Im Vergleich zu europäischen Ländern, in denen dezentrale Erzeugungsanlagen heute fast 30 % der gesamten Produktion ausmachen, beträgt der Anteil dezentraler Energie in Russland nach verschiedenen Schätzungen heute nur noch 5–10 %. Reden wir darüber, ob der Russe Mit den globalen Trends Schritt zu halten und die Verbraucher werden motiviert, auf eine unabhängige Energieversorgung umzusteigen.
Außer den Zahlen. Finden Sie Unterschiede
Die Unterschiede zwischen dem dezentralen Stromerzeugungssystem in Russland und Europa beschränken sich heute nicht nur auf Zahlen – tatsächlich handelt es sich sowohl in der Struktur als auch aus wirtschaftlicher Sicht um völlig unterschiedliche Modelle. Die Entwicklung der dezentralen Energieerzeugung in unserem Land hatte etwas andere Motive als die, die zur Hauptantriebskraft eines ähnlichen Prozesses in Europa wurden, der den Mangel an traditionellen Brennstoffen durch die Einbeziehung alternativer Energiequellen (einschließlich Sekundärenergieressourcen) kompensieren wollte Energieausgleich. In Russland war die Frage der Senkung der Kosten für den Einkauf von Energieressourcen für Verbraucher in einer Planwirtschaft und einer zentralisierten Tarifgestaltung lange Zeit von deutlich geringerer Relevanz, daher dachte man über die eigene Stromerzeugung vor allem dann nach, wenn das Unternehmen ein Es war ein besonders großer Energieverbraucher und hatte aufgrund seiner abgelegenen Lage Schwierigkeiten mit der Anbindung an das Netz.
Nach den Maßstäben dezentraler Energie hatten Eigenerzeugungsanlagen eine relativ hohe Leistung – von 10 bis 500 MW (und sogar mehr) – je nach Produktionsbedarf und um umliegende Siedlungen mit Strom und Wärme zu versorgen. Da die Wärmeübertragung über Entfernungen immer mit erheblichen Verlusten verbunden ist, wurden aktiv Warmwasserkesselhäuser für den Eigenbedarf von Unternehmen und Städten gebaut. Darüber hinaus wurden unsere eigenen Energiequellen, seien es Wärmekraftwerke oder Kesselhäuser, auf Gas, Heizöl oder Kohle sowie Technologien für erneuerbare Energiequellen (erneuerbare Energiequellen) mit Ausnahme von Wasserkraftwerken und Sekundärenergieressourcen gebaut (Sekundärenergieträger) wurden vereinzelt genutzt. Nun ändert sich das Bild: Nach und nach entstehen Kleinkraftwerke und alternative Energiequellen werden, wenn auch in geringerem Umfang, in die Energiebilanz einbezogen.
Im Westen wird viel getan, um die Erzeugung kleinerer Mengen zu entwickeln, und in letzter Zeit hat sich das Konzept eines virtuellen Kraftwerks (WPP) weit verbreitet. Dabei handelt es sich um ein System, das die meisten Akteure auf dem Stromerzeugungsmarkt vereint – Erzeuger (von kleinen privaten Generatoren bis hin zu Blockheizkraftwerken) und Verbraucher (von Wohngebäuden bis hin zu großen Industrieunternehmen). Der Windpark regelt den Energieverbrauch, glättet Spitzen und verteilt Lasten in Echtzeit und nutzt dafür die gesamte verfügbare Systemleistung. Eine solche Entwicklung ist jedoch ohne staatliche Förderung des dezentralen Erzeugungsmarktes und ohne entsprechende Gesetzesänderungen nicht möglich.
In Russland bleibt der Verkauf von überschüssigem erzeugtem Strom an das externe Netz angesichts des harten Wettbewerbs und des Monopols der zentralen Stromversorgung zwar lösbar, aber aus organisatorischer und kostentechnischer Sicht alles andere als einfach . Daher sind die Chancen, dass dezentrale Energieanlagen zu einem vollwertigen Marktteilnehmer unter den großen Anbietern werden, derzeit äußerst gering.
Dennoch liegt die Entwicklung der Eigenerzeugung heute durchaus im Trend. Der Hauptfaktor für sein Wachstum ist die Zuverlässigkeit der Energieversorgung. Die Abhängigkeit von Erzeuger- und Netzunternehmen erhöht die Risiken der Produzenten. Die meisten großen Kraftwerke in Russland wurden noch während der Sowjetzeit gebaut und ihr hohes Alter macht sich bemerkbar. Für einen industriellen Verbraucher bedeutet ein Ausfall der Stromversorgung aufgrund eines Unfalls das Risiko eines Produktionsstillstands und offensichtlicher Verluste. Geht der Wunsch nach Risikominderung mit wirtschaftlichen Motiven einher (die vor allem durch die Tarifpolitik des regionalen Versorgers bestimmt werden) und Investitionsmöglichkeiten, dann ist die Eigenerzeugung zu 100 % gerechtfertigt und immer mehr Industrieunternehmen sind heute dazu bereit (oder denken darüber nach). eine solche Gelegenheit), diesen Weg zu gehen.
Daher sind die Entwicklungsaussichten für die dezentrale Stromerzeugung „für den Eigenbedarf“ in Russland recht hoch.
Eigene Generation. Wer profitiert davon?
Die Wirtschaftlichkeit jedes Projekts ist streng individuell und wird von vielen Faktoren bestimmt. Wenn wir versuchen, so weit wie möglich zu verallgemeinern, dann ist die eigene Stromerzeugung in Regionen mit einer größeren Konzentration von Erzeugungskapazitäten und Industrieunternehmen, höheren Tarifen für Strom und Wärme, eine objektive Chance, die Kosten für den Einkauf von Energieressourcen deutlich zu senken.
Dazu gehören auch schwer erreichbare und dünn besiedelte Regionen mit schlecht ausgebauter oder nicht vorhandener Stromnetzinfrastruktur, in denen natürlich die Stromtarife am höchsten sind.
In Regionen, in denen es weniger Stromabnehmer und -lieferanten gibt und ein größerer Anteil des erzeugten Stroms aus Wasserkraftwerken stammt, sind die Tarife spürbar niedriger und die Wirtschaftlichkeit solcher Projekte in der Industrie ist nicht immer vorteilhaft. Für Unternehmen in bestimmten Branchen, die die Möglichkeit haben, alternative Brennstoffe, beispielsweise Industrieabfälle, zu nutzen, kann die Eigenerzeugung jedoch eine hervorragende Lösung sein. In der Abbildung unten sehen Sie also ein Wärmekraftwerk, das Abfälle eines holzverarbeitenden Unternehmens nutzt.
Wenn es um die Erzeugung für Versorgungszwecke, öffentliche Gebäude sowie kommerzielle und soziale Infrastruktur geht, dann wurde die Wirtschaftlichkeit solcher Projekte bis vor Kurzem weitgehend vom Entwicklungsstand der Energieinfrastruktur der Region und nicht zuletzt von den Kosten bestimmt der technologischen Anbindung von Stromverbrauchern. Mit der Entwicklung der Kraft-Wärme-Kälte-Kopplungstechnologie verloren solche Einschränkungen tatsächlich ihre entscheidende Bedeutung, und im Sommer erzeugte Nebenprodukte oder erzeugte Wärme konnten für Klimatisierungszwecke genutzt werden, was die Effizienz von Energiezentren erheblich steigerte.
Kraft-Wärme-Kopplung: Strom, Wärme und Kälte für das Objekt
Die Kraft-Wärme-Kopplung ist eine ziemlich unabhängige Richtung in der Entwicklung kleiner Energiequellen. Es zeichnet sich durch Individualismus aus, da es darauf ausgerichtet ist, den Bedarf eines bestimmten Objekts an Energieressourcen zu decken.
Das allererste Projekt mit dem Konzept der Kraft-Wärme-Kopplung wurde 1998 durch eine gemeinsame Anstrengung des US-Energieministeriums, des nationalen Labors ORNL und des Herstellers von Lithiumbromid-Absorptionskältemaschinen BROAD entwickelt und 2001 in den Vereinigten Staaten umgesetzt. Die Kraft-Wärme-Kopplung basiert auf dem Einsatz von Absorptionskältemaschinen, die Wärme als Hauptenergiequelle nutzen und die Erzeugung von Kälte und Wärme je nach Bedarf der Anlage ermöglichen. Gleichzeitig ist der Einsatz konventioneller Heizkessel wie bei der Kraft-Wärme-Kopplung in einem solchen System keine Voraussetzung.
Zusätzlich zur herkömmlichen Wärme- und Stromerzeugung sorgt die Kraft-Wärme-Kopplung im ABCM für die Erzeugung von Kälte (in Form von gekühltem Wasser) für technologische Zwecke oder zur Klimatisierung. Der Prozess der Stromerzeugung auf die eine oder andere Weise erfolgt mit großen Verlusten an Wärmeenergie (z. B. durch die Abgase von Generatormaschinen).
Die Einbeziehung dieser Wärme in den Prozess der Kälteerzeugung minimiert erstens Verluste und erhöht die Endeffizienz des Kreislaufs und ermöglicht zweitens eine Reduzierung des Energieverbrauchs der Anlage im Vergleich zu herkömmlichen Kälteerzeugungstechnologien mit Dampfkompressionskältemaschinen.
Die Fähigkeit, mit verschiedenen Wärmequellen (Heißwasser, Dampf, Rauchgase von Stromaggregaten, Kesseln und Öfen sowie Brennstoffen (Erdgas, Dieselkraftstoff usw.)) zu arbeiten, ermöglicht den Einsatz von ABHM in ganz unterschiedlichen Anlagen mit genauem Einsatz die Ressource, die dem Unternehmen zur Verfügung steht.
Somit kann Abwärme in der Industrie genutzt werden:
Und bei kommunalen Einrichtungen, Gewerbe- und öffentlichen Gebäuden sind verschiedene Kombinationen von Wärmequellen möglich:
Eine Kraft-Wärme-Kopplungszentrale kann auf der Grundlage des Strombedarfs berechnet und gebaut werden, oder sie kann auf dem Kühlverbrauch der Anlage basieren. Es kommt darauf an, welches der oben genannten Kriterien für den Verbraucher ausschlaggebend ist. Im ersten Fall ist die Rückgewinnung der Abwärme im ABHM möglicherweise nicht vollständig und im zweiten Fall kann es zu einer Begrenzung des selbst erzeugten Stroms kommen (der Nachschub erfolgt durch den Bezug von Strom aus dem externen Netz).
Wo ist Kraft-Wärme-Kopplung sinnvoll?
Der Anwendungsbereich der Technologie ist sehr breit: Die Kraft-Wärme-Kopplung lässt sich gleichermaßen gut in das Konzept eines öffentlichen Raums (z. B. eines großen Einkaufszentrums oder eines Flughafengebäudes) als auch in die Energieinfrastruktur eines Industrieunternehmens integrieren. Die Durchführbarkeit solcher Projekte und ihre Produktivität hängen stark von den örtlichen wirtschaftlichen und klimatischen Bedingungen und bei Industrieunternehmen auch von den Produktkosten ab.
Das erste und wichtigste Kriterium ist das Kältebedürfnis. Die häufigste Anwendung ist heute die Klimatisierung öffentlicher Gebäude. Das können Geschäftszentren, Verwaltungsgebäude, Krankenhaus- und Hotelkomplexe, Sportanlagen, Einkaufs- und Unterhaltungszentren und Wasserparks, Museen und Ausstellungspavillons, Flughafengebäude sein – kurz gesagt, alle Objekte, in denen sich viele Menschen gleichzeitig aufhalten, wo Um ein angenehmes Mikroklima zu schaffen, ist eine zentrale Klimaanlage erforderlich.
Die gerechtfertigtste Verwendung von ABHM ist für solche Objekte mit einer Fläche von 20 bis 30 Quadratmetern. m (mittelgroßes Geschäftszentrum) und endend mit gigantischen Objekten von mehreren hunderttausend Quadratmetern und noch mehr (Einkaufs- und Unterhaltungskomplexe und Flughäfen).
Bei solchen Anlagen muss jedoch nicht nur ein Bedarf an Kälte und Strom, sondern auch an Wärmebereitstellung bestehen. Darüber hinaus ist Wärmeversorgung nicht nur die Beheizung von Räumen im Winter, sondern auch die ganzjährige Versorgung der Anlage mit Warmwasser für den Warmwasserbedarf. Je umfassender die Fähigkeiten einer Kraft-Wärme-Kopplungsanlage genutzt werden, desto höher ist ihre Effizienz.
Auf der ganzen Welt gibt es viele Beispiele für den Einsatz der Kraft-Wärme-Kopplung in der Hotelbranche, beim Bau und der Modernisierung von Flughäfen, Bildungseinrichtungen, Geschäfts- und Verwaltungskomplexen, Rechenzentren und viele Beispiele in der Industrie – Textil-, Metallurgie-, Lebensmittel-, Chemie- und Zellstoffindustrie und Papier, Ingenieurwesen usw. .P.
Als Beispiel nenne ich eines der Objekte, für die das Unternehmen „» entwickelte das Konzept einer Kraft-Wärme-Kopplungs-Energiezentrale.
Beträgt der elektrische Energiebedarf eines Industrieunternehmens etwa 4 MW (erzeugt durch zwei Gaskolbeneinheiten (GPU)), ist eine Kälteversorgung von 2,1 MW erforderlich.
Die Kälte wird von einer Absorptions-Lithiumbromid-Kältemaschine erzeugt, die mit den Abgasen der Gasturbineneinheit betrieben wird. Gleichzeitig deckt eine GPU den Wärmebedarf des ABHM vollständig zu 100 % ab. Somit wird die Anlage auch bei Betrieb einer GPU immer mit der nötigen Kältemenge versorgt. Darüber hinaus behält die ABKhM auch bei Außerbetriebnahme beider Gaskolbeneinheiten die Fähigkeit zur Wärme- und Kälteerzeugung, da sie über eine Ersatzwärmequelle – Erdgas – verfügt.
Kraft-Wärme-Kopplungs-Energiezentrum
Abhängig von den Bedürfnissen des Verbrauchers, seiner Kategorie und den Redundanzanforderungen kann das Kraft-Wärme-Kopplungsschema (siehe Abbildung unten) sehr komplex sein und Energie- und Warmwasserkessel, Abhitzekessel, Dampf- oder Gasturbinen, vollständige Wasseraufbereitung usw. umfassen. usw.
Bei relativ kleinen Anlagen ist die Haupterzeugungseinheit jedoch in der Regel eine Gasturbine oder Kolbeneinheit (Gas oder Diesel) mit relativ geringer elektrischer Leistung (1–6 MW). Sie erzeugen Strom und Abwärme aus Abgas und Warmwasser, die im ABHM recycelt werden. Dabei handelt es sich um eine minimale und ausreichende Grundausstattung.
Ja, auf Hilfssysteme kann man nicht verzichten: einen Kühlturm, Pumpen, eine Reagenzienaufbereitungsstation für zirkulierendes Wasser zur Stabilisierung, ein Automatisierungssystem und elektrische Geräte, die es Ihnen ermöglichen, den erzeugten Strom für den Eigenbedarf zu nutzen.
In den meisten Fällen handelt es sich bei einem Kraft-Wärme-Kopplungszentrum um ein separates Gebäude, um Containereinheiten oder um eine Kombination dieser Lösungen, da die Anforderungen an die Platzierung von Elektro- und Wärmeerzeugungsgeräten etwas unterschiedlich sind.
Stromerzeugungsanlagen sind im Gegensatz zu ABHM ziemlich standardisiert, wenn auch technisch komplexer. Die Produktionszeit kann zwischen 6 und 12 Monaten oder sogar mehr liegen.
Die durchschnittliche Produktionszeit für ABHM beträgt 3-6 Monate (abhängig von der Kühlleistung, der Anzahl und Art der Heizquellen).
In der Regel wird die Produktion von Hilfsgeräten den gleichen Zeitraum nicht überschreiten, sodass die Gesamtdauer des Projekts zum Bau einer Kraft-Wärme-Kopplungszentrale durchschnittlich 1,5 Jahre beträgt.
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Erstens wird das Kraft-Wärme-Kopplungszentrum die Zahl der Energielieferanten auf einen reduzieren – den Gaslieferanten. Durch den Verzicht auf den Bezug von Strom und Wärme können Sie zunächst einmal alle Risiken eliminieren, die mit Unterbrechungen der Energieversorgung verbunden sind.
Der wärmebefeuerte Betrieb mit relativ kostengünstiger „Überschussenergie“ senkt die Kosten für erzeugten Strom und Wärme im Vergleich zum Kauf. Und die ganzjährige Auslastung der Heizkapazität (im Winter für die Heizung, im Sommer für die Klimatisierung und den technischen Bedarf) ermöglicht maximale Effizienz. Die Hauptvoraussetzung ist natürlich, wie bei anderen Projekten auch, die Entwicklung des richtigen Konzepts und dessen Machbarkeitsstudie.
Ein weiterer Vorteil ist die Umweltfreundlichkeit. Durch die Nutzung von Abgasen zur Erzeugung nutzbarer Energie reduzieren wir die Emissionen in die Atmosphäre. Darüber hinaus verwendet ABKhM im Gegensatz zu herkömmlichen Technologien zur Kälteerzeugung, bei denen die Kältemittel Ammoniak und Freone sind, Wasser als Kältemittel, wodurch auch die Umweltbelastung auf ein Minimum reduziert wird.
Source: habr.com