Salīdzinot ar Eiropas valstīm, kur izkliedētās ražošanas iekārtas pašlaik veido gandrīz 30% no visas saražotās enerģijas, Krievijā, pēc dažādām aplēsēm, izkliedētās enerģijas īpatsvars mūsdienās nepārsniedz 5–10%. Apspriedīsim, vai krievu... sekot līdzi globālajām tendencēm, un patērētāji ir motivēti pāriet uz neatkarīgu energoapgādi.
Vairāk nekā skaitļi. Atrodi atšķirības.
Atšķirības starp decentralizētajām elektroenerģijas ražošanas sistēmām Krievijā un Eiropā mūsdienās sniedzas tālāk par vienkāršiem skaitļiem — tie būtībā ir pilnīgi atšķirīgi modeļi gan strukturāli, gan ekonomiski. Decentralizētās elektroenerģijas ražošanas attīstību mūsu valstī noteica motīvi, kas nedaudz atšķīrās no tiem, kas kļuva par līdzīgu attīstības virzienu Eiropā, kuras mērķis bija kompensēt tradicionālo degvielu trūkumu, iekļaujot enerģijas struktūrā alternatīvus enerģijas avotus (tostarp atkritumu enerģiju). Tomēr Krievijā jautājums par enerģijas izmaksu samazināšanu patērētājiem plānveida ekonomikas un centralizētas tarifu noteikšanas apstākļos ilgu laiku bija ievērojami mazāk aktuāls. Tāpēc elektroenerģijas ražošana pašu spēkiem galvenokārt tika apsvērta gadījumos, kad uzņēmums bija īpaši liels enerģijas patērētājs un tā attālinātās atrašanās vietas dēļ bija grūtības pieslēgties tīklam.
Pēc decentralizētās enerģijas standartiem lokālajām ražošanas iekārtām bija relatīvi liela jauda — no 10 līdz 500 MW (un pat vairāk) — atkarībā no ražošanas vajadzībām un mērķa apgādāt tuvējās kopienas ar elektroenerģiju un siltumu. Tā kā siltuma pārnešana lielos attālumos vienmēr ir saistīta ar ievērojamiem zudumiem, tika aktīvi būvētas karstā ūdens katlumājas, lai apmierinātu uzņēmumu un pilsētu lokālās vajadzības. Turklāt lokālie enerģijas avoti — gan kombinētās siltuma un elektroenerģijas ražošanas stacijas, gan katlumājas — tika būvēti, izmantojot gāzi, mazutu vai ogles, savukārt atsevišķos gadījumos tika izmantotas atjaunojamās enerģijas tehnoloģijas (izņemot hidroelektrostacijas) un sekundārie enerģijas resursi (SER). Tagad aina mainās: pakāpeniski parādās maza mēroga enerģijas ražošanas iekārtas, un enerģijas bilancē, kaut arī mazākā mērā, tiek integrēti alternatīvie enerģijas avoti.
Rietumos tiek daudz darīts, lai attīstītu maza mēroga ražošanu, un nesen plaši izplatījusies ir virtuālās elektrostacijas (VES) koncepcija. Šī sistēma apvieno lielāko daļu elektroenerģijas ražošanas tirgus dalībnieku — ražotājus (no maziem privātiem ražotājiem līdz koģenerācijas stacijām) un patērētājus (no dzīvojamām ēkām līdz lieliem rūpniecības objektiem). VES regulē enerģijas patēriņu, izlīdzinot maksimuma slodzes un pārdalot slodzes reāllaikā, izmantojot visu pieejamo sistēmas jaudu. Tomēr šāda evolūcija nav iespējama bez valdības stimuliem decentralizētās ražošanas tirgum un atbilstošām likumdošanas izmaiņām.
Krievijā, sīvas konkurences un centralizētas elektroapgādes monopola apstākļos, saražotās elektroenerģijas pārpārdošana ārējam tīklam, lai gan ir iespējama, joprojām ir sarežģīts uzdevums gan organizācijas, gan izmaksu ziņā. Tāpēc decentralizēto energoiekārtu iespējas kļūt par pilntiesīgiem tirgus dalībniekiem starp galvenajiem piegādātājiem pašlaik ir ārkārtīgi niecīgas.
Tomēr iekšējās ražošanas attīstība mūsdienās neapšaubāmi ir tendence. Galvenais tās izaugsmes virzītājspēks ir elektroapgādes uzticamība. Atkarība no ražošanas un tīkla uzņēmumiem palielina ražotāju riskus. Lielākā daļa lielo ražošanas iekārtu Krievijā tika uzceltas padomju laikā, un to ievērojamais vecums ir acīmredzams. Rūpnieciskajiem patērētājiem elektroenerģijas padeves pārtraukums avārijas dēļ rada ražošanas pārtraukšanas un acīmredzamu zaudējumu risku. Ja vēlmi samazināt riskus atbalsta ekonomiskie stimuli (galvenokārt nosaka reģionālā piegādātāja tarifu politika) un investīciju iespējas, tad iekšējā ražošana ir 100% pamatota, un arvien vairāk rūpniecības uzņēmumu tagad ir gatavi (vai apsver iespēju) iet šo ceļu.
Tāpēc decentralizētas elektroenerģijas ražošanas attīstības perspektīvas “pašu vajadzībām” Krievijā ir diezgan augstas.
Pašu ģenerēšana. Kas no tā gūst labumu?
Katra projekta ekonomiskie aspekti ir stingri individuāli un tos nosaka daudzi faktori. Kopumā reģionos ar lielāku ražošanas jaudu un rūpniecības objektu koncentrāciju, kā arī augstākiem elektroenerģijas un siltumenerģijas tarifiem elektroenerģijas ražošana uz vietas piedāvā objektīvu iespēju ievērojami samazināt enerģijas izmaksas.
Tas ietver arī grūti sasniedzamus un reti apdzīvotus reģionus ar vāji attīstītu vai neesošu elektrotīkla infrastruktūru, kur elektroenerģijas tarifi neapšaubāmi ir visaugstākie.
Reģionos ar mazāku elektroenerģijas patērētāju un piegādātāju skaitu, un kur hidroelektroenerģija veido lielāku elektroenerģijas ražošanas daļu, tarifi ir ievērojami zemāki, un šādu rūpniecisko projektu ekonomiskie ieguvumi ne vienmēr ir izdevīgi. Tomēr uzņēmumiem noteiktās nozarēs, kas var izmantot alternatīvas degvielas, piemēram, rūpnieciskos atkritumus, elektroenerģijas ražošana pašu spēkiem var būt lielisks risinājums. Piemēram, zemāk redzamajā attēlā redzama koģenerācijas stacija (KSE), kas izmanto kokapstrādes rūpnīcas atkritumus.
Līdz nesenam laikam šādu projektu ekonomisko pamatojumu, neatkarīgi no tā, vai tie bija paredzēti komunālo pakalpojumu vajadzībām, sabiedriskām ēkām vai komerciālai un sociālai infrastruktūrai, lielā mērā noteica reģiona enerģētikas infrastruktūras attīstības līmenis un mazākā mērā elektroenerģijas patērētāju pieslēgšanas tīklam izmaksas. Attīstoties triģenerācijas tehnoloģijām, šādi ierobežojumi faktiski vairs nav noteicošais faktors, un atlikumsiltumu vai vasarā saražoto siltumu tagad var izmantot gaisa kondicionēšanai, ievērojami palielinot enerģijas centru efektivitāti.
Triģenerācija: elektrība, apkure un aukstums iekārtai
Trigenerācija ir diezgan neatkarīga maza mēroga enerģijas attīstības joma. Tai raksturīga individuāla pieeja, jo tā koncentrējas uz konkrēta objekta enerģijas vajadzību apmierināšanu.
Pats pirmais projekts, kurā tika izmantota triģenerācijas koncepcija, tika izstrādāts 1998. gadā, kopīgi strādājot ASV Enerģētikas departamentam, ORNL un litija bromīda absorbcijas saldēšanas iekārtu (ABRM) ražotājam BROAD. Tas tika ieviests ASV 2001. gadā. Triģenerācija balstās uz absorbcijas saldēšanas iekārtu izmantošanu, kas izmanto siltumu kā primāro enerģijas avotu un ģenerē siltumu un aukstumu atkarībā no iekārtas vajadzībām. Šai sistēmai nav nepieciešama parasto katlu izmantošana, kā tas ir koģenerācijā.
Papildus tradicionālajai siltuma un elektroenerģijas ražošanai triģenerācija nodrošina aukstuma ražošanu absorbcijas dzesēšanas iekārtās (atdzesēta ūdens veidā) rūpnieciskiem procesiem vai gaisa kondicionēšanai. Elektroenerģijas ražošanas process neizbēgami ir saistīts ar ievērojamiem siltumenerģijas zudumiem (piemēram, ģeneratoru izplūdes gāzu dēļ).
Šī siltuma iesaistīšana aukstuma ģenerēšanas procesā, pirmkārt, samazina zudumus, palielinot cikla kopējo efektivitāti, un, otrkārt, ļauj samazināt iekārtas enerģijas patēriņu, salīdzinot ar tradicionālajām aukstuma ģenerēšanas tehnoloģijām, kurās izmanto tvaika kompresijas saldēšanas iekārtas.
Spēja darboties ar dažādiem siltuma avotiem (karsto ūdeni, tvaiku, ģeneratoru, katlu un kurtuvju izplūdes gāzēm), kā arī degvielu (dabasgāzi, dīzeļdegvielu utt.) ļauj absorbcijas dzesētāju izmantot dažādās vietās, izmantojot uzņēmumam pieejamos specifiskos resursus.
Tādējādi siltuma pārpalikumu var izmantot rūpniecībā:
Un pašvaldību iestādēs, komerciālās un sabiedriskās ēkās ir iespējamas dažādas siltuma avotu kombinācijas:
Triģenerācijas spēkstaciju var projektēt un būvēt, pamatojoties uz elektroenerģijas vajadzībām vai uz iekārtas dzesēšanas patēriņu. Tas ir atkarīgs no tā, kurš no šiem diviem faktoriem ir noteicošais patērētājam. Pirmajā gadījumā absorbcijas dzesētājā esošā siltuma pārpalikuma izmantošana var nebūt pilnīga, savukārt otrajā gadījumā pašas spēkstacijas elektroenerģijas ražošanas jauda var būt ierobežota (papildināta, iepērkot elektroenerģiju no ārējā tīkla).
Kur trigenerācija ir izdevīga
Tehnoloģijas pielietojuma klāsts ir diezgan plašs: triģenerāciju var tikpat labi integrēt gan publiskas telpas (piemēram, liela iepirkšanās centra vai lidostas termināļa) dizainā, gan rūpniecības uzņēmuma energoinfrastruktūrā. Šādu projektu īstenošanas iespējamība un to veiktspēja ir ļoti atkarīga no vietējiem ekonomiskajiem un klimatiskajiem apstākļiem, bet rūpniecības uzņēmumu gadījumā arī no to saražotās produkcijas izmaksām.
Pirmais un vissvarīgākais kritērijs ir nepieciešamība pēc dzesēšanas. Mūsdienās visizplatītākais tās pielietojums ir gaisa kondicionēšana sabiedriskās ēkās. Tajās ietilpst biznesa centri, administratīvās ēkas, slimnīcas un viesnīcu kompleksi, sporta objekti, iepirkšanās un izklaides centri un ūdens parki, muzeji un izstāžu paviljoni, lidostu termināļi — īsi sakot, jebkura ēka, kur pulcējas liels skaits cilvēku un kur ir nepieciešama centrālā gaisa kondicionēšanas sistēma, lai radītu komfortablu mikroklimatu.
ABHM izmantošana ir visapmierinošākā tādiem objektiem, kuru platība ir no 20 līdz 30 tūkstošiem kvadrātmetru (vidēja lieluma biznesa centri) līdz gigantiskām ēkām, kuru platība ir vairāki simti tūkstoši kvadrātmetru vai pat vairāk (iepirkšanās un izklaides centri un lidostas).
Taču šādām iekārtām ir nepieciešama ne tikai dzesēšana un elektrība, bet arī apkure. Siltumapgāde ne tikai nodrošina telpu apkuri ziemā, bet arī visu gadu nodrošina karsto ūdeni mājsaimniecības karstā ūdens apgādei. Jo pilnīgāk triģenerācijas spēkstacija izmanto savu jaudu, jo lielāka ir tās efektivitāte.
Visā pasaulē ir daudz triģenerācijas pielietojumu piemēru, tostarp viesmīlības nozarē, lidostu būvniecībā un modernizācijā, izglītības iestādēs, biznesa un administratīvajos kompleksos un datu centros. Ir arī daudz piemēru rūpniecībā, tostarp tekstilizstrādājumu, metalurģijas, pārtikas, ķīmijas, celulozes un papīra, mašīnbūves un citur.
Kā piemēru minēšu vienu no objektiem, par kuru uzņēmums “"izstrādāja triģenerācijas enerģijas centra koncepciju.
Tā kā rūpniecības uzņēmuma elektroenerģijas pieprasījums ir aptuveni 4 MW (ko rada divi gāzes virzuļu bloki (GPU)), ir nepieciešama 2,1 MW dzesēšanas jauda.
Aukstumu rada viena litija bromīda absorbcijas saldēšanas iekārta, ko darbina gāzes virzuļa bloka izplūdes gāzes. Šī viena gāzes virzuļa iekārta pilnībā sedz 100% no absorbcijas saldēšanas iekārtas siltuma vajadzībām. Tādējādi pat tad, ja darbojas tikai viena gāzes virzuļa iekārta, iekārta vienmēr tiek apgādāta ar nepieciešamo aukstuma daudzumu. Turklāt pat tad, ja abas gāzes virzuļa iekārtas ir izslēgtas, absorbcijas saldēšanas iekārta saglabā spēju radīt siltumu un aukstumu, jo tai ir rezerves siltuma avots — dabasgāze.
Triģenerācijas elektrostacija
Atkarībā no patērētāja vajadzībām, kategorijas un redundances prasībām triģenerācijas sistēma (parādīta attēlā zemāk) var būt ļoti sarežģīta un var ietvert elektroenerģijas un karstā ūdens katlus, siltuma pārpalikuma katlus, tvaika vai gāzes turbīnas, visaptverošu ūdens attīrīšanu utt.
Tomēr relatīvi mazās iekārtās primārā ģenerējošā vienība parasti ir gāzes turbīna vai virzuļvienība (darbināma ar gāzi vai dīzeļdegvielu) ar relatīvi zemu elektrisko jaudu (1–6 MW). Šīs vienības ražo elektrību un siltuma pārpalikumu no izplūdes gāzēm un karstā ūdens, ko izmanto absorbcijas dzesētājā. Šis ir minimālais un pietiekamais primārā aprīkojuma komplekts.
Jā, šeit nevar iztikt bez palīgsistēmām: dzesēšanas torņa, sūkņiem, reaģentu apstrādes stacijas ūdens cirkulācijai tā stabilizēšanai, automatizācijas sistēmas un elektroiekārtām, kas ļauj izmantot saražoto elektroenerģiju savām vajadzībām.
Vairumā gadījumu triģenerācijas centrs ir atsevišķa ēka, konteinerizēta vienība vai šo risinājumu kombinācija, jo prasības elektrisko un siltumenerģijas ražošanas iekārtu izvietošanai nedaudz atšķiras.
Elektroenerģijas ražošanas iekārtas ir diezgan standartizētas, atšķirībā no absorbcijas saldēšanas iekārtām, lai gan tās ir tehniski sarežģītākas. To ražošanas laiks var būt no 6 līdz 12 mēnešiem vai pat ilgāks.
ABHM vidējais ražošanas laiks ir 3–6 mēneši (atkarībā no dzesēšanas jaudas, siltuma avotu skaita un veidiem).
Parasti palīgiekārtu ražošana nepārsniegs to pašu laika grafiku, tāpēc triģenerācijas elektrostacijas būvniecības projekta kopējais ilgums ir vidēji 1,5 gadi.
Piedzīvojiet efektīvu rezultātu spēku
Pirmkārt, triģenerācijas centrs samazinās enerģijas piegādātāju skaitu līdz vienam – gāzes piegādātājam. Novēršot nepieciešamību iegādāties elektrību un siltumu, tas novērsīs arī visus riskus, kas saistīti ar elektroenerģijas padeves pārtraukumiem.
Darbojoties ar siltumenerģiju, izmantojot relatīvi lētu "pārpalikuma enerģiju", tiek samazinātas saražotās elektroenerģijas un siltuma izmaksas salīdzinājumā ar tās iegādi. Savukārt siltuma ražošanas jaudu izmantošana visu gadu (apkurei ziemā un gaisa kondicionēšanai un procesu vajadzībām vasarā) nodrošina maksimālu efektivitāti. Protams, tāpat kā citos projektos, galvenā prasība ir pārdomātas koncepcijas izstrāde un tās priekšizpēte.
Papildu priekšrocība ir tā draudzīgums videi. Izmantojot izplūdes gāzes lietderīgas enerģijas ražošanai, mēs samazinām atmosfēras emisijas. Turklāt, atšķirībā no tradicionālajām dzesēšanas tehnoloģijām, kurās kā aukstumaģentus izmanto amonjaku un freonus, absorbcijas saldēšanas iekārta kā aukstumaģentu izmanto ūdeni, kas arī samazina ietekmi uz vidi.
Avots: www.habr.com
