Dibandingkan dengan negara-negara Eropa, di mana fasilitas pembangkitan terdistribusi saat ini menyumbang hampir 30% dari seluruh output, di Rusia, menurut berbagai perkiraan, pangsa energi terdistribusi saat ini tidak lebih dari 5-10%. Mari kita bicara tentang apakah orang Rusia mengikuti tren global, dan konsumen termotivasi untuk bergerak menuju pasokan energi mandiri.
Selain angka. Temukan perbedaannya
Perbedaan antara sistem pembangkit listrik terdistribusi di Rusia dan Eropa saat ini tidak terbatas pada jumlah - pada kenyataannya, ini adalah model yang sangat berbeda baik dari segi struktur maupun dari sudut pandang ekonomi. Pengembangan pembangkit listrik terdistribusi di negara kita memiliki motif yang agak berbeda dengan motif yang menjadi pendorong utama proses serupa di Eropa, yang berupaya mengkompensasi kekurangan bahan bakar tradisional dengan melibatkan sumber energi alternatif (termasuk sumber energi sekunder) di sektor ini. keseimbangan energi. Di Rusia, masalah pengurangan biaya pembelian sumber daya energi bagi konsumen dalam kondisi ekonomi terencana dan penetapan tarif terpusat untuk waktu yang lama kurang relevan, oleh karena itu, orang memikirkan pembangkit listrik mereka sendiri terutama dalam kasus di mana perusahaan tersebut adalah sebuah khususnya konsumen energi yang besar dan, karena letaknya yang terpencil, mengalami kesulitan dalam koneksi ke jaringan.
Berdasarkan standar energi terdistribusi, fasilitas pembangkit listrik mandiri memiliki kapasitas yang cukup tinggi - dari 10 hingga 500 MW (dan bahkan lebih tinggi) - tergantung pada kebutuhan produksi dan untuk menyediakan listrik dan panas bagi pemukiman terdekat. Karena perpindahan panas jarak jauh selalu dikaitkan dengan kerugian yang signifikan, terdapat pembangunan aktif rumah boiler air panas untuk kebutuhan perusahaan dan kota sendiri. Selain itu, sumber energi kita sendiri, baik pembangkit listrik tenaga panas atau rumah boiler, dibangun menggunakan gas, bahan bakar minyak atau batu bara, dan teknologi sumber energi terbarukan (sumber energi terbarukan), kecuali pembangkit listrik tenaga air, dan sumber energi sekunder. (sumber daya energi sekunder) digunakan dalam kasus-kasus terisolasi. Kini gambarannya berubah: fasilitas pembangkit listrik skala kecil mulai bermunculan, dan sumber energi alternatif ikut terlibat dalam keseimbangan energi, meskipun dalam skala yang lebih kecil.
Di Barat, banyak yang dilakukan untuk mengembangkan pembangkit listrik skala kecil, dan baru-baru ini konsep pembangkit listrik virtual (WPP) semakin meluas. Ini adalah sistem yang menyatukan sebagian besar pemain di pasar pembangkit listrik - produsen (dari generator swasta kecil hingga stasiun kogenerasi) dan konsumen (dari bangunan tempat tinggal hingga perusahaan industri besar). Ladang angin mengatur konsumsi energi, memperlancar puncak dan mendistribusikan kembali beban secara real time, menggunakan semua daya sistem yang tersedia untuk ini. Namun evolusi seperti itu tidak mungkin terjadi tanpa stimulasi pasar pembangkit listrik terdistribusi oleh negara dan tanpa perubahan undang-undang yang sesuai.
Di Rusia, dalam kondisi persaingan yang ketat dan monopoli pasokan listrik terpusat, penjualan kelebihan listrik yang dihasilkan ke jaringan eksternal, meskipun dapat diselesaikan, tetap merupakan tugas yang jauh dari sederhana dari sudut pandang organisasi dan biaya proses. . Oleh karena itu, saat ini, peluang fasilitas energi terdistribusi untuk menjadi pelaku pasar penuh di antara pemasok besar sangatlah kecil.
Meski demikian, pengembangan generasi in-house tentu sedang menjadi tren saat ini. Faktor utama pertumbuhannya adalah keandalan pasokan energi. Ketergantungan pada perusahaan pembangkit dan jaringan meningkatkan risiko bagi produsen. Sebagian besar fasilitas pembangkit listrik besar di Rusia dibangun pada masa Soviet, dan usianya yang cukup tua sudah sangat terasa. Bagi konsumen industri, hilangnya pasokan listrik karena kecelakaan berarti risiko penghentian produksi dan kerugian yang nyata. Jika keinginan untuk mengurangi risiko disertai dengan motif ekonomi (terutama ditentukan oleh kebijakan tarif pemasok regional) dan peluang investasi, maka pembangkitan internal 100% dapat dibenarkan, dan saat ini semakin banyak perusahaan industri yang siap (atau sedang mempertimbangkan kesempatan seperti itu) untuk mengikuti jalan ini.
Oleh karena itu, prospek pengembangan pembangkit listrik terdistribusi “untuk kebutuhan sendiri” di Rusia cukup tinggi.
Generasi sendiri. Siapa yang mendapat manfaat darinya?
Keekonomian setiap proyek bersifat individual dan ditentukan oleh banyak faktor. Jika kita mencoba untuk menggeneralisasi sebanyak mungkin, maka di daerah dengan konsentrasi kapasitas pembangkit dan perusahaan industri yang lebih besar, tarif listrik dan panas yang lebih tinggi, pembangkitan listrik sendiri merupakan peluang obyektif untuk mengurangi biaya pembelian sumber daya energi secara signifikan.
Hal ini juga mencakup daerah-daerah yang sulit dijangkau dan berpenduduk jarang dengan infrastruktur jaringan listrik yang kurang berkembang atau tidak ada sama sekali, yang tentu saja memiliki tarif listrik yang paling tinggi.
Di wilayah yang jumlah konsumen dan pemasok listriknya lebih sedikit, dan sebagian besar listrik yang dihasilkan berasal dari pembangkit listrik tenaga air, tarifnya jauh lebih rendah, dan keekonomian proyek-proyek industri semacam itu tidak selalu menguntungkan. Namun, bagi perusahaan di industri tertentu yang memiliki peluang untuk menggunakan bahan bakar alternatif, misalnya limbah industri, pembangkitan sendiri dapat menjadi solusi yang tepat. Jadi, pada gambar di bawah ini terdapat pembangkit listrik tenaga panas yang memanfaatkan limbah dari perusahaan pengolahan kayu.
Jika kita berbicara tentang pembangkitan untuk kebutuhan utilitas, bangunan umum dan infrastruktur komersial dan sosial, maka hingga saat ini, keekonomian proyek-proyek tersebut sangat ditentukan oleh tingkat perkembangan infrastruktur energi di kawasan dan, pada tingkat yang lebih rendah, oleh biaya. koneksi teknologi konsumen listrik. Dengan berkembangnya teknologi trigenerasi, pembatasan tersebut tidak lagi menjadi penentu, dan produk sampingan atau panas yang dihasilkan di musim panas menjadi mungkin untuk digunakan untuk kebutuhan pendingin udara, yang sangat meningkatkan efisiensi pusat energi.
Trigenerasi: listrik, panas dan dingin untuk suatu benda
Trigenerasi merupakan arah yang cukup mandiri dalam pengembangan energi skala kecil. Ini dibedakan oleh individualisme, karena berfokus pada pemenuhan kebutuhan suatu objek tertentu akan sumber daya energi.
Proyek pertama dengan konsep trigenerasi dikembangkan pada tahun 1998 oleh upaya bersama Departemen Energi AS, laboratorium nasional ORNL dan produsen mesin pendingin serapan litium bromida BROAD dan dilaksanakan di Amerika Serikat pada tahun 2001. Trigenerasi didasarkan pada penggunaan mesin pendingin absorpsi, yang menggunakan panas sebagai sumber energi utama dan memungkinkan produksi dingin dan panas tergantung pada kebutuhan fasilitas. Pada saat yang sama, penggunaan boiler konvensional, seperti pada kogenerasi, bukan merupakan prasyarat dalam skema tersebut.
Selain panas dan listrik tradisional, trigenerasi memastikan produksi air dingin di ABCM (dalam bentuk air dingin) untuk kebutuhan teknologi atau untuk pendingin udara. Proses menghasilkan listrik dengan satu atau lain cara terjadi dengan hilangnya energi panas yang besar (misalnya, melalui gas buang mesin generator).
Melibatkan panas ini dalam proses produksi dingin, pertama, meminimalkan kerugian, meningkatkan efisiensi akhir siklus, dan kedua, mengurangi konsumsi energi fasilitas dibandingkan dengan teknologi produksi dingin tradisional menggunakan mesin pendingin kompresi uap.
Kemampuan untuk bekerja pada berbagai sumber panas (air panas, uap, gas buang dari genset, boiler dan tungku, serta bahan bakar (gas alam, solar, dll.) memungkinkan penggunaan ABHM di fasilitas yang sama sekali berbeda, menggunakan persis sumber daya yang tersedia bagi perusahaan.
Dengan demikian, limbah panas dapat dimanfaatkan dalam industri:
Dan di fasilitas kota, bangunan komersial dan publik, berbagai kombinasi sumber panas dimungkinkan:
Pusat energi trigenerasi dapat dihitung dan dibangun berdasarkan kebutuhan listrik, atau dapat didasarkan pada konsumsi pendinginan fasilitas tersebut. Tergantung mana di atas yang menjadi kriteria penentu bagi konsumen. Dalam kasus pertama, pemulihan limbah panas di ABHM mungkin tidak lengkap, dan dalam kasus kedua, mungkin ada batasan pada listrik yang dihasilkannya sendiri (pengisian ulang dilakukan dengan membeli listrik dari jaringan eksternal).
Dimana manfaat trigenerasi?
Cakupan penerapan teknologi ini sangat luas: trigenerasi dapat diintegrasikan dengan baik ke dalam konsep beberapa ruang publik (misalnya, pusat perbelanjaan besar atau gedung bandara) dan ke dalam infrastruktur energi suatu perusahaan industri. Kelayakan pelaksanaan proyek-proyek tersebut dan produktivitasnya sangat bergantung pada kondisi lokal, baik ekonomi maupun iklim, dan bagi perusahaan industri juga pada harga produk.
Kriteria pertama dan terpenting adalah kebutuhan akan dingin. Penerapannya yang paling umum saat ini adalah pengkondisian udara di gedung-gedung publik. Ini bisa berupa pusat bisnis, gedung administrasi, kompleks rumah sakit dan hotel, fasilitas olahraga, pusat perbelanjaan dan hiburan dan taman air, museum dan paviliun pameran, gedung bandara - dengan kata lain, semua objek di mana banyak orang hadir pada saat yang sama, di mana untuk menciptakan iklim mikro yang nyaman diperlukan sistem pengkondisian udara sentral.
Penggunaan ABHM yang paling dibenarkan adalah untuk benda-benda tersebut dengan luas 20-30 ribu meter persegi. m (pusat bisnis menengah) dan diakhiri dengan objek raksasa seluas beberapa ratus ribu meter persegi atau bahkan lebih (kompleks perbelanjaan dan hiburan serta bandara).
Namun pada fasilitas seperti itu harus ada permintaan tidak hanya terhadap dingin dan listrik, tetapi juga pada pasokan panas. Selain itu, pasokan panas tidak hanya untuk pemanasan ruangan di musim dingin, tetapi juga pasokan air panas sepanjang tahun ke fasilitas untuk kebutuhan air panas domestik. Semakin lengkap kemampuan pusat energi trigenerasi digunakan, semakin tinggi efisiensinya.
Di seluruh dunia terdapat banyak contoh penggunaan trigenerasi dalam industri perhotelan, pembangunan dan modernisasi bandara, lembaga pendidikan, kompleks bisnis dan administrasi, pusat data, dan banyak contoh dalam industri - tekstil, metalurgi, makanan, kimia, pulp dan kertas, teknik, dll. .P.
Sebagai contoh, saya akan memberikan salah satu objek yang dimiliki perusahaan “» Mengembangkan konsep pusat energi trigenerasi.
Jika kebutuhan energi listrik pada suatu perusahaan industri sekitar 4 MW (dihasilkan oleh dua unit piston gas (GPU)), maka diperlukan pasokan pendingin sebesar 2,1 MW.
Dinginnya dihasilkan oleh satu mesin pendingin litium bromida serapan yang menggunakan gas buang dari unit turbin gas. Pada saat yang sama, satu GPU sepenuhnya memenuhi 100% kebutuhan panas ABHM. Jadi, bahkan ketika satu GPU beroperasi, pabrik selalu mendapat suhu dingin yang diperlukan. Selain itu, ketika kedua unit piston gas tidak beroperasi, ABKhM tetap memiliki kemampuan untuk menghasilkan panas dan dingin, karena memiliki sumber panas cadangan - gas alam.
Pusat Energi Trigenerasi
Tergantung pada kebutuhan konsumen, kategorinya, dan persyaratan redundansi, skema trigenerasi (ditunjukkan pada gambar di bawah) bisa sangat kompleks dan dapat mencakup ketel energi dan air panas, ketel panas limbah, turbin uap atau gas, pengolahan air penuh, dll.
Namun untuk fasilitas yang relatif kecil, unit pembangkit utama biasanya berupa turbin gas atau unit piston (gas atau solar) dengan daya listrik yang relatif rendah (1-6 MW). Mereka menghasilkan listrik dan membuang panas dari gas buang dan air panas, yang didaur ulang di ABHM. Ini adalah seperangkat perlengkapan dasar yang minimal dan memadai.
Ya, Anda tidak dapat melakukannya tanpa sistem tambahan: menara pendingin, pompa, stasiun pengolahan reagen untuk mensirkulasikan air guna menstabilkannya, sistem otomasi dan peralatan listrik yang memungkinkan Anda menggunakan listrik yang dihasilkan untuk kebutuhan Anda sendiri.
Dalam kebanyakan kasus, pusat trigenerasi adalah bangunan terpisah, atau unit dalam peti kemas, atau kombinasi dari solusi ini, karena persyaratan penempatan peralatan pembangkit listrik dan panas agak berbeda.
Peralatan pembangkit listrik cukup terstandarisasi, berbeda dengan ABHM, walaupun secara teknis lebih kompleks. Waktu produksinya bisa berkisar antara 6 hingga 12 bulan atau bahkan lebih.
Rata-rata waktu produksi ABHM adalah 3-6 bulan (tergantung kapasitas pendinginan, jumlah dan jenis sumber pemanas).
Biasanya, produksi peralatan bantu tidak akan melebihi jangka waktu yang sama, sehingga total durasi proyek pembangunan pusat energi trigenerasi rata-rata 1,5 tahun.
Hasil
Pertama, pusat trigenerasi akan mengurangi jumlah pemasok energi menjadi satu – pemasok gas. Dengan menghilangkan pembelian listrik dan panas, pertama-tama Anda dapat menghilangkan segala risiko yang terkait dengan gangguan pasokan energi.
Pengoperasian dengan bahan bakar panas menggunakan "energi berlebih" yang relatif murah mengurangi biaya listrik dan panas yang dihasilkan dibandingkan dengan membelinya. Dan pemuatan kapasitas pemanasan sepanjang tahun (di musim dingin untuk pemanasan, di musim panas untuk AC dan kebutuhan teknologi) memungkinkan efisiensi maksimum. Tentu saja, seperti proyek lainnya, syarat utamanya adalah pengembangan konsep yang benar dan studi kelayakannya.
Keuntungan tambahannya adalah keramahan lingkungan. Dengan menggunakan gas buang untuk menghasilkan energi yang berguna, kita mengurangi emisi ke atmosfer. Selain itu, tidak seperti teknologi tradisional untuk menghasilkan dingin, yang bahan pendinginnya adalah amonia dan freon, ABKhM menggunakan air sebagai bahan pendingin, yang juga meminimalkan beban lingkungan.
Sumber: www.habr.com