Võrreldes Euroopa riikidega, kus hajutatud tootmisrajatised moodustavad täna peaaegu 30% kogu toodangust, ei ole Venemaal erinevatel hinnangutel praegu hajutatud energia osakaal suurem kui 5-10%. Räägime sellest, kas vene globaalsetele trendidele järele jõuda ja tarbijad on motiveeritud liikuma iseseisva energiavarustuse poole.
Peale numbrite. Leia erinevused
Erinevused hajutatud elektritootmissüsteemi vahel Venemaal ja Euroopas ei piirdu tänapäeval vaid numbritega – tegelikult on need nii struktuurilt kui ka majanduslikult täiesti erinevad mudelid. Hajatootmise arengul meie riigis olid motiivid, mis olid mõnevõrra erinevad motiividest, mis said Euroopas sarnase protsessi peamiseks tõukejõuks, mille käigus püüti kompenseerida traditsiooniliste kütuste puudust alternatiivsete energiaallikate (sh sekundaarsete energiaallikate) kaasamisega. energia tasakaal. Venemaal oli plaanimajanduses ja tsentraliseeritud tariifide kehtestamises pikka aega tarbijatele energiaressursside ostmise kulude vähendamise küsimus palju vähem aktuaalne, seetõttu mõeldi oma elektritootmisele peamiselt juhtudel, kui ettevõte oli eriti suur energiatarbija ja oma kauguse tõttu oli tal raskusi võrkudega ühendamisega.
Hajutatud energia standardite järgi olid omatootmisrajatised üsna suure võimsusega - 10 kuni 500 MW (ja isegi rohkem) - olenevalt tootmisvajadusest ning lähiasulate elektri ja soojuse varustamiseks. Kuna soojuse ülekandmine vahemaade taha on alati seotud oluliste kadudega, hakati aktiivselt ehitama sooja vee katlamaju ettevõtete ja linnade oma vajadusteks. Lisaks ehitati meie oma energiaallikad, olgu need siis soojuselektrijaamad või katlamajad gaasi, kütteõli või kivisöe ning taastuvate energiaallikate (taastuvate energiaallikate) tehnoloogiatele, välja arvatud hüdroelektrijaamad, ja sekundaarsetele energiaressurssidele. (sekundaarsed energiaallikad) kasutati üksikjuhtudel. Nüüd on pilt muutumas: tasapisi tekivad väikesemahulised elektritootmisrajatised ja energiabilansi kaasatakse alternatiivseid energiaallikaid, kuigi vähemal määral.
Läänes tehakse palju väiketootmise arendamiseks ning viimasel ajal on laialt levinud virtuaalse elektrijaama (VJP) kontseptsioon. Tegemist on süsteemiga, mis ühendab enamikku elektritootmise turu tegijaid – tootjaid (väikeste eratootjatest koostootmisjaamadeni) ja tarbijaid (elamutest suurte tööstusettevõteteni). Tuulepark reguleerib energiatarbimist, siludes tippe ja jaotades koormusi ümber reaalajas, kasutades selleks kogu olemasolevat süsteemivõimsust. Kuid selline areng on võimatu ilma hajustootmise turu riikliku stimuleerimiseta ja ilma vastavate muudatusteta seadusandluses.
Venemaal jääb karmi konkurentsi ja tsentraliseeritud toiteallika monopoli tingimustes toodetud elektri ülejäägi müük välisvõrku, kuigi lahendatav, ülesanne, mis protsessi korraldamise ja maksumuse seisukohast pole kaugeltki lihtne. . Seetõttu on praegu võimalus, et hajutatud energiaobjektid saavad suurte tarnijate seas täieõiguslikuks turuosaliseks, äärmiselt väikesed.
Sellegipoolest on majasisese põlvkonna arendamine täna kindlasti trendikas. Selle kasvu peamine tegur on energiavarustuse usaldusväärsus. Sõltuvus tootmis- ja võrguettevõtetest suurendab tootjate riske. Suurem osa Venemaa suurtest tootmisrajatistest on ehitatud nõukogude ajal ja nende märkimisväärne vanus annab tunda. Tööstustarbija jaoks tähendab õnnetuse tõttu toiteallika katkemine tootmisseisaku ja ilmsete kadude ohtu. Kui riskide vähendamise sooviga kaasnevad majanduslikud motiivid (mille määrab peamiselt piirkondliku tarnija tariifipoliitika) ja investeerimisvõimalused, siis on majasisene tootmine 100% õigustatud ning üha enam tööstusettevõtteid on täna selleks valmis (või kaaluvad). selline võimalus) seda teed järgida.
Seetõttu on "oma vajadusteks" hajutatud elektritootmise arenguväljavaated Venemaal üsna kõrged.
Oma põlvkond. Kellele see kasulik on?
Iga projekti ökonoomika on rangelt individuaalne ja selle määravad paljud tegurid. Kui püüda võimalikult üldistada, siis suurema tootmisvõimsuste ja tööstusettevõtete kontsentratsiooniga piirkondades, kus elektri ja soojuse tariifid on kõrgemad, on oma elektritootmine objektiivne võimalus energiaressursside ostmise kulusid oluliselt vähendada.
Siia alla kuuluvad ka halvasti arenenud või olematu elektrivõrgu infrastruktuuriga raskesti ligipääsetavad ja hõredalt asustatud piirkonnad, kus elektritariifid on loomulikult kõige kõrgemad.
Piirkondades, kus tarbijaid ja elektritarnijaid on vähem ning suurem osa toodetavast elektrist tuleb hüdroelektrijaamadest, on tariifid märgatavalt madalamad ning selliste projektide ökonoomsus tööstuses ei ole alati soodne. Kuid teatud tööstusharude ettevõtetele, kellel on võimalus kasutada alternatiivset kütust, näiteks tööstusjäätmeid, võib nende enda tekitamine olla suurepärane lahendus. Niisiis on alloleval joonisel soojuselektrijaam, mis kasutab puidutöötlemisettevõtte jäätmeid.
Kui me räägime tootmisest kommunaalteenuste tarbeks, ühiskondlikest hoonetest ning äri- ja sotsiaalsest infrastruktuurist, siis kuni viimase ajani määras selliste projektide ökonoomsuse suuresti piirkonna energiataristu arengutase ja mitte vähemal määral maksumus. elektritarbijate tehnoloogiline ühendamine. Trigeneratsioonitehnoloogiate arenedes lakkasid sellised piirangud tegelikult omast määravat ning suvist kõrvalsaadust või tekkivat soojust sai võimalikuks kasutada kliimaseadmete vajadusteks, mis suurendas oluliselt energiakeskuste efektiivsust.
Trigeneratsioon: objektil elekter, soojus ja külm
Kolmikgeneratsioon on väikeenergia arendamisel üsna iseseisev suund. Seda eristab individualism, kuna see on keskendunud konkreetse objekti energiaressursside vajaduste rahuldamisele.
Kõige esimene projekt trigeneratsiooni kontseptsiooniga töötati välja 1998. aastal USA energeetikaministeeriumi, riikliku labori ORNL ja liitiumbromiidi absorptsioonkülmutusmasinate tootja BROAD ühistööna ning rakendati Ameerika Ühendriikides 2001. aastal. Trigeneratsioon põhineb absorptsioonkülmutusmasinate kasutamisel, mis kasutavad peamise energiaallikana soojust ning võimaldavad toota külma ja soojust olenevalt rajatise vajadustest. Samas ei ole sellises skeemis eelduseks tavakatelde kasutamine, nagu koostootmises.
Lisaks traditsioonilisele soojusele ja elektrile tagab tritootmine ABCM-is külma tootmise (jahutatud vee kujul) tehnoloogilisteks vajadusteks või konditsioneerimiseks. Elektrienergia tootmise protsess ühel või teisel viisil toimub suurte soojusenergia kadudega (näiteks generaatormasinate heitgaasidega).
Selle soojuse kaasamine külma tootmisprotsessi minimeerib esiteks kadusid, suurendades tsükli lõplikku efektiivsust ja teiseks võimaldab see vähendada rajatise energiatarbimist võrreldes traditsiooniliste külmtootmistehnoloogiatega, kasutades aurukompressiooniga külmutusmasinaid.
Võimalus töötada erinevatel soojusallikatel (soe vesi, aur, generaatorikomplektide, katelde ja ahjude suitsugaasid, aga ka kütus (maagaas, diislikütus jne) võimaldab kasutada ABHM-i täiesti erinevates rajatistes, kasutades seda täpselt ressurss, mis on ettevõtte käsutuses.
Seega saab heitsoojust kasutada tööstuses:
Ja munitsipaalrajatistes, äri- ja avalikes hoonetes on võimalikud erinevad soojusallikate kombinatsioonid:
Trigeneratsioonienergiakeskuse saab arvutada ja ehitada lähtuvalt elektrivajadusest või lähtuda objekti jahutustarbimisest. See sõltub sellest, milline ülalnimetatutest on tarbija jaoks määravaks kriteeriumiks. Esimesel juhul ei pruugi heitsoojuse taaskasutamine ABHM-is olla täielik ja teisel juhul võib tekkida piirang enda toodetud elektrienergiale (täiendamine toimub välisvõrgust elektri ostmisega).
Kus on trigeneratsioon kasulik?
Tehnoloogia rakendusala on väga lai: trigeneratsiooni saab ühtviisi hästi integreerida nii mõne avaliku ruumi (näiteks suure kaubanduskeskuse või lennujaamahoone) kontseptsiooni kui ka tööstusettevõtte energiataristusse. Selliste projektide elluviimise otstarbekus ja tootlikkus sõltuvad tugevalt kohalikest, nii majanduslikest kui kliimatingimustest, ning tööstusettevõtete jaoks ka toodete maksumusest.
Esimene ja kõige olulisem kriteerium on külmavajadus. Selle kõige levinum rakendus tänapäeval on avalike hoonete kliimaseade. Need võivad olla ärikeskused, administratiivhooned, haigla- ja hotellikompleksid, spordirajatised, kaubandus- ja meelelahutuskeskused ning veepargid, muuseumid ja näitusepaviljonid, lennujaamahooned – ühesõnaga kõik objektid, kus viibib korraga palju inimesi, kus mugava mikrokliima loomiseks on vaja keskkliimasüsteemi.
ABHM-i kõige põhjendatum kasutamine on selliste objektide jaoks, mille pindala on 20-30 tuhat ruutmeetrit. m (keskmise suurusega ärikeskus) ja lõpetades hiiglaslike objektidega, mille suurus on mitusada tuhat ruutmeetrit ja isegi rohkem (kaubandus- ja meelelahutuskompleksid ning lennujaamad).
Kuid sellistes rajatistes peab olema nõudlus mitte ainult külma ja elektri, vaid ka soojusvarustuse järele. Pealegi ei ole soojusvarustus mitte ainult ruumide kütmine talvel, vaid ka aastaringne sooja vee tarnimine objektile sooja tarbevee vajadusteks. Mida täielikumalt kasutatakse trigeneratsiooni energiakeskuse võimalusi, seda suurem on selle kasutegur.
Üle maailma on palju näiteid trigeneratsiooni kasutamisest hotellitööstuses, lennujaamade, haridusasutuste, äri- ja halduskomplekside, andmekeskuste ehitamisel ja moderniseerimisel ning palju näiteid tööstuses - tekstiili-, metallurgia-, toiduaine-, keemia-, tselluloositööstuses. ja paber, tehnika jne. .P.
Näitena toon ühe objektidest, mille jaoks firma "» töötas välja trigeneratsiooni energiakeskuse kontseptsiooni.
Kui tööstusettevõtte elektrienergia nõudlus on umbes 4 MW (toodetakse kahe gaasikolbseadmega (GPU)), on vaja 2,1 MW jahutust.
Külma tekitab üks liitiumbromiidi absorptsiooniga külmutusmasin, mis töötab gaasiturbiini agregaadi heitgaasidel. Samal ajal katab üks GPU täielikult 100% ABHM-i soojusvajadusest. Seega, isegi kui üks GPU töötab, on tehas alati varustatud vajaliku koguse külmaga. Peale selle, kui mõlemad gaasikolviüksused tööst välja lülitatakse, säilib ABKhM võime genereerida soojust ja külma, kuna sellel on varusoojusallikas - maagaas.
Trigeneratsiooni energiakeskus
Olenevalt tarbija vajadustest, selle kategooriast ja koondamisnõuetest võib trigeneratsiooniskeem (näidatud alloleval joonisel) olla väga keeruline ja võib hõlmata energia- ja soojaveeboilereid, heitsoojusboilereid, auru- või gaasiturbiine, vee täielikku töötlemist, jne.
Kuid suhteliselt väikeste rajatiste puhul on peamiseks generaatoriks tavaliselt suhteliselt väikese elektrivõimsusega (1–6 MW) gaasiturbiin või kolbseade (gaas või diisel). Nad toodavad elektrit ja heitsoojust heitgaasist ja kuumast veest, mis taaskasutatakse ABHM-is. See on minimaalne ja piisav põhivarustuse komplekt.
Jah, ilma abisüsteemideta ei saa hakkama: jahutustorn, pumbad, vee stabiliseerimiseks tsirkuleeriva reaktiivi puhastusjaam, automaatikasüsteem ja elektriseadmed, mis võimaldavad toodetud elektrit enda tarbeks kasutada.
Enamasti on trigeneratsioonikeskus eraldi hoone või konteinerplokid või nende lahenduste kombinatsioon, kuna nõuded elektri- ja soojusseadmete paigutusele on mõnevõrra erinevad.
Elektritootmisseadmed on erinevalt ABHM-ist üsna standardiseeritud, kuigi tehniliselt keerukamad. Selle tootmisaeg võib ulatuda 6 kuni 12 kuud või isegi rohkem.
ABHMi keskmine tootmisaeg on 3-6 kuud (olenevalt jahutusvõimsusest, kütteallikate arvust ja tüüpidest).
Abiseadmete tootmine ei ületa reeglina sama ajaraami, seega on kolmetootmisenergiakeskuse rajamise projekti kogukestus keskmiselt 1,5 aastat.
Tulemus
Esiteks vähendab kolmetootmiskeskus energiatarnijate arvu ühele – gaasitarnijale. Välistades elektri ja soojuse ostmise, saate ennekõike välistada kõik energiavarustuse katkestustega seotud riskid.
Suhteliselt odavat "ülejääkenergiat" kasutav soojusküttel töötamine vähendab toodetud elektri ja soojuse kulusid võrreldes selle ostmisega. Ja aastaringne küttevõimsuse laadimine (talvel kütteks, suvel konditsioneerimiseks ja tehnoloogilisteks vajadusteks) võimaldab maksimaalset efektiivsust. Muidugi, nagu ka teiste projektide puhul, on põhitingimuseks õige kontseptsiooni väljatöötamine ja selle teostatavusuuring.
Täiendav eelis on keskkonnasõbralikkus. Kasutades heitgaase kasuliku energia tootmiseks, vähendame heitgaase atmosfääri. Lisaks, erinevalt traditsioonilistest külma tootmise tehnoloogiatest, kus külmaaineks on ammoniaak ja freoonid, kasutab ABKhM külmutusagensina vett, mis vähendab ka keskkonnakoormust miinimumini.
Allikas: www.habr.com
