Sammenlignet med europæiske lande, hvor distribution generering udgør næsten 30% af den samlede produktion, er andelen af distribueret energi i Rusland ifølge forskellige vurderinger i dag ikke mere end 5-10%. Lad os tale om, hvorvidt der er chancer for, at den russiske kan indhente de globale tendenser, og om forbrugerne har motivation til at bevæge sig mod uafhængig energiforsyning.
Udover tallene. Find forskellene
Forskellene mellem distributionssystemet for elektrisk energi i Rusland og Europa handler i dag ikke kun om tal — i realiteten er det helt forskellige modeller både strukturelt og økonomisk. Udviklingen af distribueret generering i vores land havde motiver, der adskilte sig fra dem, der blev den primære drivkraft for en sådan proces i Europa, som stræbte efter at kompensere for mangel på traditionelle brændstoffer ved at inkludere alternative energikilder (herunder sekundære energikilder) i energibalance. I Rusland har spørgsmålet om at reducere udgifterne til køb af energikilder for forbrugerne i forhold til en planøkonomi og centraliseret tarifstruktur i lang tid været mindre aktuelt, hvorfor man i hovedsagelig kun har overvejet egen elgenerering, når en virksomhed var en især stor energiforbruger og på grund af sin afstand havde vanskeligheder med at tilslutte sig netværkene.
I forhold til distribueret energi havde egenproducerende anlæg en ganske høj kapacitet - fra 10 til 500 MW (og endda mere) - afhængig af produktionsbehovene og for at sikre elektricitet og varme til de nærmeste beboelsesområder. Da varmeoverførsel over afstande altid medfører betydelige tab, blev der aktivt bygget varmeværker til egne behov for virksomheder og byer. Desuden blev egne energikilder - hvad enten det er kraftvarmeværker eller kedelanlæg - bygget på gas, olie eller kul, mens teknologier inden for vedvarende energikilder (VE) og sekundære energikilder (SE) kun blev anvendt i enkelte tilfælde. Situationen ændrer sig nu: der fremkommer gradvist små elproduktionsanlæg, og alternative energikilder bliver langsomt, om end i mindre grad, en del af energibalance.
I Vesten gøres der meget for at udvikle små kraftværker, og for nylig er konceptet om det virtuelle kraftværk (VKW) blevet udbredt. Dette er et system, der forener størstedelen af aktørerne på elproduktionsmarkedet - producenter (fra små generatorer i private husholdninger til kraftvarmeværker) og forbrugere (fra boliger til store industrivirksomheder). VKW regulerer energiforbruget ved at udglatte spidser og omfordele belastninger i realtid ved at bruge alle tilgængelige ressourcer i systemet. Men en sådan udvikling er umulig uden markedsincitamenter til distribueret generation fra statens side og uden de nødvendige lovgivningsmæssige ændringer.
I Rusland, under forhold med hård konkurrence og monopol på centraliseret el-forsyning, er det stadig en udfordrende, men ikke umulig opgave at realisere overskuddet af den producerede elektricitet til det eksterne netværk, både hvad angår organisering og omkostninger. Derfor er chancerne for at blive en fuldgyldig deltager på markedet blandt store leverandører for distributeret energi ekstremt små.
Alligevel er udviklingen af egen produktion i dag uden tvivl i fokus. Den vigtigste faktor for dens vækst er pålideligheden af energiforsyningen. Afhængigheden af producenter og netværksvirksomheder øger risiciene for producenterne. De fleste store produktionsanlæg i Rusland blev bygget tilbage i Sovjetunionens tid, og deres solide alder giver sig til kende. For industrielle forbrugere er en afbrydelse af energiforsyningen som følge af en ulykke en risiko for produktionsstop og åbenlyse tab. Hvis ønsket om at reducere risici ledsages af økonomiske motiver (der primært bestemmes af den regionale udbyders tarifpolitik) og investeringsmuligheder, så retfærdiggør egen produktion sig 100%, og flere og flere industrielle virksomheder er i dag parate (eller overvejer denne mulighed) til at gå i denne retning.
Derfor er der gode udsigter for udviklingen af distribueret elektricitet "til eget brug" i Rusland.
Egen produktion. Hvem har gavn af det?
Økonomien i hvert projekt er strengt individuel og bestemmes af mange faktorer. Hvis man forsøger at generalisere maksimalt, så er egen elektricitetsproduktion i regioner med et større antal genererende kapaciteter og industrielle virksomheder samt højere priser på elektricitet og varme en objektiv chance for at reducere omkostningerne ved køb af energikilder betydeligt.
Her skal man også tage højde for svært tilgængelige og sparsombefolkede regioner med en svagt udviklet eller overhovedet ikke eksisterende infrastruktur for elnet, hvor priserne på elektricitet uden tvivl er de højeste.
I regioner med færre forbrugere og leverandører af elektricitet, samt hvor en større del af den producerede elektricitet kommer fra vandkraftværker, er priserne betydeligt lavere, og økonomien i sådanne projekter inden for industrien er ikke altid fordelagtig. Men for virksomheder inden for bestemte sektorer, der har mulighed for at bruge alternativ brændstof, såsom produktionsaffald, kan egen produktion være en fremragende løsning. Således er der nedenfor et billede af et kraftvarmeværk, der bruger affald fra en træbearbejdningsfabrik.
Når vi taler om generation til kommunale formål, offentlige bygninger og objekter til kommerciel og social infrastruktur, blev økonomien i sådanne projekter indtil for nylig i høj grad bestemt af niveauet for udvikling af regionens energiinfrastruktur og i lige så høj grad af omkostningerne ved teknisk tilslutning af el-forbrugere. Med udviklingen af tri-generationsteknologier er sådanne begrænsninger praktisk talt ikke længere afgørende, og det sideprodukt eller varme, der genereres i sommermånederne, er blevet muligt at bruge til klimaanlæg, hvilket har øget effektiviteten af energicentrene betydeligt.
Tri-generation: elektricitet, varme og kulde til objektet
Tri-generation er et ganske selvstændigt udviklingsområde inden for små energisystemer. Det adskiller sig ved sin individualisme, da det er rettet mod at imødekomme behovene hos specifikke objekter i forhold til energikilder.
Det første projekt med konceptet tri-generation blev udviklet i 1998 gennem et samarbejde mellem det amerikanske energiministerium, den nationale ORNL-laboratorium og producenten af ABSM (absorptionsbrom Lithium kølemaskiner) BROAD og blev gennemført i USA i 2001. Tri-generation er baseret på anvendelsen af absorptionskølemaskiner, som bruger varme som den primære energikilde og muliggør produktionen af kulde og varme alt efter behovene hos objektet. Anvendelsen af almindelige kedler, som i kogenerering, er ikke en obligatorisk betingelse i en sådan ordning.
Udover traditionel varme og elektricitet sørger tri-generation for produktion af kulde i ABSM (i form af nedkølet vand) til teknologiske behov eller til klimaanlæg. Produktionsprocessen af elektricitet sker på en eller anden måde med store tab af termisk energi (f.eks. med udstødningsgasser fra generatorer).
Involveringen af denne varme i processen til at generere kulde minimerer for det første tab og øger den samlede effektivitet i cyklen, og for det andet gør det muligt at reducere el-forbruget hos objektet i forhold til traditionelle teknologier til kuldeproduktion ved hjælp af damp-kompressionskølemaskiner.
Muligheden for at arbejde med forskellige varmekilder (varmt vand, damp, varmeudslip fra generatoranlæg, kedler og ovne samt brændstof (naturgas, diesel mv.) gør det muligt at anvende ABHKM på fuldstændig forskellige objekter, idet den ressource, der er tilgængelig for virksomheden, udnyttes optimalt.
I industrien kan overskudsvarme anvendes:
Og på kommunale anlæg samt i kommercielle og offentlige bygninger er der mulighed for forskellige kombinationer af varmekilder:
En trigenerations energicenter kan beregnes og bygges ud fra behovet for elektricitet, eller man kan basere sig på bygningens kølebehov. Alt efter hvad der er den afgørende faktor for forbrugeren. I det første tilfælde kan udnyttelsen af biproduktvarme i ABHKM være ufærdig, mens der i det andet tilfælde kan være begrænsninger i den egenproducerede elektricitet (kompensation sker ved køb af elektricitet fra det eksterne net).
Hvor trigenerering er fordelagtig
Anvendelsesområdet for teknologien er ganske bredt: trigenerering kan lige så godt integreres i konceptet for et offentligt rum (f.eks. et stort indkøbscenter eller en lufthavnsbygning) som i energiinfrastruktur hos en industrivirksomhed. Hensigtsmæssigheden af at implementere sådanne projekter og deres effektivitet afhænger i høj grad af lokale forhold, både økonomiske og klimatiske, samt af produktionsomkostningerne for industrivirksomheder.
Det første og vigtigste kriterium er behovet for køling. Den mest almindelige anvendelse i dag er klimatisering af offentlige bygninger. Dette kan være både forretningscentre og administrationsbygninger, hospitaler og hotelkomplekser, sportsfaciliteter, indkøbs- og underholdningscentre samt vandparker, museer og udstillingspavilloner, lufthavnsbygninger – kort sagt, alle steder hvor mange mennesker befinder sig samtidig, og hvor der kræves et central klimaanlæg for at skabe et behageligt mikroklima.
Det mest hensigtsmæssige anvendelse af trigenerering er for sådanne objekter med et areal fra 20-30 tusinde kvadratmeter (mellemstore kontorbygninger) op til kæmpe objekter på flere hundrede tusinde kvadratmeter og mere (shopping- og underholdningscentre samt lufthavne).
Men der skal være efterspørgsel efter ikke blot køling og elektricitet, men også varmeforsyning på sådanne steder. Desuden er varmeforsyning ikke kun opvarmning af rum om vinteren, men også året rundt forsyning af objektet med varmt vand til behovene for varmt vand. Jo mere tragenerationskraftcenterets muligheder udnyttes, desto højere er dets effektivitet.
Der findes mange eksempler på anvendelse af trigenerering globalt inden for hotelbranchen, byggeri og modernisering af lufthavne, uddannelsesinstitutioner, erhvervslokaler og administrationskomplekser, datacentre, og der er også mange eksempler i industrien — tekstil-, metalurgi-, fødevare-, kemisk, cellulose- og pap-, samt maskinindustrien m.fl.
Som eksempel vil jeg nævne et af objekterne, for hvilket der i selskabet «» blev udviklet et koncept for et trigenerationsenergi-center.
Ved behovet for elektrisk energi på en industrivirksomhed på cirka 4 MW (produceret af to gasmotoranlæg (GPA)), kræves der køling på niveauet 2,1 MW.
Kølingen genereres af en absorptionskølemaskine, som arbejder på afgasserne fra GPA. I dette tilfælde dækker en GPA 100% af energi-centerets behov for varme. Dermed er fabrikken altid sikret den nødvendige mængde køling, selv ved drift af kun én GPA. Desuden, når begge gasmotoranlæg er ude af drift, bevarer energi-centeret evnen til at generere varme og køling, da der er en reservevarmekilde — naturgas.
Trigenerationsenergi-center
Afhængig af forbrugerens behov, kategori og krav til reservedele, kan trigenerationsskemaet (præsenteret på billedet nedenfor) være meget komplekst og kan inkludere energi- og vandvarmekedler, affaldsvarmekedler, damp- eller gasturbiner, fuld vandbehandling osv.
Men for relativt små anlæg fungerer en gaskel turbin eller en stempelmotor (kørselsgas eller diesel) typisk som den primære energikilde med en relativt lav elektrisk kapacitet (1-6 MW). De producerer elektricitet og overskudsvarme fra udstødningen og varmt vand, som genanvendes i varmeveksleren. Dette er den minimale og tilstrækkelige grundlæggende udstyrspakke.
Ja, her er der behov for supplerende systemer: en køletårn, pumper, en reagensbehandlingsstation for cirkulerende vand til stabilisering, et automationssystem og eladministration, der muliggør brugen af den genererede elektricitet til egne behov.
I de fleste tilfælde er et tri-generationscenter en fritstående bygning, enten kontainerblokke eller en kombination af disse løsninger, da kravene til placeringen af el- og varmeproduktionsudstyr varierer lidt.
Det elektrisk genererende udstyr er meget standardiseret, i modsætning til varmeveksleren, skønt teknisk mere kompleks. Produktionstiderne kan være fra 6 til 12 måneder eller længere.
Den gennemsnitlige fremstillingstid for varmeveksleren er 3-6 måneder (afhængigt af køleeffekten, antallet og typerne af varme-kilder).
Som regel bør fremstillingen af det supplerende udstyr ikke overstige de samme tidsrammer, så den samlede varighed af realiseringen af projektet ved bygning af et tri-generations energicenter er gennemsnitligt 1,5 år.
Resultat
For det første vil tri-generationscentret reducere antallet af energi leverandører til én – gasleverandøren. Ved at fjerne indkøb af elektricitet og varme kan man primært fjerne enhver risiko relateret til forstyrrelser i energiforsyningen.
Drift på varme med anvendelse af relativt billig 'overflødig energi' sænker omkostningerne ved produceret elektricitet og varme i forhold til køb. Året rundt brug af genererende kapaciteter til varme (om vinteren til opvarmning, om sommeren til klimaanlæg og teknologiske behov) sikrer maksimal effektivitet. Selvfølgelig, som for andre projekter, er den grundlæggende betingelse udviklingen af den rette koncept og dens teknisk-økonomiske begrundelse.
En ekstra fordel er bæredygtighed. Ved at bruge udstødningsgasser til at generere nyttig energi reducerer vi emissionerne til atmosfæren. Desuden, i modsætning til traditionelle teknologier til koldeudvikling, hvor ammoniak og freoner fungerer som kølemidler, bruger ABHKM vand som kølemiddel, hvilket også minimerer den miljømæssige indvirkning.
Kilde: habr.com
