JĂ€mfört med europeiska lĂ€nder, dĂ€r distribuerad energi idag stĂ„r för nĂ€stan 30% av all produktion, utgör andelen distribuerad energi i Ryssland enligt olika uppskattningar idag högst 5-10%. LĂ„t oss prata om huruvida den ryska kan komma ikapp de globala trenderna, och om konsumenterna har motivation att strĂ€va mot oberoende energiförsörjning. Â
Utöver siffror. Hitta skillnader
Skillnaderna mellan systemet för distribuerad elproduktion i Ryssland och Europa kan idag inte enbart sammanfattas med siffror â i grunden handlar det om helt olika modeller bĂ„de strukturellt och ekonomiskt. Utvecklingen av distribuerad energi i vĂ„rt land har haft motiv som skiljer sig nĂ„got frĂ„n de som varit den drivande kraften bakom denna process i Europa, som strĂ€vat efter att kompensera bristen pĂ„ traditionella brĂ€nslen genom att involvera alternativa energikĂ€llor i energibalansen (inklusive sekundĂ€ra energiresurser). I Ryssland har dock frĂ„gan om att minska kostnaderna för energiresurser för konsumenter, i en planekonomi och med centraliserad prissĂ€ttning, under en lĂ„ng tid varit av betydligt mindre relevans, varför egna elproduktionslösningar frĂ€mst övervĂ€gdes nĂ€r företaget var en sĂ€rskilt stor energikonsument och pĂ„ grund av sin avlĂ€gsenhet hade svĂ„righeter med anslutning till nĂ€tet.
En jÀmförelse med distribuerad energi hade anlÀggningar för egen produktion en ganska hög kapacitet - frÄn 10 till 500 MW (och Ànnu mer) - beroende pÄ produktionsbehov och syftet att förse nÀrliggande bostadsomrÄden med elektricitet och vÀrme. Eftersom överföring av vÀrme över lÄnga avstÄnd alltid medför betydande förluster, skedde aktiv byggnation av vÀrmecentraler för företagens och stÀdernas egna behov. Dessutom byggdes egna energikÀllor - antingen kraftvÀrmeverk eller vÀrmecentraler - pÄ gas, olja eller kol, medan teknologier för förnybara energikÀllor, med undantag för vattenkraftverk, och sekundÀra energiresurser tillÀmpades i enstaka fall. Nu förÀndras bilden: gradvis kommer smÄ elproduktionsanlÀggningar fram, och alternativ energi fÄr, om Àn i mindre grad, en plats i energibalanserna.
I vĂ€st görs mycket för att utveckla smĂ„ produktioner, och den senaste tiden har konceptet virtuellt kraftverk blivit allt mer utbrett. Detta Ă€r ett system som förenar en stor del av marknadsaktörerna inom elproduktion - producenter (frĂ„n smĂ„generatorer i privata hem till kognitionsstationer) och konsumenter (frĂ„n bostadshus till stora industriföretag). Det virtuella kraftverket reglerar energiförbrukningen genom att jĂ€mna ut toppar och omfördela belastningar i realtid, med hjĂ€lp av all tillgĂ€nglig kapacitet i systemet. Men denna evolution Ă€r omöjlig utan att staten stimulerar marknaden för distribuerad produktion och utan motsvarande förĂ€ndringar i lagstiftningen.Â
I Ryssland, under hÄrd konkurrens och monopol frÄn centraliserad elförsörjning, kvarstÄr möjligheten att sÀlja överskott av producerad elektricitet till det externa nÀtet, om Àn lösbar, som en utmaning med avseende pÄ organisering och kostnader. DÀrför har anlÀggningar för distribuerad energi för nÀrvarande smÄ chanser att bli fullvÀrdiga marknadsaktörer bland stora leverantörer.
ĂndĂ„ Ă€r utvecklingen av egen elproduktion idag utan tvekan en trend. Den frĂ€msta faktorn bakom dess tillvĂ€xt Ă€r pĂ„litligheten i energiförsörjningen. Beroendet av kraftproducenter och nĂ€tbolag ökar riskerna för producenter. Största delen av de stora kraftverken i Ryssland byggdes under sovjettiden, och deras respektabla Ă„lder gör sig pĂ„mind. För industriella konsumenter Ă€r avbrott i energiförsörjningen pĂ„ grund av olyckor en risk för stillestĂ„nd i produktionen och uppenbara förluster. Om önskan att minska riskerna Ă„tföljs av ekonomiska motiv (som frĂ€mst bestĂ€ms av prispolitiken hos den regionala leverantören) och investeringsmöjligheter, sĂ„ rĂ€ttfĂ€rdigar egen elproduktion sig till 100 %, och allt fler industriella företag Ă€r idag beredda (eller övervĂ€ger denna möjlighet) att gĂ„ denna vĂ€g.
DÀrför Àr utsikterna för distribuerad elproduktion "för egna behov" ganska höga i Ryssland.
Egen elproduktion. Vem gynnas av det?
Ekonomin för varje projekt Àr strikt individuell och bestÀms av mÄnga faktorer. Om man försöker generalisera sÄ mycket som möjligt, sÄ Àr egen elproduktion i regioner med större koncentration av kraftprodukter och industriella företag, högre el- och vÀrmepriser, ett objektivt sÀtt att avsevÀrt sÀnka kostnaderna för köp av energiresurser.
Hit hör ocksÄ svÄrtillgÀngliga och glesbefolkade regioner med svagt utvecklad eller helt avsaknad av infrastrukturen för elnÀt, dÀr sjÀlvklart de högsta elpriserna rÄder.
I regioner med fĂ€rre konsumenter och elleverantörer, samt dĂ€r en större andel av den producerade elen kommer frĂ„n vattenkraftverk, Ă€r priserna mĂ€rkbart lĂ€gre och ekonomin för sĂ„dana projekt inom industrin Ă€r inte alltid lönsam. Men för företag i vissa branscher som har möjlighet att anvĂ€nda alternativa brĂ€nslen, till exempel restprodukter frĂ„n produktionen, kan egen elproduktion vara en utmĂ€rkt lösning. SĂ„, pĂ„ bilden nedan â kraftvĂ€rmeverk pĂ„ restprodukter frĂ„n ett trĂ€bearbetande företag.
NÀr vi pratar om produktion för kommunala behov, offentliga byggnader och kommersiell och social infrastruktur, sÄ har ekonomin för sÄdana projekt fram till nyligen i stor utstrÀckning styrts av nivÄn pÄ utvecklingen av den energiinfrastruktur som finns i regionen, och i minst lika hög grad av kostnaden för teknisk anslutning av elförbrukare. Med utvecklingen av trigenereringsteknologier har sÄdana begrÀnsningar praktiskt taget slutat vara avgörande, och den överblivna eller producerade vÀrmen under sommaren har blivit möjligt att anvÀnda för kylbehov, vilket har ökat effektiviteten hos energicentralerna avsevÀrt.
Trigenerering: El, vÀrme och kyla för anlÀggningen
Trigenerering Àr ett ganska sjÀlvstÀndigt utvecklingsomrÄde inom smÄskalig energi. Den kÀnnetecknas av individualism, eftersom den fokuserar pÄ att tillfredsstÀlla de specifika behoven hos en viss anlÀggning i energiresurser.
Det allra första projektet med trigeneringskonceptet utvecklades 1998 genom samarbete mellan USA:s energidepartement, nationella laboratoriet ORNL och tillverkaren av absobestovlig bromlitiumkylmaskiner BROAD, och genomfördes i USA 2001. Trigenerering baseras pÄ anvÀndningen av absorptionskylmaskiner som anvÀnder vÀrme som primÀr energikÀlla och möjliggör produktion av kyla och vÀrme beroende pÄ anlÀggningens behov. HÀr Àr anvÀndningen av vanliga pannor, som i kogenerering, inte ett obligatoriskt villkor.
Förutom traditionell vÀrme och elektricitet tillhandahÄller trigenerering produktion av kyla i ABHM (i form av kylt vatten) för tekniska behov eller för luftkonditionering av lokaler. Produktionsprocessen för elektricitet medför stora förluster av vÀrmeenergi (till exempel genom avgaser frÄn generatorer).
Att involvera denna vÀrme i kyla produktionen minimerar förluster för det första och ökar den totala effektiviteten hos cykeln för det andra, vilket gör att vi kan minska anlÀggningens elförbrukning jÀmfört med traditionella teknologier för kylproduktion med Ängkompressionskylar.
Möjligheten att anvĂ€nda olika vĂ€rmekĂ€llor (varmvatten, Ă„ng, avgaser frĂ„n generatoranlĂ€ggningar, pannor och ugnar, samt brĂ€nsle (naturgas, diesel och sĂ„ vidare) gör det möjligt att anvĂ€nda AĐĐ„Đ pĂ„ helt olika objekt och mobilisera just den resurs som företaget har tillgĂ€nglig.
SÄledes kan överskottsvÀrme anvÀndas inom industrin:
Och pÄ kommunala anlÀggningar, i kommersiella och offentliga byggnader finns olika kombinationer av vÀrmekÀllor möjliga:
En trigenereringsenergicentrum kan berĂ€knas och byggas utifrĂ„n behovet av elektricitet, eller sĂ„ kan man fokusera pĂ„ kylbehovet för objektet. Beroende pĂ„ vad som Ă€r det avgörande kriteriet för kunden. I det första fallet kan utnyttjande av avfallshetta i AĐĐ„Đ vara ofullstĂ€ndig, och i det andra fallet kan det finnas begrĂ€nsningar i den egna genererade elproduktionen (kompensation görs genom att köpa elektricitet frĂ„n det externa nĂ€tverket).
DÀr trigenerering Àr lönsamt
TillÀmpningen av teknologin Àr ganska bred: trigenerering kan lika gÀrna integreras i konceptet för ett offentligt utrymme (t.ex. ett stort köpcentrum eller en flygplatsbyggnad) som i energi-infrastrukturen för ett industriellt företag. Lönsamheten av att genomföra sÄdana projekt och deras effektivitet beror starkt pÄ lokala förhÄllanden bÄde ekonomiskt och klimatmÀssigt, och för industriföretag Àven pÄ kostnaden för den producerade produkten.
Den första och viktigaste kriteriet Ă€r behovet av kyla. Den mest förekommande anvĂ€ndningen idag Ă€r luftkonditionering av offentliga byggnader. Det kan vara bĂ„de affĂ€rscentra, administrativa byggnader, sjukhus och hotellkomplex, sportanlĂ€ggningar, köp- och nöjescenter och vattenparker, museer och utstĂ€llningshallar, flygplatser â med andra ord, alla objekt dĂ€r mĂ„nga mĂ€nniskor befinner sig samtidigt och dĂ€r en central luftkonditioneringssystem krĂ€vs för att skapa ett bekvĂ€mt mikroklimat.
Det mest berÀttigade anvÀndandet av trigenerering för sÄdana objekt Àr frÄn 20-30 tusen kvm (medelstora kontorskomplex) och strÀcker sig till gigantiska objekt pÄ flera hundratusen kvadratmeter och mer (handels- och nöjeskomplex samt flygplatser).
Men för sÄdana objekt mÄste det finnas efterfrÄgan inte bara pÄ kyla och elektricitet, utan ocksÄ pÄ vÀrmeförsörjning. VÀrmeförsörjning innebÀr inte bara uppvÀrmning av lokaler under vintern, utan Àven Äretruntförsörjning av varmvatten för behov av varmvattenförsörjning. Ju bÀttre trigenereringsenergicentrumets möjligheter utnyttjas, desto högre blir dess effektivitet.
Ăver hela vĂ€rlden finns det mĂ„nga exempel pĂ„ anvĂ€ndning av trigenerering inom hotellbranschen, byggande och modernisering av flygplatser, utbildningsinstitutioner, affĂ€rs- och administrativa komplex, datacenter, samt inom industrin â textil-, metallurgi-, livsmedels-, kemisk, massa- och papperstillverkning, maskinteknik med mera.
Som exempel kan jag nÀmna ett objekt för vilket företaget "" utvecklade konceptet för ett trigenereringsenergicentrum.
Vid ett elbehov pÄ en industriell anlÀggning pÄ cirka 4 MW (producerat av tvÄ gasmotoraggregat (GPA)), krÀvs kyla pÄ nivÄn 2,1 MW.
Kylan genereras av en absorptionskylmaskin som arbetar med avgaserna frĂ„n GPA. Samtidigt tĂ€cker en GPA helt 100% av trigenereringsenergicentrumets vĂ€rmebehov. SĂ„ledes, Ă€ven om endast en GPA Ă€r i drift, har fabriken alltid tillgĂ„ng till nödvĂ€ndig kyla. Dessutom, vid driftstopp av bĂ„da gasmotoraggregaten, behĂ„ller trigenereringsenergicentrumet sin förmĂ„ga att generera bĂ„de vĂ€rme och kyla, eftersom det har en reserv vĂ€rmekĂ€lla â naturgas.
Trigenereringsenergicentrum
Beroende pÄ kundens behov, dess kategori och krav pÄ reservdelar, kan trigenereringsschemat (som visas pÄ bilden nedan) vara mycket komplext och kan inkludera energikÀllor och vattenvÀrmare, Ätervinningskedjor, Äng- eller gasturbiner, komplett vattenbehandling etc.
Men för relativt smÄ anlÀggningar anvÀnds vanligtvis en gasturbin eller en kolvmaskin (pÄ gas eller diesel) med jÀmförelsevis lÄg elektrisk effekt (1-6 MW) som huvudsaklig producerande enhet. De producerar elektricitet och spillvÀrme frÄn avgas och varmt vatten som utnyttjas i ABK. Detta Àr en minimal och tillrÀcklig uppsÀttning grundlÀggande utrustning.
Ja, hÀr gÄr det inte utan hjÀlpande system: kylturbin, pumpar, reagensbehandlingsstation för cirkulerande vatten för att stabilisera det, automatiseringssystem och elhantering som gör det möjligt att anvÀnda den genererade elektriciteten för egna behov.
I de flesta fall Àr en trigenerationscentral en fristÄende byggnad, antingen containermoduler eller en kombination av dessa lösningar, eftersom kraven pÄ placering av el- och vÀrmegenererande utrustning varierar nÄgot.
Elgenererande utrustning Àr tillrÀckligt standardiserad, till skillnad frÄn ABK, Àven om den Àr tekniskt mer komplicerad. Tiden för dess tillverkning kan variera frÄn 6 till 12 mÄnader och Ànnu lÀngre.
Den genomsnittliga tillverkningstiden för ABK Àr 3-6 mÄnader (beroende pÄ kylkapacitet, antalet och typer av vÀrmekÀllor).
Som regel överstiger inte tillverkningen av hjÀlputrustning dessa tidslinjer, sÄ den totala genomförandetiden för byggprojektet av trigenerationskraftverket Àr i genomsnitt 1,5 Är.
Resultat
För det första kommer trigenerationscentret att minska antalet energileverantörer till en â gaskĂ€llan. Genom att utesluta inköp av elektricitet och vĂ€rme kan man först och frĂ€mst utesluta eventuella risker relaterade till störningar i energiförsörjningen.
Att arbeta med vÀrme med hjÀlp av relativt billig "överskottsenergi" sÀnker kostnaden för den producerade elektriciteten och vÀrmen jÀmfört med inköp. Dessutom sÀkerstÀller en Äret runt-belastning av de vÀrmeproducerande kÀllorna (pÄ vintern för uppvÀrmning, pÄ sommaren för kylning och tekniska behov) maximal effektivitet. SjÀlvklart, liksom för andra projekt, Àr det grundlÀggande villkoret att utveckla en korrekt koncept och dess teknisk-ekonomiska motivering.
Bland ytterligare fördelar Àr miljövÀnlighet. Genom att anvÀnda avgaser för att producera anvÀndbar energi minskar vi utslÀppen i atmosfÀren. Dessutom, till skillnad frÄn traditionella kalla produktionsteknologier, dÀr ammoniak och freoner anvÀnds som kylmedier, anvÀnder ABKH vatten som kylmedium, vilket ocksÄ minimerar den ekologiska belastningen.
KĂ€lla: habr.com
