{"id":52714,"date":"2019-11-15T00:00:00","date_gmt":"2019-11-14T21:00:00","guid":{"rendered":"https:\/\/prohoster.info\/blog\/blog_prohoster\/trigeneratsiya-alternativa-tsentralizovannomu-energosnabzheniyu"},"modified":"2020-02-18T14:00:30","modified_gmt":"2020-02-18T11:00:30","slug":"trigeneratsiya-alternativa-tsentralizovannomu-energosnabzheniyu","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/prohoster.info\/de\/blog\/news\/trigeneratsiya-alternativa-tsentralizovannomu-energosnabzheniyu","title":{"rendered":"Kraft-W\u00e4rme-Kopplung: eine Alternative zur zentralen Energieversorgung","gt_translate_keys":[{"key":"rendered","format":"text"}]},"content":{"rendered":"

Im Vergleich zu den europ\u00e4ischen L\u00e4ndern, wo heute fast 30 % der gesamten Energieerzeugung auf Objekte der dezentralen Erzeugung entfallen, liegt der Anteil der dezentralen Energieerzeugung in Russland nach verschiedenen Sch\u00e4tzungen heute bei nicht mehr als 5-10 %. Lassen Sie uns dar\u00fcber sprechen, ob es Chancen f\u00fcr die russische dezentralen Energieerzeugung <\/a><\/noindex>gibt, die weltweiten Trends aufzuholen, und ob die Verbraucher Anreize haben, in Richtung einer unabh\u00e4ngigen Energieversorgung zu gehen.\u00a0\u00a0<\/p>\n

\"Kraft-W\u00e4rme-Kopplung:Quelle<\/a><\/noindex>
\n<\/a><\/noindex><\/p>\n

Neben den Zahlen. Finde die Unterschiede<\/h2>\n

\nDie Unterschiede zwischen dem System der dezentralen Stromerzeugung in Russland und Europa beschr\u00e4nken sich heute nicht nur auf Zahlen \u2013 es sind im Grunde v\u00f6llig unterschiedliche Modelle, sowohl hinsichtlich der Struktur als auch der wirtschaftlichen Perspektive. Die Entwicklung der dezentralen Erzeugung in unserem Land hatte Motive, die sich etwas von denen unterschieden, die in Europa zur Haupttriebkraft eines solchen Prozesses geworden sind. Europa strebte danach, den Mangel an traditionellen Brennstoffen durch die Einbeziehung alternativer Energiequellen (einschlie\u00dflich sekund\u00e4rer Energieressourcen) in den Energiehaushalt auszugleichen. In Russland hingegen hatte die Frage der Kostensenkung f\u00fcr Energieressourcen f\u00fcr Verbraucher unter den Bedingungen einer Planwirtschaft und einer zentralisierten Preisgestaltung lange Zeit eine deutlich geringere Relevanz. Daher wurde \u00fcber die eigene Stromerzeugung im Wesentlichen nur dann nachgedacht, wenn ein Unternehmen ein besonders gro\u00dfer Energieverbraucher war und aufgrund seiner Abgeschiedenheit Schwierigkeiten hatte, sich an die Netze anzuschlie\u00dfen.<\/p>\n

Im Bereich der dezentralen Energieversorgung hatten Eigenstromerzeugungsanlagen eine relativ hohe Leistung \u2013 von 10 bis 500 MW (oder sogar mehr) \u2013 je nach den Bed\u00fcrfnissen der Produktion und zur Versorgung der n\u00e4chstgelegenen Gemeinden mit Elektrizit\u00e4t und W\u00e4rme. Da die W\u00e4rme\u00fcbertragung \u00fcber gr\u00f6\u00dfere Entfernungen immer mit erheblichen Verlusten verbunden ist, wurden aktiv Heizkessel f\u00fcr die Eigenbedarfsdeckung von Unternehmen und St\u00e4dten gebaut. Dar\u00fcber hinaus wurden die eigenen Energiequellen \u2013 seien es Heizkraftwerke oder Kesselanlagen \u2013 mit Gas, Heiz\u00f6l oder Kohle betrieben, w\u00e4hrend die Technologien erneuerbarer Energiequellen (mit Ausnahme von Wasserkraftwerken) und sekund\u00e4ren Energieressourcen nur in Einzelf\u00e4llen Anwendung fanden. Jetzt \u00e4ndert sich das Bild: Allm\u00e4hlich kommen Anlagen zur dezentralen Stromerzeugung hinzu, und alternative Energiequellen werden, wenn auch in geringerem Ma\u00dfe, in den Energiemix integriert.<\/p>\n

Im Westen wird viel f\u00fcr die Entwicklung der dezentralen Erzeugung getan, und k\u00fcrzlich hat das Konzept des virtuellen Kraftwerks (VKW) an Verbreitung gewonnen. Es handelt sich um ein System, das einen Gro\u00dfteil der Marktakteure der Stromerzeugung \u2013 von kleinen Erzeugern privater Haushalte bis hin zu Blockheizkraftwerken \u2013 und Verbraucher (von Wohnh\u00e4usern bis zu gro\u00dfen Industrieunternehmen) vereint. Das VKW reguliert den Energieverbrauch, gl\u00e4ttet Lastspitzen und verteilt die Lasten in Echtzeit unter Nutzung aller verf\u00fcgbaren Kapazit\u00e4ten des Systems. Eine solche Evolution ist jedoch ohne staatliche Anreize f\u00fcr den dezentralen Erzeugungsmarkt und ohne entsprechende \u00c4nderungen in der Gesetzgebung nicht m\u00f6glich.\u00a0<\/p>\n

In Russland bleibt der Verkauf von \u00fcbersch\u00fcssig erzeugtem Strom an das externe Netz unter den Bedingungen harter Konkurrenz und der Monopolisierung der zentralisierten Stromversorgung eine zwar l\u00f6sbare, jedoch alles andere als einfache organisatorische und kostenintensive Aufgabe. Daher sind die Chancen, ein vollwertiger Marktteilnehmer unter den gro\u00dfen Anbietern im Bereich der dezentralen Energieversorgung zu werden, derzeit \u00e4u\u00dferst gering.<\/p>\n

Dennoch ist die Entwicklung eigener Energieerzeugung heute zweifellos im Trend. Der Hauptfaktor f\u00fcr ihr Wachstum ist die Zuverl\u00e4ssigkeit der Energieversorgung. Die Abh\u00e4ngigkeit von Erzeugungs- und Netzgesellschaften erh\u00f6ht die Risiken f\u00fcr die Produzenten. Die meisten gro\u00dfen Erzeugungsanlagen in Russland wurden noch zu Zeiten der Sowjetunion gebaut, und ihr solides Alter macht sich bemerkbar. F\u00fcr industrielle Verbraucher stellt die Unterbrechung der Energieversorgung aufgrund eines Ausfalls ein Risiko f\u00fcr die Produktionsstilllegung und offensichtliche Verluste dar. Wenn der Wunsch, Risiken zu minimieren, von wirtschaftlichen Motiven (die haupts\u00e4chlich durch die Tarifpolitik des regionalen Anbieters bestimmt werden) und Investitionsm\u00f6glichkeiten begleitet wird, rechtfertigt sich die eigene Erzeugung zu 100 %, und immer mehr industrielle Unternehmen sind heute bereit (oder ziehen in Betracht, diese M\u00f6glichkeit f\u00fcr sich zu pr\u00fcfen), diesen Weg zu gehen.<\/p>\n

Daher sind die Entwicklungsperspektiven der verteilten Stromerzeugung \u201ef\u00fcr den Eigenbedarf\u201c in Russland ziemlich hoch.<\/p>\n

Eigene Erzeugung. Wer profitiert davon<\/h2>\n

\nDie Wirtschaftlichkeit jedes Projekts ist streng individuell und wird von vielen Faktoren bestimmt. Wenn man dies maximal verallgemeinern m\u00f6chte, ist die eigene Stromerzeugung in Regionen mit einer h\u00f6heren Konzentration von Erzeugungskapazit\u00e4ten und Industrieunternehmen, h\u00f6heren Strom- und W\u00e4rmepreisen eine objektive Chance, die Kosten f\u00fcr den Erwerb von Energieressourcen erheblich zu senken.<\/p>\n

Hierzu z\u00e4hlen auch schwer zug\u00e4ngliche und d\u00fcnn besiedelte Regionen mit schwach ausgepr\u00e4gter oder sogar nicht vorhandener Infrastruktur der Elektrosysteme, wo die Strompreise zweifellos am h\u00f6chsten sind.<\/p>\n

In Regionen mit weniger Verbrauchern und Stromanbietern, in denen auch ein gr\u00f6\u00dferer Anteil der erzeugten Elektrizit\u00e4t aus Wasserkraftwerken stammt, sind die Tarife deutlich niedriger, und die Wirtschaftlichkeit solcher Projekte in der Industrie ist nicht immer vorteilhaft. F\u00fcr Unternehmen bestimmter Branchen, die alternative Brennstoffe wie Produktionsabf\u00e4lle nutzen k\u00f6nnen, kann die eigene Erzeugung jedoch eine hervorragende L\u00f6sung sein. So zeigt das folgende Bild ein Heizkraftwerk, das mit Abf\u00e4llen eines holzverarbeitenden Unternehmens betrieben wird.<\/p>\n

\"Kraft-W\u00e4rme-Kopplung:
\nWenn wir \u00fcber die Erzeugung f\u00fcr \u00f6ffentliche Zwecke, \u00f6ffentliche Geb\u00e4ude und die Objekte der kommerziellen und sozialen Infrastruktur sprechen, dann wurde die Wirtschaftlichkeit solcher Projekte bis vor kurzem ma\u00dfgeblich durch den Entwicklungsstand der Energieinfrastruktur in der Region und, nicht weniger wichtig, die Kosten f\u00fcr die technische Anbindung von Stromverbrauchern bestimmt. Mit der Entwicklung der Trigenerationstechnologien haben solche Einschr\u00e4nkungen faktisch aufgeh\u00f6rt, entscheidend zu sein; das Neben- oder erzeugte W\u00e4rme in den Sommermonaten kann nun f\u00fcr die Klimatisierung genutzt werden, was die Effizienz der Energiezentren erheblich gesteigert hat.<\/p>\n

Trigeneration: Strom, W\u00e4rme und K\u00e4lte f\u00fcr das Objekt<\/h2>\n

\nTrigeneration ist ein recht eigenst\u00e4ndiger Entwicklungszweig der kleinen Energieerzeugung. Sie zeichnet sich durch Individualit\u00e4t aus, da sie darauf abzielt, die Bed\u00fcrfnisse eines bestimmten Objekts in Bezug auf Energieressourcen zu erf\u00fcllen.<\/p>\n

Das erste Projekt mit dem Konzept der Trigeneration wurde 1998 in einer gemeinsamen Anstrengung des US-Energieministeriums, des nationalen Labors ORNL und des Herstellers von Absorptionsk\u00e4ltemaschinen BROAD entwickelt und 2001 in den USA realisiert. Trigeneration basiert auf der Anwendung von Absorptionsk\u00e4ltemaschinen, die W\u00e4rme als Hauptenergietr\u00e4ger nutzen und die Erzeugung von K\u00e4lte und W\u00e4rme je nach den Anforderungen des Objekts erm\u00f6glichen. Dabei ist die Verwendung gew\u00f6hnlicher Kessel, wie sie in der Kraft-W\u00e4rme-Kopplung eingesetzt werden, in einem solchen Schema keine zwingende Voraussetzung.<\/p>\n

Neben der traditionellen W\u00e4rme und Elektrizit\u00e4t sorgt Trigeneration auch f\u00fcr die Produktion von K\u00e4lte in Absorptionsk\u00e4ltemaschinen (in Form von gek\u00fchltem Wasser) f\u00fcr technologische Bed\u00fcrfnisse oder zur Klimatisierung von R\u00e4umen. Der Prozess der Stromproduktion erfolgt mehr oder weniger mit hohen Verlusten an W\u00e4rmeenergie (z.B. durch Abgase von Generatormaschinen).<\/p>\n

Die Einbindung dieser W\u00e4rme in den K\u00e4lteerzeugungsprozess minimiert erstens die Verluste und erh\u00f6ht die Gesamtwirkungsgrad des Zyklus und erm\u00f6glicht es zweitens, den Stromverbrauch des Objekts im Vergleich zu herk\u00f6mmlichen K\u00e4ltetechnologien, die Dampfdruckk\u00e4ltemaschinen einsetzen, zu senken.<\/p>\n

Die M\u00f6glichkeit, mit verschiedenen W\u00e4rmequellen (hei\u00dfes Wasser, Dampf, Abgase von Generatoren, Kesseln und \u00d6fen sowie Brennstoffen wie Erdgas, Diesel usw.) zu arbeiten, erm\u00f6glicht den Einsatz von ABHM in verschiedenen Objekten, wobei genau die Ressource genutzt wird, die dem Unternehmen zur Verf\u00fcgung steht.<\/p>\n

In der Industrie kann Abw\u00e4rme genutzt werden:<\/p>\n

\"Kraft-W\u00e4rme-Kopplung:
\nIn st\u00e4dtischen Einrichtungen, gewerblichen und \u00f6ffentlichen Geb\u00e4uden sind verschiedene Kombinationen von W\u00e4rmequellen m\u00f6glich:<\/p>\n

\"Kraft-W\u00e4rme-Kopplung:
\n\"Kraft-W\u00e4rme-Kopplung:
\n\"Kraft-W\u00e4rme-Kopplung:
\nEin trigeneratives Energiezentrum kann basierend auf dem Bedarf an Elektrizit\u00e4t oder dem K\u00e4ltebedarf des Objekts geplant und gebaut werden, abh\u00e4ngig davon, welche der beiden Optionen f\u00fcr den Verbraucher entscheidend ist. Im ersten Fall kann die Nutzung der Nebenw\u00e4rme in ABHM unvollst\u00e4ndig sein, w\u00e4hrend im zweiten Fall eine Begrenzung der selbst erzeugten Elektrizit\u00e4t auftreten kann (die Nachbeschaffung erfolgt durch den Einkauf von Strom aus dem externen Netz).<\/p>\n

Wo sich Trigeneration lohnt<\/h2>\n

\nDie Anwendungsbereiche der Technologie sind sehr vielf\u00e4ltig: Trigeneration kann sowohl in das Konzept eines \u00f6ffentlichen Raumes (wie beispielsweise eines gro\u00dfen Einkaufszentrums oder eines Flughafengeb\u00e4udes) als auch in die Energieinfrastruktur eines Industrieunternehmens gut integriert werden. Die Sinnhaftigkeit solcher Projekte und deren Produktivit\u00e4t h\u00e4ngen stark von den lokalen Bedingungen, sowohl wirtschaftlichen als auch klimatischen, ab und f\u00fcr Industrieunternehmen zus\u00e4tzlich von den Kosten f\u00fcr die hergestellten Produkte.<\/p>\n

Das erste und wichtigste Kriterium ist der K\u00e4ltebedarf. Die am weitesten verbreitete Anwendung ist derzeit die Klimatisierung \u00f6ffentlicher Geb\u00e4ude. Dazu geh\u00f6ren B\u00fcrokomplexe, Verwaltungsgeb\u00e4ude, Krankenhaus- und Hotelanlagen, Sporteinrichtungen, Einkaufs- und Freizeitcenter, Wasserparks, Museen und Ausstellungspl\u00e4tze, Flughafenanlagen \u2013 kurzum, alle Einrichtungen, in denen sich gleichzeitig viele Menschen aufhalten und wo ein zentralisiertes Klimatisierungssystem f\u00fcr ein angenehmes Mikroklima erforderlich ist.<\/p>\n

Die Anwendung von TRIGEN f\u00fcr solche Objekte ist am sinnvollsten f\u00fcr Fl\u00e4chen von 20-30 Tausend Quadratmetern (mittelgro\u00dfe B\u00fcrozentren) bis hin zu riesigen Objekten von mehreren Hunderttausend Quadratmetern und mehr (Einkaufs- und Freizeitzentren sowie Flugh\u00e4fen).<\/p>\n

Doch an solchen Objekten sollte die Nachfrage nicht nur nach K\u00e4lte und Elektrizit\u00e4t, sondern auch nach W\u00e4rmeversorgung bestehen. Dabei umfasst die W\u00e4rmeversorgung nicht nur die Heizung der R\u00e4ume im Winter, sondern auch die ganzj\u00e4hrige Bereitstellung von Warmwasser f\u00fcr den Bedarf der Warmwasserversorgung. Je vollst\u00e4ndiger die M\u00f6glichkeiten des trigenerativen Energiezentrums genutzt werden, desto h\u00f6her ist dessen Effizienz.<\/p>\n

Weltweit gibt es zahlreiche Beispiele f\u00fcr den Einsatz von Trigeneration in der Hotelbranche, im Bau und in der Modernisierung von Flugh\u00e4fen, in Bildungseinrichtungen, in Gesch\u00e4fts- und Verwaltungszentren, in Rechenzentren und zahlreiche Beispiele in der Industrie \u2013 Textil-, Metallurgie-, Lebensmittel-, Chemie-, Zellstoff- und Papierindustrie, Maschinenbau usw.<\/p>\n

Als Beispiel nenne ich eines der Objekte, f\u00fcr das in der Firma «Erster Ingenieur<\/a><\/noindex>» das Konzept eines trigenerativen Energiezentrums entwickelt wurde.<\/p>\n

Bei einem Bedarf an elektrischer Energie in einem Industriebetrieb von etwa 4 MW (erzeugt von zwei gasbetriebenen Motoren (GPM)), wird eine K\u00fchlung von 2,1 MW ben\u00f6tigt.<\/p>\n

K\u00e4lte wird von einer Absorptionsbromid-Lithium-K\u00e4ltemaschine erzeugt, die mit den Abgasen der GPM betrieben wird. Dabei deckt eine GPM vollst\u00e4ndig 100 % des W\u00e4rmebedarfs der TRIG ab. Somit ist die Anlage selbst bei Betrieb einer GPM immer mit der erforderlichen K\u00e4lte versorgt. Dar\u00fcber hinaus beh\u00e4lt die TRIG die F\u00e4higkeit zur W\u00e4rme- und K\u00e4ltegenerierung bei, auch wenn beide gasbetriebenen Motoren abgeschaltet sind, da sie \u00fcber eine W\u00e4rmequelle \u2014 Erdgas \u2014 verf\u00fcgt.<\/p>\n

Trigeneratives Energiezentrum<\/h2>\n

\nJe nach den Bed\u00fcrfnissen des Verbrauchers, seiner Kategorie und den Anforderungen an die Sicherstellung kann das Trigenerationsschema (siehe Abbildung unten) sehr komplex sein und Energiekessel, Warmwasserbereiter, Abfallwirtschafts- und Dampf- oder Gasturbinen sowie eine vollst\u00e4ndige Wasseraufbereitung beinhalten.<\/p>\n

\"Kraft-W\u00e4rme-Kopplung:<\/a><\/noindex>
\nF\u00fcr relativ kleine Objekte dient normalerweise eine Gasturbine oder eine Kolbenanlage (mit Gas oder Diesel) mit vergleichsweise geringer elektrischer Leistung (1-6 MW) als Hauptstromerzeugungseinheit. Sie produzieren Elektrizit\u00e4t und Abw\u00e4rme in Form von Abgasen und warmem Wasser, die in der KWK genutzt werden. Das ist eine minimale, aber ausreichende Ausstattung mit grundlegenden Ger\u00e4ten.<\/p>\n

\"Kraft-W\u00e4rme-Kopplung:
\nJa, hier kommt man nicht ohne Hilfssysteme aus: K\u00fchlt\u00fcrme, Pumpen, eine Reagenzaufbereitungsstation f\u00fcr die Stabilisierung des Umlaufwassers, ein Automatisierungssystem und die Elektroversorgung, die es erm\u00f6glicht, den erzeugten Strom f\u00fcr den Eigenbedarf zu nutzen.<\/p>\n

In den meisten F\u00e4llen ist das Blockheizkraftwerk ein freistehendes Geb\u00e4ude oder Containerbl\u00f6cke oder eine Kombination dieser L\u00f6sungen, da die Anforderungen an die Unterbringung der Elektro- und W\u00e4rmeerzeugungsanlagen unterschiedlich sind.<\/p>\n

Die elektrischen Erzeugungsanlagen sind relativ standardisiert im Vergleich zur KWK, obwohl sie technisch komplexer sind. Die Fertigungszeiten k\u00f6nnen von 6 bis 12 Monaten und sogar l\u00e4nger betragen.<\/p>\n

Die durchschnittliche Herstellungszeit f\u00fcr die KWK betr\u00e4gt 3-6 Monate (je nach K\u00e4lteerzeugungskapazit\u00e4t, der Anzahl und Art der Heizquellen).<\/p>\n

In der Regel wird die Herstellung von Hilfsger\u00e4ten die gleichen Fristen nicht \u00fcberschreiten, daher betr\u00e4gt die durchschnittliche Gesamtdauer der Umsetzung eines Projekts zur Errichtung eines Blockheizkraftwerks etwa 1,5 Jahre.<\/p>\n

Ergebnis<\/h2>\n

\nErstens erm\u00f6glicht das Blockheizkraftwerk die Reduzierung der Zahl der Energieanbieter auf einen \u2013 den Gasanbieter. Durch den Ausschluss des Kaufs von Strom und W\u00e4rme k\u00f6nnen vor allem alle Risiken im Zusammenhang mit Energiesch alternationen ausgeschlossen werden.<\/p>\n

Die Nutzung von W\u00e4rme mit relativ kosteng\u00fcnstiger '\u00dcberkapazit\u00e4t' senkt die Kosten f\u00fcr die erzeugte Elektrizit\u00e4t und W\u00e4rme im Vergleich zum Kauf. Zudem erm\u00f6glicht die ganzj\u00e4hrige Auslastung der Erzeugungskapazit\u00e4ten f\u00fcr W\u00e4rme (im Winter zum Heizen, im Sommer zur Klimatisierung und f\u00fcr technologische Bed\u00fcrfnisse) eine maximale Effizienz. Nat\u00fcrlich ist, wie bei anderen Projekten, die grundlegende Bedingung die Entwicklung des richtigen Konzepts und dessen technische und wirtschaftliche Machbarkeitsstudie.<\/p>\n

Zus\u00e4tzliche Vorteile sind die Umweltfreundlichkeit. Durch die Nutzung von Abgasen zur Gewinnung n\u00fctzlicher Energie reduzieren wir die Emissionen in die Atmosph\u00e4re. Dar\u00fcber hinaus verwendet das ABHM im Gegensatz zu herk\u00f6mmlichen K\u00e4ltetechnologien, bei denen Ammoniak und FCKW als K\u00e4ltemittel eingesetzt werden, Wasser als K\u00e4ltemittel, was auch die \u00f6kologische Belastung auf ein Minimum reduziert.
\n
Quelle: habr.com<\/a><\/p>","protected":false,"gt_translate_keys":[{"key":"rendered","format":"html"}]},"excerpt":{"rendered":"

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