En comparación con los países europeos, donde las instalaciones de generación distribuida representan hoy casi el 30% de toda la producción, en Rusia, según diversas estimaciones, la proporción de energía distribuida hoy no supera el 5-10%. Hablemos de si el ruso ponerse al día con las tendencias mundiales y los consumidores se sienten motivados a avanzar hacia un suministro de energía independiente.
Además de los números. encontrar diferencias
Las diferencias entre el sistema de generación de electricidad distribuida en Rusia y Europa hoy en día no se limitan a las cifras; de hecho, se trata de modelos completamente diferentes tanto en estructura como desde un punto de vista económico. El desarrollo de la generación distribuida en nuestro país tuvo motivos algo distintos a los que se convirtieron en el principal impulsor de un proceso similar en Europa, que buscó compensar la falta de combustibles tradicionales involucrando fuentes de energía alternativas (incluidos recursos energéticos secundarios) en el balance de energía. En Rusia, la cuestión de reducir el costo de la compra de recursos energéticos para los consumidores en una economía planificada y la fijación de tarifas centralizadas durante mucho tiempo fue mucho menos relevante, por lo que la gente pensaba en su propia generación de electricidad principalmente en los casos en que la empresa era una Era un consumidor especialmente grande de energía y, debido a su lejanía, tenía dificultades para conectarse a las redes.
Según los estándares de la energía distribuida, las instalaciones de autogeneración tenían una capacidad bastante alta, de 10 a 500 MW (e incluso más), dependiendo de las necesidades de producción y para proporcionar electricidad y calor a los asentamientos cercanos. Dado que la transferencia de calor a distancia siempre está asociada con pérdidas importantes, se inició activamente la construcción de salas de calderas de agua caliente para las necesidades propias de las empresas y ciudades. Además, nuestras propias fuentes de energía, ya sean centrales térmicas o salas de calderas, se construyeron con gas, fueloil o carbón, y tecnologías de fuentes de energía renovables (fuentes de energía renovables), con excepción de las centrales hidroeléctricas y los recursos energéticos secundarios. (recursos energéticos secundarios) se utilizaron en casos aislados. Ahora el panorama está cambiando: poco a poco van apareciendo instalaciones de generación de energía a pequeña escala y las fuentes de energía alternativas están participando en el balance energético, aunque en menor medida.
En Occidente se está haciendo mucho para desarrollar la generación a pequeña escala y recientemente se ha generalizado el concepto de central eléctrica virtual (WPP). Se trata de un sistema que une a la mayoría de los actores del mercado de generación de electricidad: productores (desde pequeños generadores privados hasta estaciones de cogeneración) y consumidores (desde edificios residenciales hasta grandes empresas industriales). El parque eólico regula el consumo energético, suavizando los picos y redistribuyendo las cargas en tiempo real, utilizando para ello toda la potencia disponible del sistema. Pero tal evolución es imposible sin el estímulo del mercado de generación distribuida por parte del Estado y sin los correspondientes cambios en la legislación.
En Rusia, en condiciones de feroz competencia y monopolio del suministro eléctrico centralizado, la venta del excedente de electricidad producida a la red externa sigue siendo, aunque solucionable, una tarea nada sencilla desde el punto de vista de la organización y el coste del proceso. . Por lo tanto, en la actualidad, las posibilidades de que las instalaciones de energía distribuida se conviertan en un participante de pleno derecho en el mercado entre los grandes proveedores son extremadamente pequeñas.
Sin embargo, el desarrollo de la generación propia está ciertamente de moda hoy en día. El factor principal de su crecimiento es la fiabilidad del suministro energético. La dependencia de las empresas generadoras y de red aumenta los riesgos de los productores. La mayoría de las grandes instalaciones de generación en Rusia se construyeron durante la era soviética y su considerable antigüedad se hace sentir. Para un consumidor industrial, una pérdida de suministro eléctrico debido a un accidente significa un riesgo de interrupción de la producción y pérdidas evidentes. Si el deseo de reducir los riesgos va acompañado de motivos económicos (determinados principalmente por la política arancelaria del proveedor regional) y oportunidades de inversión, entonces la generación interna está 100% justificada y hoy en día cada vez más empresas industriales están preparadas (o están considerando tal oportunidad) para seguir este camino.
Por lo tanto, las perspectivas de desarrollo de la generación distribuida de energía "para las propias necesidades" en Rusia son bastante altas.
Generación propia. ¿Quién se beneficia de ello?
La economía de cada proyecto es estrictamente individual y está determinada por muchos factores. Si tratamos de generalizar lo más posible, entonces en regiones con una mayor concentración de capacidades de generación y empresas industriales, tarifas más altas para la electricidad y el calor, la propia generación de electricidad es una oportunidad objetiva de reducir significativamente el costo de la compra de recursos energéticos.
Esto también incluye regiones de difícil acceso y escasamente pobladas con infraestructura de red eléctrica poco desarrollada o inexistente, donde, por supuesto, las tarifas eléctricas son las más altas.
En las regiones donde hay menos consumidores y proveedores de electricidad, y una mayor proporción de la electricidad generada proviene de centrales hidroeléctricas, las tarifas son notablemente más bajas y la economía de tales proyectos en la industria no siempre es ventajosa. Sin embargo, para las empresas de determinadas industrias que tienen la oportunidad de utilizar combustibles alternativos, por ejemplo residuos industriales, su propia generación puede ser una excelente solución. Entonces, en la siguiente figura hay una central térmica que utiliza residuos de una empresa de procesamiento de madera.
Si hablamos de generación para necesidades de servicios públicos, edificios públicos e infraestructura comercial y social, hasta hace poco la economía de tales proyectos estaba determinada en gran medida por el nivel de desarrollo de la infraestructura energética de la región y, en no menor medida, por el costo. de conexión tecnológica de los consumidores de electricidad. Con el desarrollo de las tecnologías de trigeneración, tales restricciones dejaron de ser decisivas y el subproducto o el calor generado en el verano se hizo posible utilizar para las necesidades de aire acondicionado, lo que aumentó considerablemente la eficiencia de los centros energéticos.
Trigeneración: electricidad, calor y frío para el objeto.
La trigeneración es una dirección bastante independiente en el desarrollo de la energía a pequeña escala. Se distingue por el individualismo, ya que está enfocado a satisfacer las necesidades de un objeto específico en materia de recursos energéticos.
El primer proyecto con el concepto de trigeneración fue desarrollado en 1998 mediante un esfuerzo conjunto del Departamento de Energía de los EE. UU., el laboratorio nacional ORNL y el fabricante de máquinas de refrigeración por absorción de bromuro de litio BROAD y se implementó en los Estados Unidos en 2001. La trigeneración se basa en el uso de máquinas de refrigeración por absorción, que utilizan el calor como principal fuente de energía y permiten la producción de frío y calor en función de las necesidades de la instalación. Al mismo tiempo, el uso de calderas convencionales, como en el caso de la cogeneración, no es un requisito previo en dicho esquema.
Además del calor y la electricidad tradicionales, la trigeneración garantiza la producción de frío en el ABCM (en forma de agua helada) para necesidades tecnológicas o para aire acondicionado. El proceso de producción de electricidad de una forma u otra se produce con grandes pérdidas de energía térmica (por ejemplo, con los gases de escape de los generadores).
La incorporación de este calor en el proceso de producción de frío, en primer lugar, minimiza las pérdidas, aumentando la eficiencia final del ciclo y, en segundo lugar, permite reducir el consumo energético de la instalación en comparación con las tecnologías tradicionales de producción de frío que utilizan máquinas de refrigeración por compresión de vapor.
La capacidad de trabajar con diversas fuentes de calor (agua caliente, vapor, gases de combustión de grupos electrógenos, calderas y hornos, así como con combustible (gas natural, gasóleo, etc.) permite utilizar ABHM en instalaciones completamente diferentes, utilizando exactamente el recurso que está disponible para la empresa.
Así, el calor residual se puede aprovechar en la industria:
Y en instalaciones municipales, edificios comerciales y públicos, son posibles varias combinaciones de fuentes de calor:
Un centro de energía de trigeneración se puede calcular y construir en función de las necesidades eléctricas, o puede basarse en el consumo de refrigeración de la instalación. Depende cuál de los anteriores sea el criterio determinante para el consumidor. En el primer caso, la recuperación del calor residual en el ABHM puede no ser completa, y en el segundo, puede haber una limitación de la electricidad generada por ella misma (la reposición se realiza comprando electricidad de la red externa).
¿Dónde es beneficiosa la trigeneración?
El ámbito de aplicación de la tecnología es muy amplio: la trigeneración se puede integrar igualmente bien en el concepto de algún espacio público (por ejemplo, un gran centro comercial o un edificio de aeropuerto) y en la infraestructura energética de una empresa industrial. La viabilidad de implementar tales proyectos y su productividad dependen en gran medida de las condiciones locales, tanto económicas como climáticas, y en el caso de las empresas industriales también del costo de los productos.
El primer y más importante criterio es la necesidad de frío. Su aplicación más común hoy en día es la climatización de edificios públicos. Estos pueden ser centros de negocios, edificios administrativos, complejos hospitalarios y hoteleros, instalaciones deportivas, centros comerciales y de entretenimiento y parques acuáticos, museos y pabellones de exposiciones, edificios de aeropuertos; en una palabra, todos los objetos en los que hay muchas personas al mismo tiempo, donde Para crear un microclima confortable se requiere un sistema de aire acondicionado central.
El uso más justificado de ABHM es para objetos con un área de 20 a 30 mil metros cuadrados. m (centro de negocios de tamaño mediano) y termina con objetos gigantes de varios cientos de miles de metros cuadrados e incluso más (complejos comerciales y de entretenimiento y aeropuertos).
Pero en tales instalaciones no sólo debe haber demanda de frío y electricidad, sino también de suministro de calor. Además, el suministro de calor no consiste únicamente en la calefacción de locales en invierno, sino también en el suministro de agua caliente durante todo el año a la instalación para cubrir las necesidades de agua caliente sanitaria. Cuanto más se aprovechen las capacidades de un centro de energía de trigeneración, mayor será su eficiencia.
En todo el mundo hay muchos ejemplos del uso de la trigeneración en la industria hotelera, construcción y modernización de aeropuertos, instituciones educativas, complejos comerciales y administrativos, centros de datos y muchos ejemplos en la industria: textil, metalúrgica, alimentaria, química, celulosa. y papel, ingeniería, etc..P.
Como ejemplo, daré uno de los objetos por los cuales la empresa “» desarrolló el concepto de un centro de energía de trigeneración.
Si la demanda de energía eléctrica en una empresa industrial es de aproximadamente 4 MW (generada por dos unidades de pistón de gas (GPU)), se requiere un suministro de refrigeración de 2,1 MW.
El frío se genera mediante una máquina de refrigeración por absorción de bromuro de litio que funciona con los gases de escape de la unidad de turbina de gas. Al mismo tiempo, una GPU cubre completamente el 100% de la demanda de calor del ABHM. De este modo, incluso cuando una GPU está en funcionamiento, la planta siempre cuenta con la cantidad de frío necesaria. Además, cuando ambas unidades de pistón de gas están fuera de servicio, el ABKhM conserva la capacidad de generar calor y frío, ya que tiene una fuente de calor de respaldo: el gas natural.
Centro de Energía de Trigeneración
Dependiendo de las necesidades del consumidor, su categoría y requisitos de redundancia, el esquema de trigeneración (que se muestra en la figura siguiente) puede ser muy complejo y puede incluir calderas de energía y agua caliente, calderas de calor residual, turbinas de vapor o gas, tratamiento completo de agua, etc.
Pero para instalaciones relativamente pequeñas, la unidad generadora principal suele ser una turbina de gas o una unidad de pistón (gas o diésel) con una potencia eléctrica relativamente baja (1-6 MW). Producen electricidad y calor residual a partir de los gases de escape y del agua caliente, que se recicla en el ABHM. Se trata de un conjunto mínimo y suficiente de equipamiento básico.
Sí, no puede prescindir de sistemas auxiliares: una torre de enfriamiento, bombas, una estación de tratamiento de reactivos para la circulación del agua para estabilizarla, un sistema de automatización y equipos eléctricos que le permitan utilizar la electricidad generada para sus propias necesidades.
En la mayoría de los casos, un centro de trigeneración es un edificio separado, unidades en contenedores o una combinación de estas soluciones, ya que los requisitos para la ubicación de los equipos generadores de electricidad y calor son algo diferentes.
Los equipos de generación de electricidad están bastante estandarizados, a diferencia del ABHM, aunque técnicamente son más complejos. Su tiempo de producción puede oscilar entre 6 y 12 meses o incluso más.
El tiempo medio de producción de ABHM es de 3 a 6 meses (dependiendo de la capacidad de refrigeración, el número y los tipos de fuentes de calefacción).
Como regla general, la producción de equipos auxiliares no excederá el mismo plazo, por lo que la duración total del proyecto para la construcción de un centro de energía de trigeneración es en promedio de 1,5 años.
resultado
En primer lugar, el centro de trigeneración reducirá el número de proveedores de energía a uno: el proveedor de gas. Al eliminar la compra de electricidad y calor, puede, en primer lugar, eliminar cualquier riesgo asociado con las interrupciones en el suministro de energía.
La operación con calor que utiliza "energía excedente" relativamente económica reduce el costo de la electricidad y el calor generados en comparación con su compra. Y la carga de capacidad de calefacción durante todo el año (en invierno para calefacción, en verano para aire acondicionado y necesidades tecnológicas) permite una máxima eficiencia. Por supuesto, como ocurre con otros proyectos, la condición principal es el desarrollo del concepto correcto y su estudio de viabilidad.
Una ventaja adicional es el respeto al medio ambiente. Al utilizar los gases de escape para generar energía útil, reducimos las emisiones a la atmósfera. Además, a diferencia de las tecnologías tradicionales para producir frío, donde los refrigerantes son amoníaco y freón, ABKhM utiliza agua como refrigerante, lo que también reduce al mínimo la carga medioambiental.
Fuente: habr.com