En comparación cos países europeos, onde as instalacións de xeración distribuída representan hoxe case o 30% de toda a produción, en Rusia, segundo varias estimacións, a porcentaxe de enerxía distribuída hoxe non supera o 5-10%. Imos falar sobre se o ruso poñerse ao día das tendencias globais e os consumidores están motivados para avanzar cara a un abastecemento de enerxía independente.
Ademais dos números. Atopar diferenzas
As diferenzas entre o sistema de xeración de electricidade distribuída en Rusia e en Europa hoxe non se limitan aos números; de feito, son modelos completamente diferentes tanto en estrutura como desde o punto de vista económico. O desenvolvemento da xeración distribuída no noso país tivo motivos algo diferentes aos que se converteron no principal motor dun proceso similar en Europa, que pretendía compensar a carencia de combustibles tradicionais implicando fontes de enerxía alternativas (incluíndo os recursos enerxéticos secundarios) no balance enerxético. En Rusia, a cuestión de reducir o custo da compra de recursos enerxéticos para os consumidores nunha economía planificada e a fixación de tarifas centralizadas durante moito tempo foi de moita menos relevancia, polo que a xente pensaba na súa propia xeración de electricidade principalmente nos casos en que a empresa era unha empresa. particularmente grande consumidor de enerxía e, debido á súa distancia, tiña dificultades para conectarse ás redes.
Segundo os estándares de enerxía distribuída, as instalacións de autoxeración tiñan unha capacidade bastante elevada -de 10 a 500 MW (e incluso superior)- en función das necesidades de produción e co fin de dotar de electricidade e calor aos asentamentos próximos. Dado que a transferencia de calor a distancia sempre está asociada a perdas significativas, houbo unha construción activa de caldeiras de auga quente para as necesidades propias das empresas e das cidades. Ademais, as nosas propias fontes de enerxía, xa sexan centrais térmicas ou caldeiras, foron construídas con tecnoloxías de gas, fuel ou carbón e fontes de enerxía renovables (fontes de enerxía renovables), con excepción das centrais hidroeléctricas, e dos recursos de enerxía secundaria. (recursos enerxéticos secundarios) utilizáronse en casos illados. Agora o panorama está cambiando: as instalacións de xeración eléctrica a pequena escala van aparecendo aos poucos e as fontes de enerxía alternativas están a participar no balance enerxético, aínda que en menor medida.
En Occidente, estase facendo moito para desenvolver a xeración a pequena escala, e recentemente xeneralizouse o concepto de central eléctrica virtual (WPP). Trátase dun sistema que une á maioría dos actores do mercado de xeración eléctrica: produtores (desde pequenos xeradores privados ata centrais de coxeración) e consumidores (desde edificios residenciais ata grandes empresas industriais). O parque eólico regula o consumo enerxético, suavizando os picos e redistribuíndo as cargas en tempo real, aproveitando para iso toda a potencia do sistema dispoñible. Pero tal evolución é imposible sen a estimulación do mercado de xeración distribuída por parte do Estado e sen os correspondentes cambios na lexislación.
En Rusia, en condicións de feroz competencia e de monopolio da subministración de enerxía centralizada, a venda do exceso de electricidade producida á rede externa segue sendo, aínda que solucionable, unha tarefa que dista moito de ser sinxela dende o punto de vista da organización e do custo do proceso. . Polo tanto, na actualidade, as posibilidades de que as instalacións de enerxía distribuída se convertan nun participante de pleno dereito do mercado entre os grandes provedores son extremadamente pequenas.
Non obstante, o desenvolvemento da xeración interna é certamente unha tendencia hoxe en día. O principal factor do seu crecemento é a fiabilidade do abastecemento de enerxía. A dependencia das empresas xeradoras e da rede aumenta os riscos dos produtores. A maioría das instalacións de gran xeración en Rusia foron construídas durante a era soviética, e a súa considerable idade faise sentir. Para un consumidor industrial, unha perda de subministración eléctrica por accidente supón un risco de paralización da produción e perdas evidentes. Se o desexo de reducir os riscos vai acompañado de motivos económicos (determinados principalmente pola política tarifaria do provedor rexional) e oportunidades de investimento, entón a xeración interna está xustificada ao 100% e cada vez máis empresas industriais están preparadas (ou están considerando tal oportunidade) para seguir este camiño.
Polo tanto, as perspectivas de desenvolvemento para a xeración de enerxía distribuída "para as propias necesidades" en Rusia son bastante altas.
Xeración propia. Quen se beneficia dela?
A economía de cada proxecto é estrictamente individual e está determinada por moitos factores. Se tentamos xeneralizar o máximo posible, nas rexións con maior concentración de capacidades xeradoras e empresas industriais, tarifas máis altas de electricidade e calor, a xeración de electricidade propia é unha oportunidade obxectiva para reducir significativamente o custo de compra de recursos enerxéticos.
Tamén se inclúen rexións de difícil acceso e pouco poboadas con infraestruturas de rede eléctrica pouco desenvolvidas ou inexistentes, onde, por suposto, as tarifas eléctricas son as máis altas.
Nas rexións onde hai menos consumidores e provedores de electricidade, e unha maior parte da electricidade xerada procede das centrais hidroeléctricas, as tarifas son notablemente máis baixas e a economía destes proxectos na industria non sempre é vantaxosa. Non obstante, para as empresas de determinadas industrias que teñen a oportunidade de utilizar combustibles alternativos, por exemplo, os residuos industriais, a súa propia xeración pode ser unha excelente solución. Así, na seguinte figura hai unha central térmica que utiliza residuos dunha empresa de transformación da madeira.
Se falamos de xeración para necesidades de servizos públicos, edificios públicos e infraestruturas comerciais e sociais, ata hai pouco, a economía destes proxectos estaba determinada en gran medida polo nivel de desenvolvemento da infraestrutura enerxética da rexión e, en non menor medida, polo custo. de conexión tecnolóxica dos consumidores de electricidade. Co desenvolvemento das tecnoloxías de trixeración, tales restricións deixaron de ser decisivas e os subprodutos ou a calor xerada no verán fíxose posible utilizar para as necesidades de aire acondicionado, o que aumentou moito a eficiencia dos centros enerxéticos.
Trixeración: electricidade, calor e frío para o obxecto
A trixeración é unha dirección bastante independente no desenvolvemento de enerxía a pequena escala. Caracterízase polo individualismo, posto que está enfocado a satisfacer as necesidades dun obxecto concreto de recursos enerxéticos.
O primeiro proxecto co concepto de trixeración foi desenvolvido en 1998 por un esforzo conxunto do Departamento de Enerxía dos Estados Unidos, o laboratorio nacional ORNL e o fabricante de máquinas de refrixeración de absorción de bromuro de litio BROAD e implementado nos Estados Unidos en 2001. A trixeración baséase no uso de máquinas frigoríficas de absorción, que utilizan a calor como principal fonte de enerxía e permiten a produción de frío e calor en función das necesidades da instalación. Ao mesmo tempo, o uso de caldeiras convencionais, como na coxeración, non é un requisito previo para tal esquema.
Ademais da tradicional calor e electricidade, a trixeración garante a produción de frío no ABCM (en forma de auga fría) para necesidades tecnolóxicas ou para a climatización. O proceso de produción de electricidade dun xeito ou doutro prodúcese con grandes perdas de enerxía térmica (por exemplo, cos gases de escape das máquinas xeradoras).
A implicación desta calor no proceso de produción de frío, en primeiro lugar, minimiza as perdas, aumentando a eficiencia final do ciclo, e en segundo lugar, permite reducir o consumo enerxético da instalación en comparación coas tecnoloxías tradicionais de produción de frío mediante máquinas frigoríficas por compresión de vapor.
A capacidade de traballar en diversas fontes de calor (auga quente, vapor, gases de combustión de grupos xeradores, caldeiras e fornos, así como combustibles (gas natural, gasóleo, etc.) permite o uso de ABHM en instalacións completamente diferentes, utilizando exactamente o recurso que dispón a empresa.
Así, a calor residual pódese utilizar na industria:
E en instalacións municipais, edificios comerciais e públicos, son posibles varias combinacións de fontes de calor:
Pódese calcular e construír un centro enerxético de trixeración en función das necesidades eléctricas, ou ben se basea no consumo de refrixeración da instalación. Depende de cal dos anteriores sexa o criterio determinante para o consumidor. No primeiro caso, a recuperación da calor residual no ABHM pode non ser completa, e no segundo caso, pode haber unha limitación da electricidade propia xerada (a reposición realízase mediante a compra de electricidade da rede externa).
Onde é beneficiosa a trixeración?
O ámbito de aplicación da tecnoloxía é moi amplo: a trixeración pódese integrar igualmente no concepto de algún espazo público (por exemplo, un gran centro comercial ou edificio de aeroportos) e na infraestrutura enerxética dunha empresa industrial. A viabilidade de implementar tales proxectos e a súa produtividade dependen en gran medida das condicións locais, tanto económicas como climáticas, e para as empresas industriais tamén do custo dos produtos.
O primeiro e máis importante criterio é a necesidade de frío. A súa aplicación máis común na actualidade é a climatización de edificios públicos. Estes poden ser centros de negocios, edificios administrativos, complexos hospitalarios e hoteleiros, instalacións deportivas, centros comerciais e de entretemento e parques acuáticos, museos e pavillóns de exposicións, edificios de aeroportos; nunha palabra, todos os obxectos nos que moitas persoas están presentes ao mesmo tempo, onde para crear un microclima cómodo require un sistema de aire acondicionado central.
O uso máis xustificado de ABHM é para tales obxectos cunha superficie de 20-30 mil metros cadrados. m (centro de negocios de tamaño medio) e rematando con obxectos xigantescos de varios centos de miles de metros cadrados e aínda máis (complexos comerciais e de entretemento e aeroportos).
Pero nestas instalacións debe haber unha demanda non só de frío e electricidade, senón tamén de subministración de calor. Ademais, a subministración de calor non é só a calefacción dos locais no inverno, senón tamén a subministración de auga quente durante todo o ano á instalación para as necesidades de auga quente sanitaria. Canto máis se utilicen as capacidades dun centro de enerxía de trixeración, maior será a súa eficiencia.
En todo o mundo hai moitos exemplos do uso da trixeración na industria hoteleira, construción e modernización de aeroportos, institucións educativas, complexos comerciais e administrativos, centros de datos e moitos exemplos na industria: téxtil, metalúrxica, alimentaria, química, celulosa. e papel, enxeñaría, etc. .P.
Como exemplo, poñerei un dos obxectos para os que a empresa “» desenvolveu o concepto de centro enerxético de trixeración.
Se a demanda de enerxía eléctrica nunha empresa industrial é duns 4 MW (xerada por dúas unidades de pistón de gas (GPU)), é necesaria unha subministración de refrixeración de 2,1 MW.
O frío é xerado por unha máquina de refrixeración de bromuro de litio de absorción que funciona cos gases de escape da unidade de turbina de gas. Ao mesmo tempo, unha GPU cobre completamente o 100% da demanda de calor do ABHM. Así, mesmo cando unha GPU está funcionando, a planta sempre recibe a cantidade necesaria de frío. Ademais, cando as dúas unidades de pistóns de gas están fóra de funcionamento, o ABKhM mantén a capacidade de xerar calor e frío, xa que ten unha fonte de calor de reserva: o gas natural.
Centro Enerxético de Trixeración
Segundo as necesidades do consumidor, a súa categoría e os requisitos de redundancia, o esquema de trixeración (mostrado na figura seguinte) pode ser moi complexo e pode incluír caldeiras de enerxía e auga quente, caldeiras de calor residual, turbinas de vapor ou de gas, tratamento integral de auga, etc. etc.
Pero para instalacións relativamente pequenas, a unidade xeradora principal adoita ser unha turbina de gas ou unidade de pistóns (gas ou diésel) cunha potencia eléctrica relativamente baixa (1-6 MW). Producen electricidade e calor residual a partir de escape e auga quente, que se recicla no ABHM. Este é un conxunto mínimo e suficiente de equipamento básico.
Si, non pode prescindir de sistemas auxiliares: unha torre de refrixeración, bombas, unha estación de tratamento de reactivos para a circulación da auga para estabilizala, un sistema de automatización e equipos eléctricos que permiten utilizar a electricidade xerada para as súas propias necesidades.
Na maioría dos casos, un centro de trixeración é un edificio separado, ou unidades en contenedores, ou unha combinación destas solucións, xa que os requisitos para a colocación de equipos eléctricos e xeradores de calor son algo diferentes.
Os equipos xeradores de electricidade están bastante estandarizados, a diferenza de ABHM, aínda que tecnicamente son máis complexos. O seu tempo de produción pode oscilar entre 6 e 12 meses ou incluso máis.
O tempo medio de produción para ABHM é de 3-6 meses (dependendo da capacidade de refrixeración, o número e os tipos de fontes de calefacción).
Como regra xeral, a produción de equipos auxiliares non excederá o mesmo prazo, polo que a duración total do proxecto de construción dun centro de enerxía de trixeración é de media de 1,5 anos.
Resultado
En primeiro lugar, o centro de trixeración reducirá o número de provedores de enerxía a un: o provedor de gas. Ao eliminar a compra de electricidade e calor, pódese, en primeiro lugar, eliminar os riscos asociados ás interrupcións no subministro de enerxía.
A operación térmica utilizando "enerxía excedente" relativamente barata reduce o custo da electricidade e da calor xeradas en comparación coa compra. E a carga de capacidade de calefacción durante todo o ano (no inverno para a calefacción, no verán para a climatización e as necesidades tecnolóxicas) permite a máxima eficiencia. Por suposto, como para outros proxectos, a principal condición é o desenvolvemento do concepto correcto e o seu estudo de viabilidade.
Unha vantaxe adicional é o respeto ao medio ambiente. Ao utilizar os gases de escape para xerar enerxía útil, reducimos as emisións á atmosfera. Ademais, a diferenza das tecnoloxías tradicionais para producir frío, onde se usa amoníaco e freóns como refrixerantes, ABKhM utiliza auga como refrixerante, o que tamén reduce ao mínimo a carga ambiental.
Fonte: www.habr.com