ट्राइजेनरेशन: केंद्रीकृत ऊर्जा आपूर्ति का एक विकल्प

यूरोपीय देशों की तुलना में, जहां आज वितरित उत्पादन सुविधाएं कुल उत्पादन का लगभग 30% हैं, रूस में, विभिन्न अनुमानों के अनुसार, आज वितरित ऊर्जा की हिस्सेदारी 5-10% से अधिक नहीं है। आइए बात करते हैं कि क्या रूसी वितरित ऊर्जा वैश्विक रुझानों के साथ तालमेल बिठाने और उपभोक्ताओं को स्वतंत्र ऊर्जा आपूर्ति की ओर बढ़ने के लिए प्रेरित किया जाता है।  

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आज रूस और यूरोप में वितरित बिजली उत्पादन प्रणाली के बीच अंतर संख्या तक सीमित नहीं है - वास्तव में, ये संरचना और आर्थिक दृष्टिकोण से पूरी तरह से अलग मॉडल हैं। हमारे देश में वितरित पीढ़ी के विकास के उद्देश्य उन उद्देश्यों से कुछ अलग थे जो यूरोप में इसी तरह की प्रक्रिया की मुख्य प्रेरक शक्ति बन गए, जिसमें वैकल्पिक ऊर्जा स्रोतों (माध्यमिक ऊर्जा संसाधनों सहित) को शामिल करके पारंपरिक ईंधन की कमी की भरपाई करने की मांग की गई थी। ऊर्जा संतुलन। रूस में, नियोजित अर्थव्यवस्था में उपभोक्ताओं के लिए ऊर्जा संसाधनों की खरीद की लागत को कम करने और लंबे समय तक केंद्रीकृत टैरिफ सेटिंग का मुद्दा बहुत कम प्रासंगिक था, इसलिए, लोगों ने अपने स्वयं के बिजली उत्पादन के बारे में मुख्य रूप से उन मामलों में सोचा जहां उद्यम एक था विशेष रूप से ऊर्जा के बड़े उपभोक्ता और, इसकी दूरदर्शिता के कारण, नेटवर्क से जुड़ने में कठिनाइयाँ थीं।

वितरित ऊर्जा के मानकों के अनुसार, स्व-उत्पादन सुविधाओं की क्षमता काफी अधिक थी - 10 से 500 मेगावाट (और इससे भी अधिक) तक - जो उत्पादन की जरूरतों पर निर्भर करती है और आस-पास की बस्तियों को बिजली और गर्मी प्रदान करती है। चूंकि दूरी पर गर्मी हस्तांतरण हमेशा महत्वपूर्ण नुकसान से जुड़ा होता है, इसलिए उद्यमों और शहरों की अपनी जरूरतों के लिए गर्म पानी बॉयलर घरों का सक्रिय निर्माण हुआ। इसके अलावा, हमारे अपने ऊर्जा स्रोत, चाहे वह थर्मल पावर प्लांट हों या बॉयलर हाउस, जलविद्युत पावर प्लांट और माध्यमिक ऊर्जा संसाधनों के अपवाद के साथ, गैस, ईंधन तेल या कोयला और नवीकरणीय ऊर्जा स्रोतों (नवीकरणीय ऊर्जा स्रोत) प्रौद्योगिकियों पर बनाए गए थे। (माध्यमिक ऊर्जा संसाधन) का उपयोग पृथक मामलों में किया गया। अब तस्वीर बदल रही है: छोटे पैमाने पर बिजली उत्पादन सुविधाएं धीरे-धीरे सामने आ रही हैं, और वैकल्पिक ऊर्जा स्रोत ऊर्जा संतुलन में शामिल हो रहे हैं, भले ही कुछ हद तक।

पश्चिम में, छोटे पैमाने पर उत्पादन विकसित करने के लिए बहुत कुछ किया जा रहा है, और हाल ही में वर्चुअल पावर प्लांट (डब्ल्यूपीपी) की अवधारणा व्यापक हो गई है। यह एक ऐसी प्रणाली है जो बिजली उत्पादन बाजार के अधिकांश खिलाड़ियों - उत्पादकों (छोटे निजी जनरेटर से लेकर सह-उत्पादन स्टेशनों तक) और उपभोक्ताओं (आवासीय भवनों से लेकर बड़े औद्योगिक उद्यमों तक) को एकजुट करती है। पवन फ़ार्म ऊर्जा की खपत को नियंत्रित करता है, चोटियों को सुचारू करता है और वास्तविक समय में भार का पुनर्वितरण करता है, इसके लिए उपलब्ध सभी सिस्टम शक्ति का उपयोग करता है। लेकिन राज्य द्वारा वितरित उत्पादन बाजार को प्रोत्साहित किए बिना और कानून में तदनुरूप बदलाव किए बिना ऐसा विकास असंभव है। 

रूस में, भयंकर प्रतिस्पर्धा और केंद्रीकृत बिजली आपूर्ति के एकाधिकार की स्थितियों में, बाहरी नेटवर्क को उत्पादित अतिरिक्त बिजली की बिक्री, हालांकि हल करने योग्य है, एक ऐसा कार्य है जो संगठन और प्रक्रिया की लागत के दृष्टिकोण से सरल नहीं है। . इसलिए, वर्तमान में, बड़े आपूर्तिकर्ताओं के बीच वितरित ऊर्जा सुविधाओं के पूर्ण बाजार भागीदार बनने की संभावना बहुत कम है।

फिर भी, घरेलू पीढ़ी का विकास निश्चित रूप से आज चलन में है। इसकी वृद्धि का मुख्य कारक ऊर्जा आपूर्ति की विश्वसनीयता है। उत्पादन और नेटवर्क कंपनियों पर निर्भरता से उत्पादकों का जोखिम बढ़ जाता है। रूस में अधिकांश बड़ी पीढ़ी की सुविधाएं सोवियत काल के दौरान बनाई गई थीं, और उनकी काफी उम्र का एहसास खुद ही हो जाता है। एक औद्योगिक उपभोक्ता के लिए, किसी दुर्घटना के कारण बिजली आपूर्ति के नुकसान का मतलब उत्पादन बंद होने और स्पष्ट नुकसान का जोखिम है। यदि जोखिमों को कम करने की इच्छा आर्थिक उद्देश्यों (मुख्य रूप से क्षेत्रीय आपूर्तिकर्ता की टैरिफ नीति द्वारा निर्धारित) और निवेश के अवसरों के साथ है, तो घरेलू उत्पादन 100% उचित है, और अधिक से अधिक औद्योगिक उद्यम आज तैयार हैं (या विचार कर रहे हैं) ऐसा अवसर) इस मार्ग पर चलने का।

इसलिए, रूस में "अपनी जरूरतों के लिए" वितरित बिजली उत्पादन के विकास की संभावनाएं काफी अधिक हैं।

अपनी पीढ़ी. इससे किसे लाभ होता है?

प्रत्येक परियोजना का अर्थशास्त्र पूरी तरह से व्यक्तिगत है और कई कारकों द्वारा निर्धारित होता है। यदि हम यथासंभव सामान्यीकरण करने का प्रयास करें, तो उत्पादन क्षमता और औद्योगिक उद्यमों की अधिक सांद्रता वाले क्षेत्रों में, बिजली और गर्मी के लिए उच्च टैरिफ, स्वयं की बिजली उत्पादन ऊर्जा संसाधनों की खरीद की लागत को काफी कम करने का एक उद्देश्यपूर्ण मौका है।

इसमें खराब विकसित या गैर-मौजूद पावर ग्रिड बुनियादी ढांचे वाले दुर्गम और कम आबादी वाले क्षेत्र भी शामिल हैं, जहां, निश्चित रूप से, बिजली दरें सबसे अधिक हैं।

उन क्षेत्रों में जहां बिजली के कम उपभोक्ता और आपूर्तिकर्ता हैं, और उत्पादित बिजली का एक बड़ा हिस्सा जलविद्युत ऊर्जा संयंत्रों से आता है, टैरिफ काफी कम हैं, और उद्योग में ऐसी परियोजनाओं का अर्थशास्त्र हमेशा लाभप्रद नहीं होता है। हालाँकि, कुछ उद्योगों के उद्यमों के लिए जिनके पास वैकल्पिक ईंधन, उदाहरण के लिए, औद्योगिक अपशिष्ट, का उपयोग करने का अवसर है, उनकी अपनी पीढ़ी एक उत्कृष्ट समाधान हो सकती है। तो, नीचे दिए गए चित्र में लकड़ी प्रसंस्करण उद्यम के कचरे का उपयोग करके एक थर्मल पावर प्लांट है।

यदि हम उपयोगिता आवश्यकताओं, सार्वजनिक भवनों और वाणिज्यिक और सामाजिक बुनियादी ढांचे के लिए उत्पादन के बारे में बात कर रहे हैं, तो हाल तक, ऐसी परियोजनाओं का अर्थशास्त्र काफी हद तक क्षेत्र के ऊर्जा बुनियादी ढांचे के विकास के स्तर और, कुछ हद तक, लागत से निर्धारित होता था। बिजली उपभोक्ताओं के तकनीकी कनेक्शन की. ट्राइजेनरेशन प्रौद्योगिकियों के विकास के साथ, ऐसे प्रतिबंध वास्तव में निर्णायक नहीं रह गए, और गर्मियों में उप-उत्पाद या उत्पन्न गर्मी का उपयोग एयर कंडीशनिंग जरूरतों के लिए करना संभव हो गया, जिससे ऊर्जा केंद्रों की दक्षता में काफी वृद्धि हुई।

ट्राइजेनरेशन: वस्तु के लिए बिजली, गर्मी और ठंड

लघु-स्तरीय ऊर्जा के विकास में ट्राइजेनरेशन एक काफी स्वतंत्र दिशा है। यह व्यक्तिवाद द्वारा प्रतिष्ठित है, क्योंकि यह ऊर्जा संसाधनों के लिए एक विशिष्ट वस्तु की जरूरतों को पूरा करने पर केंद्रित है।

ट्राइजेनरेशन अवधारणा के साथ पहली परियोजना 1998 में अमेरिकी ऊर्जा विभाग, राष्ट्रीय प्रयोगशाला ओआरएनएल और लिथियम ब्रोमाइड अवशोषण प्रशीतन मशीन निर्माता BROAD के संयुक्त प्रयास से विकसित की गई थी और 2001 में संयुक्त राज्य अमेरिका में लागू की गई थी। ट्राइजेनरेशन अवशोषण प्रशीतन मशीनों के उपयोग पर आधारित है, जो ऊर्जा के मुख्य स्रोत के रूप में गर्मी का उपयोग करते हैं और सुविधा की जरूरतों के आधार पर ठंड और गर्मी के उत्पादन की अनुमति देते हैं। साथ ही, सह-उत्पादन की तरह, पारंपरिक बॉयलरों का उपयोग ऐसी योजना में कोई शर्त नहीं है।

पारंपरिक गर्मी और बिजली के अलावा, ट्राइजेनरेशन तकनीकी जरूरतों या एयर कंडीशनिंग के लिए एबीसीएम (ठंडे पानी के रूप में) में ठंड का उत्पादन सुनिश्चित करता है। एक या दूसरे तरीके से बिजली उत्पादन की प्रक्रिया तापीय ऊर्जा के बड़े नुकसान के साथ होती है (उदाहरण के लिए, जनरेटर मशीनों की निकास गैसों के साथ)।

ठंड पैदा करने की प्रक्रिया में इस गर्मी को शामिल करने से, सबसे पहले, नुकसान कम हो जाता है, चक्र की अंतिम दक्षता बढ़ जाती है, और दूसरी बात, यह आपको वाष्प-संपीड़न प्रशीतन मशीनों का उपयोग करके पारंपरिक ठंड उत्पादन प्रौद्योगिकियों की तुलना में सुविधा की ऊर्जा खपत को कम करने की अनुमति देता है।

विभिन्न ताप स्रोतों (गर्म पानी, भाप, जनरेटर सेट, बॉयलर और भट्टियों से निकलने वाली ग्रिप गैसों, साथ ही ईंधन (प्राकृतिक गैस, डीजल ईंधन, आदि) पर काम करने की क्षमता एबीएचएम को पूरी तरह से अलग-अलग सुविधाओं पर उपयोग करने की अनुमति देती है। वह संसाधन जो उद्यम के लिए उपलब्ध है।

इस प्रकार, अपशिष्ट ताप का उपयोग उद्योग में किया जा सकता है:

और नगरपालिका सुविधाओं, वाणिज्यिक और सार्वजनिक भवनों में, ताप स्रोतों के विभिन्न संयोजन संभव हैं:

एक ट्राइजेनरेशन ऊर्जा केंद्र की गणना और निर्माण बिजली की जरूरतों के आधार पर किया जा सकता है, या यह सुविधा की शीतलन खपत पर आधारित हो सकता है। यह निर्भर करता है कि उपरोक्त में से कौन उपभोक्ता के लिए निर्धारण मानदंड है। पहले मामले में, एबीएचएम में अपशिष्ट गर्मी की वसूली पूरी नहीं हो सकती है, और दूसरे मामले में, इसकी स्वयं उत्पन्न बिजली पर एक सीमा हो सकती है (पुनःपूर्ति बाहरी नेटवर्क से बिजली खरीदकर की जाती है)।

ट्राइजेनरेशन कहां फायदेमंद है?

प्रौद्योगिकी के अनुप्रयोग की सीमा बहुत व्यापक है: ट्राइजेनरेशन को कुछ सार्वजनिक स्थान (उदाहरण के लिए, एक बड़ा शॉपिंग सेंटर या हवाई अड्डा भवन) की अवधारणा और एक औद्योगिक उद्यम के ऊर्जा बुनियादी ढांचे में समान रूप से अच्छी तरह से एकीकृत किया जा सकता है। ऐसी परियोजनाओं को लागू करने की व्यवहार्यता और उनकी उत्पादकता दृढ़ता से स्थानीय परिस्थितियों, आर्थिक और जलवायु दोनों पर निर्भर करती है, और औद्योगिक उद्यमों के लिए उत्पादों की लागत पर भी निर्भर करती है।

पहला और सबसे महत्वपूर्ण मानदंड ठंड की आवश्यकता है। आज इसका सबसे आम अनुप्रयोग सार्वजनिक भवनों का एयर कंडीशनिंग है। ये व्यावसायिक केंद्र, प्रशासनिक भवन, अस्पताल और होटल परिसर, खेल सुविधाएं, खरीदारी और मनोरंजन केंद्र और जल पार्क, संग्रहालय और प्रदर्शनी मंडप, हवाई अड्डे की इमारतें हो सकते हैं - एक शब्द में, सभी वस्तुएं जहां एक ही समय में कई लोग मौजूद होते हैं, जहां एक आरामदायक माइक्रॉक्लाइमेट बनाने के लिए एक केंद्रीय एयर कंडीशनिंग प्रणाली की आवश्यकता होती है।

एबीएचएम का सबसे उचित उपयोग 20-30 हजार वर्ग मीटर क्षेत्रफल वाली ऐसी वस्तुओं के लिए है। मी (मध्यम आकार का व्यापार केंद्र) और कई सौ हजार वर्ग मीटर और उससे भी अधिक (शॉपिंग और मनोरंजन परिसरों और हवाई अड्डों) की विशाल वस्तुओं के साथ समाप्त होता है।

लेकिन ऐसी सुविधाओं पर न केवल ठंड और बिजली की, बल्कि गर्मी की आपूर्ति की भी मांग होनी चाहिए। इसके अलावा, गर्मी की आपूर्ति न केवल सर्दियों में परिसर को गर्म करना है, बल्कि घरेलू गर्म पानी की जरूरतों के लिए सुविधा के लिए साल भर गर्म पानी की आपूर्ति भी है। ट्राइजेनरेशन ऊर्जा केंद्र की क्षमताओं का जितना अधिक पूर्ण रूप से उपयोग किया जाता है, उसकी दक्षता उतनी ही अधिक होती है।

दुनिया भर में होटल उद्योग, हवाई अड्डों, शैक्षणिक संस्थानों, व्यापार और प्रशासनिक परिसरों, डेटा केंद्रों के निर्माण और आधुनिकीकरण में ट्राइजेनरेशन के उपयोग के कई उदाहरण हैं, और उद्योग में कई उदाहरण हैं - कपड़ा, धातुकर्म, भोजन, रसायन, लुगदी और कागज, इंजीनियरिंग, आदि.पी.

उदाहरण के तौर पर, मैं उन वस्तुओं में से एक दूंगा जिसके लिए कंपनी "प्रथम इंजीनियर» ट्राइजेनरेशन ऊर्जा केंद्र की अवधारणा विकसित की।

यदि किसी औद्योगिक उद्यम में विद्युत ऊर्जा की मांग लगभग 4 मेगावाट (दो गैस पिस्टन इकाइयों (जीपीयू) द्वारा उत्पन्न) है, तो 2,1 मेगावाट की शीतलन आपूर्ति की आवश्यकता होती है।

ठंड गैस टरबाइन इकाई की निकास गैसों पर चलने वाली एक अवशोषण लिथियम ब्रोमाइड प्रशीतन मशीन द्वारा उत्पन्न होती है। वहीं, एक जीपीयू एबीएचएम की 100% ताप मांग को पूरी तरह से कवर करता है। इस प्रकार, जब एक जीपीयू काम कर रहा होता है, तब भी संयंत्र को हमेशा आवश्यक मात्रा में ठंड प्रदान की जाती है। इसके अलावा, जब दोनों गैस पिस्टन इकाइयों को संचालन से बाहर कर दिया जाता है, तो एबीकेएचएम गर्मी और ठंड उत्पन्न करने की क्षमता बरकरार रखता है, क्योंकि इसमें बैकअप ताप स्रोत - प्राकृतिक गैस होता है।

ट्राइजेनरेशन एनर्जी सेंटर

उपभोक्ता की जरूरतों, उसकी श्रेणी और अतिरेक आवश्यकताओं के आधार पर, ट्राइजेनरेशन योजना (नीचे दिए गए चित्र में दिखाई गई) बहुत जटिल हो सकती है और इसमें ऊर्जा और गर्म पानी बॉयलर, अपशिष्ट ताप बॉयलर, भाप या गैस टरबाइन, पूर्ण पानी शामिल हो सकते हैं। उपचार, आदि

लेकिन अपेक्षाकृत छोटी सुविधाओं के लिए, मुख्य उत्पादन इकाई आमतौर पर अपेक्षाकृत कम विद्युत शक्ति (1-6 मेगावाट) वाली गैस टरबाइन या पिस्टन इकाई (गैस या डीजल) होती है। वे बिजली का उत्पादन करते हैं और निकास और गर्म पानी से गर्मी बर्बाद करते हैं, जिसे एबीएचएम में पुनर्नवीनीकरण किया जाता है। यह बुनियादी उपकरणों का न्यूनतम और पर्याप्त सेट है।

हां, आप सहायक प्रणालियों के बिना नहीं कर सकते: एक कूलिंग टॉवर, पंप, पानी को स्थिर करने के लिए प्रसारित करने के लिए एक अभिकर्मक उपचार स्टेशन, एक स्वचालन प्रणाली और विद्युत उपकरण जो आपको अपनी जरूरतों के लिए उत्पन्न बिजली का उपयोग करने की अनुमति देता है।

ज्यादातर मामलों में, एक ट्राइजेनरेशन केंद्र एक अलग इमारत, या कंटेनरीकृत इकाइयां, या इन समाधानों का एक संयोजन होता है, क्योंकि विद्युत और गर्मी पैदा करने वाले उपकरणों की नियुक्ति की आवश्यकताएं कुछ अलग होती हैं।

एबीएचएम के विपरीत, बिजली उत्पादन उपकरण काफी मानकीकृत है, हालांकि तकनीकी रूप से अधिक जटिल है। इसके उत्पादन का समय 6 से 12 महीने या उससे भी अधिक हो सकता है।

एबीएचएम के लिए औसत उत्पादन समय 3-6 महीने है (शीतलन क्षमता, ताप स्रोतों की संख्या और प्रकार के आधार पर)।

एक नियम के रूप में, सहायक उपकरणों का उत्पादन एक ही समय सीमा से अधिक नहीं होगा, इसलिए ट्राइजेनरेशन ऊर्जा केंद्र के निर्माण के लिए परियोजना की कुल अवधि औसतन 1,5 वर्ष है।

परिणाम

सबसे पहले, ट्राइजेनरेशन केंद्र ऊर्जा आपूर्तिकर्ताओं की संख्या को घटाकर एक कर देगा - गैस आपूर्तिकर्ता। बिजली और गर्मी की खरीद को समाप्त करके, आप सबसे पहले, ऊर्जा आपूर्ति में रुकावटों से जुड़े किसी भी जोखिम को समाप्त कर सकते हैं।

अपेक्षाकृत सस्ती "अधिशेष ऊर्जा" का उपयोग करके गर्मी से चलने वाला ऑपरेशन, इसे खरीदने की तुलना में उत्पन्न बिजली और गर्मी की लागत को कम कर देता है। और साल भर हीटिंग क्षमता लोडिंग (सर्दियों में हीटिंग के लिए, गर्मियों में एयर कंडीशनिंग और तकनीकी जरूरतों के लिए) अधिकतम दक्षता की अनुमति देती है। बेशक, अन्य परियोजनाओं की तरह, मुख्य शर्त सही अवधारणा का विकास और इसकी व्यवहार्यता अध्ययन है।

एक अतिरिक्त लाभ पर्यावरण मित्रता है। उपयोगी ऊर्जा उत्पन्न करने के लिए निकास गैसों का उपयोग करके, हम वायुमंडल में उत्सर्जन को कम करते हैं। इसके अलावा, ठंड पैदा करने की पारंपरिक तकनीकों के विपरीत, जहां रेफ्रिजरेंट अमोनिया और फ्रीऑन होते हैं, एबीकेएचएम रेफ्रिजरेंट के रूप में पानी का उपयोग करता है, जो पर्यावरणीय भार को भी न्यूनतम कर देता है।

स्रोत: www.habr.com