U usporedbi s europskim zemljama, gdje danas distribuirana proizvodna postrojenja čine gotovo 30% ukupne proizvodnje, u Rusiji, prema različitim procjenama, udio distribuirane energije danas nije veći od 5-10%. Razgovarajmo o tome je li ruski uhvatiti korak sa svjetskim trendovima, a potrošači su motivirani za prelazak na neovisnu opskrbu energijom.
Osim brojki. Pronađite razlike
Razlike između sustava distribuirane proizvodnje električne energije u Rusiji i Europi danas nisu ograničene na brojke - zapravo, to su potpuno različiti modeli kako u strukturi tako i s ekonomskog gledišta. Razvoj distribuirane proizvodnje kod nas imao je nešto drugačije motive od onih koji su postali glavna pokretačka snaga sličnog procesa u Europi, koji je nedostatak tradicionalnih goriva nastojao nadoknaditi uključivanjem alternativnih izvora energije (uključujući i sekundarne izvore energije). energetska ravnoteža. U Rusiji je pitanje smanjenja troškova kupnje energetskih resursa za potrošače u planskom gospodarstvu i centraliziranom određivanju tarifa dugo vremena bilo mnogo manje relevantno, stoga su ljudi razmišljali o vlastitoj proizvodnji električne energije uglavnom u slučajevima kada je poduzeće bilo posebno velik potrošač energije te je zbog svoje udaljenosti imao poteškoća s priključkom na mreže.
Za standarde distribuirane energije, samoproizvodnja imala su prilično visoku snagu - od 10 do 500 MW (pa i više) - ovisno o potrebama proizvodnje i opskrbe obližnjih naselja električnom i toplinskom energijom. Budući da je prijenos topline na udaljenosti uvijek povezan sa značajnim gubicima, aktivno se gradila toplovodna kotlovnica za vlastite potrebe poduzeća i gradova. Osim toga, vlastiti izvori energije, bilo da se radi o termoelektranama ili kotlovnicama, izgrađeni su na plin, loživo ulje ili ugljen, te tehnologije obnovljivih izvora energije (obnovljivi izvori energije), s izuzetkom hidroelektrana, te sekundarnih izvora energije. (sekundarni izvori energije) korišteni su u izoliranim slučajevima. Sada se slika mijenja: postupno se pojavljuju mali pogoni za proizvodnju električne energije, a alternativni izvori energije uključuju se u energetsku bilancu, iako u manjoj mjeri.
Na Zapadu se puno radi na razvoju male proizvodnje, au posljednje vrijeme sve je raširen koncept virtualne elektrane (WPP). Ovo je sustav koji ujedinjuje većinu igrača na tržištu proizvodnje električne energije - proizvođače (od malih privatnih generatora do kogeneracijskih stanica) i potrošače (od stambenih zgrada do velikih industrijskih poduzeća). Vjetroelektrana regulira potrošnju energije, izglađuje vršne vrijednosti i preraspoređuje opterećenja u stvarnom vremenu, koristeći svu dostupnu snagu sustava za to. Ali takav razvoj je nemoguć bez poticanja tržišta distribuirane proizvodnje od strane države i bez odgovarajućih promjena u zakonodavstvu.
U Rusiji, u uvjetima žestoke konkurencije i monopola centralizirane opskrbe električnom energijom, prodaja viška proizvedene električne energije u vanjsku mrežu ostaje, iako rješiv, zadatak koji je daleko od jednostavnog s gledišta organizacije i cijene procesa. . Stoga su trenutno vrlo male šanse da objekti distribuirane energije postanu punopravni sudionik tržišta među velikim opskrbljivačima.
Ipak, razvoj vlastite proizvodnje danas je svakako u trendu. Glavni čimbenik njegova rasta je pouzdanost opskrbe energijom. Ovisnost o proizvođačima i mrežnim tvrtkama povećava rizike proizvođača. Većina velikih proizvodnih objekata u Rusiji izgrađena je tijekom sovjetske ere, a njihova znatna starost se osjeća. Za industrijskog potrošača gubitak napajanja zbog nesreće znači rizik od prekida proizvodnje i očitih gubitaka. Ako je želja za smanjenjem rizika popraćena ekonomskim motivima (određenim uglavnom tarifnom politikom regionalnog opskrbljivača) i mogućnostima ulaganja, tada je vlastita proizvodnja 100% opravdana, a danas je sve više industrijskih poduzeća spremno (ili razmatra takva prilika) slijediti ovaj put.
Stoga su izgledi za razvoj distribuirane proizvodnje električne energije "za vlastite potrebe" u Rusiji prilično visoki.
Vlastita generacija. Tko ima koristi od toga?
Ekonomika svakog projekta je strogo individualna i određena mnogim čimbenicima. Ako pokušamo generalizirati što je više moguće, onda u regijama s većom koncentracijom proizvodnih kapaciteta i industrijskih poduzeća, višim tarifama za električnu i toplinsku energiju, vlastita proizvodnja električne energije objektivna je prilika za značajno smanjenje troškova nabave energenata.
Tu spadaju i teško dostupna i rijetko naseljena područja sa slabo razvijenom ili nepostojećom elektroenergetskom infrastrukturom, gdje su, naravno, cijene električne energije najviše.
U regijama gdje ima manje potrošača i opskrbljivača električnom energijom, a veći udio proizvedene električne energije dolazi iz hidroelektrana, tarife su osjetno niže, a ekonomika takvih projekata u industriji nije uvijek povoljna. Međutim, za poduzeća u određenim industrijama koja imaju priliku koristiti alternativno gorivo, na primjer, industrijski otpad, vlastita proizvodnja može biti izvrsno rješenje. Dakle, na donjoj slici je termoelektrana koja koristi otpad iz poduzeća za preradu drva.
Ako govorimo o proizvodnji za komunalne potrebe, javne zgrade te komercijalnu i društvenu infrastrukturu, onda je donedavno ekonomičnost takvih projekata bila uvelike određena razinom razvoja energetske infrastrukture u regiji i, u ništa manjoj mjeri, troškovima tehnološkog priključenja potrošača električne energije. Razvojem trigeneracijskih tehnologija takva su ograničenja zapravo prestala biti odlučujuća, a nusprodukt ili ljeti proizvedenu toplinu postalo je moguće koristiti za potrebe klimatizacije, što je uvelike povećalo učinkovitost energetskih centara.
Trigeneracija: struja, toplina i hladnoća za objekt
Trigeneracija je prilično samostalan pravac u razvoju male energetike. Odlikuje ga individualizam, jer je usmjeren na zadovoljenje potreba određenog objekta za energentima.
Prvi projekt s konceptom trigeneracije razvijen je 1998. godine zajedničkim naporima Ministarstva energetike SAD-a, nacionalnog laboratorija ORNL i proizvođača apsorpcijskih rashladnih strojeva s litijevim bromidom BROAD i implementiran u Sjedinjenim Državama 2001. godine. Trigeneracija se temelji na korištenju apsorpcijskih rashladnih strojeva koji koriste toplinu kao glavni izvor energije i omogućuju proizvodnju hladnoće i topline ovisno o potrebama objekta. U isto vrijeme, korištenje konvencionalnih kotlova, kao u kogeneraciji, nije preduvjet u takvoj shemi.
Osim tradicionalne toplinske i električne energije, trigeneracija osigurava proizvodnju hladnoće u ABCM (u obliku ohlađene vode) za tehnološke potrebe ili za klimatizaciju. Proces proizvodnje električne energije na ovaj ili onaj način odvija se uz velike gubitke toplinske energije (na primjer, s ispušnim plinovima generatorskih strojeva).
Uključivanje ove topline u proces proizvodnje hladnoće, prvo, minimizira gubitke, povećavajući konačnu učinkovitost ciklusa, i drugo, omogućuje vam smanjenje potrošnje energije u objektu u usporedbi s tradicionalnim tehnologijama proizvodnje hladnoće pomoću rashladnih strojeva s kompresijom pare.
Mogućnost rada na različitim izvorima topline (topla voda, para, dimni plinovi iz generatorskih agregata, kotlova i peći, kao i gorivo (zemni plin, dizelsko gorivo, itd.) omogućuje korištenje ABHM-a na potpuno različitim objektima, koristeći točno resursa koji su poduzeću na raspolaganju.
Tako se otpadna toplina može koristiti u industriji:
I na komunalnim objektima, gospodarskim i javnim zgradama moguće su različite kombinacije izvora topline:
Trigeneracijski energetski centar može se izračunati i izgraditi na temelju potreba za električnom energijom ili se može temeljiti na potrošnji hlađenja objekta. Ovisi što je od navedenog odlučujući kriterij za potrošača. U prvom slučaju, povrat otpadne topline u ABHM ne može biti potpun, au drugom slučaju može doći do ograničenja vlastite proizvodnje električne energije (nadopuna se vrši kupnjom električne energije iz vanjske mreže).
Gdje je trigeneracija korisna?
Raspon primjene tehnologije vrlo je širok: trigeneracija se može podjednako dobro integrirati u koncept nekog javnog prostora (primjerice, veliki trgovački centar ili zgrada zračne luke) i u energetsku infrastrukturu industrijskog poduzeća. Izvedivost provedbe takvih projekata i njihova produktivnost uvelike ovise o lokalnim uvjetima, kako ekonomskim tako i klimatskim, a za industrijska poduzeća i o cijeni proizvoda.
Prvi i najvažniji kriterij je potreba za hladnoćom. Njegova najčešća primjena danas je klimatizacija javnih objekata. To mogu biti poslovni centri, upravne zgrade, bolnički i hotelski kompleksi, sportski objekti, trgovački i zabavni centri i vodeni parkovi, muzeji i izložbeni paviljoni, zgrade zračnih luka - jednom riječju, svi objekti u kojima se istovremeno nalazi više ljudi, gdje za stvaranje ugodne mikroklime potreban je centralni sustav klimatizacije.
Najopravdanija uporaba ABHM-a je za takve objekte s površinom od 20-30 tisuća četvornih metara. m (poslovni centar srednje veličine) i završava s gigantskim objektima od nekoliko stotina tisuća četvornih metara, pa čak i više (trgovački i zabavni kompleksi i zračne luke).
Ali u takvim objektima mora postojati potražnja ne samo za hladnoćom i električnom energijom, već i za opskrbom toplinom. Štoviše, opskrba toplinom nije samo grijanje prostora zimi, već i cjelogodišnja opskrba objekta toplom vodom za potrebe potrošne tople vode. Što se potpunije iskoriste mogućnosti trigeneracijskog energetskog centra, to je njegova učinkovitost veća.
U cijelom svijetu postoje brojni primjeri primjene trigeneracije u hotelijerstvu, izgradnji i modernizaciji zračnih luka, obrazovnih institucija, poslovnih i upravnih kompleksa, podatkovnih centara, a brojni su i primjeri u industriji – tekstilnoj, metalurškoj, prehrambenoj, kemijskoj, celuloznoj. i papir, inženjering itd. .P.
Kao primjer navest ću jedan od objekata za koje tvrtka “» razvio koncept trigeneracijskog energetskog centra.
Ako je potražnja za električnom energijom u industrijskom poduzeću oko 4 MW (generirana s dvije plinske klipne jedinice (GPU)), potrebna je opskrba za hlađenje od 2,1 MW.
Hladnoću stvara jedan apsorpcijski rashladni stroj s litij bromidom koji radi na ispušne plinove jedinice plinske turbine. U isto vrijeme, jedan GPU u potpunosti pokriva 100% toplinske potrebe ABHM-a. Dakle, čak i kada jedan GPU radi, postrojenje uvijek ima potrebnu količinu hladnoće. Osim toga, kada se obje plinske klipne jedinice izvade iz pogona, ABKhM zadržava sposobnost stvaranja topline i hladnoće, budući da ima rezervni izvor topline - prirodni plin.
Trigeneracijski energetski centar
Ovisno o potrebama potrošača, njegovoj kategoriji i zahtjevima redundancije, shema trigeneracije (prikazana na donjoj slici) može biti vrlo složena i može uključivati kotlove za energiju i toplu vodu, kotlove za otpadnu toplinu, parne ili plinske turbine, punu obradu vode, itd.
Ali za relativno male objekte, glavna proizvodna jedinica je obično plinska turbina ili klipna jedinica (plin ili dizel) s relativno niskom električnom snagom (1-6 MW). Oni proizvode električnu energiju i otpadnu toplinu iz ispušnih plinova i tople vode, koja se reciklira u ABHM. Ovo je minimalan i dovoljan set osnovne opreme.
Da, ne možete bez pomoćnih sustava: rashladnog tornja, pumpi, stanice za obradu reagensa za cirkulirajuću vodu za njezinu stabilizaciju, sustava automatizacije i električne opreme koja vam omogućuje korištenje električne energije proizvedene za vlastite potrebe.
U većini slučajeva trigeneracijski centar je zasebna zgrada, ili kontejnerske jedinice, ili kombinacija ovih rješenja, budući da su zahtjevi za smještaj električne i toplinske opreme nešto drugačiji.
Oprema za proizvodnju električne energije prilično je standardizirana, za razliku od ABHM, iako je tehnički složenija. Vrijeme izrade može biti od 6 do 12 mjeseci ili čak i više.
Prosječno vrijeme izrade ABHM je 3-6 mjeseci (ovisno o rashladnom kapacitetu, broju i vrsti izvora grijanja).
Proizvodnja pomoćne opreme u pravilu neće prelaziti isti vremenski okvir, pa je ukupno trajanje projekta izgradnje trigeneracijskog energetskog centra u prosjeku 1,5 godina.
Rezultirati
Prvo, trigeneracijski centar smanjit će broj opskrbljivača energijom na jednog – opskrbljivača plinom. Ukidanjem kupnje električne i toplinske energije prije svega možete eliminirati sve rizike povezane s prekidima u opskrbi energijom.
Rad na toplinu korištenjem relativno jeftinog "viška energije" smanjuje troškove proizvedene električne energije i topline u usporedbi s njihovom kupnjom. A cjelogodišnje opterećenje kapaciteta grijanja (zimi za grijanje, ljeti za klimatizaciju i tehnološke potrebe) omogućuje maksimalnu učinkovitost. Naravno, kao i za druge projekte, glavni uvjet je izrada ispravnog koncepta i njegove studije izvodljivosti.
Dodatna prednost je ekološka prihvatljivost. Korištenjem ispušnih plinova za stvaranje korisne energije smanjujemo emisije u atmosferu. Osim toga, za razliku od tradicionalnih tehnologija za proizvodnju hladnoće, gdje su rashladna sredstva amonijak i freoni, ABKhM koristi vodu kao rashladno sredstvo, što također smanjuje opterećenje okoliša na minimum.
Izvor: www.habr.com