukové plyny jednotky plynové turbíny. Jedna GPU přitom zcela pokryje 100 % potřeby tepla ABHM. Tedy i když je v provozu jeden GPU, závod je vždy zásobován potřebným množstvím chladu. Při odstavení obou plynových pístových jednotek si navíc ABKhM zachovává schopnost generovat teplo a chlad, protože má záložní zdroj tepla – zemní plyn.
Energetické centrum trigenerace
V závislosti na potřebách spotřebitele, jeho kategorii a požadavcích na redundanci může být trigenerační schéma (zobrazené na obrázku níže) velmi složité a může zahrnovat energetické a teplovodní kotle, kotle na odpadní teplo, parní nebo plynové turbíny, plnohodnotné vodní léčba atd.
Ale pro relativně malá zařízení je hlavní výrobní jednotkou obvykle plynová turbína nebo pístová jednotka (plynová nebo dieselová) s relativně nízkým elektrickým výkonem (1-6 MW). Vyrábí elektřinu a odpadní teplo z výfukových plynů a teplé vody, které je recyklováno v ABHM. Jedná se o minimální a dostačující sadu základní výbavy.
Ano, neobejdete se bez pomocných systémů: chladicí věže, čerpadel, reagenční stanice pro stabilizaci cirkulující vody, automatizačního systému a elektrického zařízení, které vám umožní využívat vyrobenou elektřinu pro vlastní potřebu.
Ve většině případů je trigenerační centrum samostatnou budovou, kontejnerovými jednotkami nebo kombinací těchto řešení, protože požadavky na umístění elektrických a tepelných zařízení jsou poněkud odlišné.
Zařízení na výrobu elektřiny je na rozdíl od ABHM poměrně standardizované, i když technicky složitější. Doba jeho výroby se může pohybovat od 6 do 12 měsíců nebo i více.
Průměrná doba výroby ABHM je 3-6 měsíců (v závislosti na chladicím výkonu, počtu a typech zdrojů vytápění).
Výroba pomocných zařízení zpravidla nepřesáhne stejný časový rámec, takže celková doba trvání projektu výstavby trigeneračního energetického centra je v průměru 1,5 roku.
Výsledek
Za prvé, trigenerační centrum sníží počet dodavatelů energií na jednoho – dodavatele plynu. Eliminací nákupu elektřiny a tepla můžete v prvé řadě eliminovat případná rizika spojená s přerušením dodávek energie.
Tepelný provoz využívající relativně levné „přebytky energie“ snižuje náklady na vyrobenou elektřinu a teplo ve srovnání s jejich nákupem. A celoroční zatížení topného výkonu (v zimě na vytápění, v létě na klimatizaci a technologické potřeby) umožňuje maximální efektivitu. Samozřejmě jako u jiných projektů je hlavní podmínkou vypracování správného konceptu a jeho studie proveditelnosti.
Další výhodou je šetrnost k životnímu prostředí. Používáním výfukových plynů k výrobě užitečné energie snižujeme emise do atmosféry. Navíc, na rozdíl od tradičních technologií výroby chladu, kde chladivem jsou čpavek a freony, ABKhM používá jako chladivo vodu, což také snižuje zátěž životního prostředí na minimum.
Zdroj: www.habr.com