三联供:集中式能源供应的替代方案

与欧洲国家目前分布式发电设施占总发电量近30%的情况相比,根据各种估计,俄罗斯目前分布式能源的份额不超过5-10%。 我们来谈谈俄罗斯人是否 分布式能源 赶上全球趋势,激励消费者走向独立能源供应。  

三联供:集中式能源供应的替代方案

除了数字之外。 寻找差异

如今俄罗斯和欧洲的分布式发电系统之间的差异不仅限于数字——事实上,无论从结构上还是从经济角度来看,它们都是完全不同的模式。 我国分布式发电的发展动机与欧洲类似进程的主要推动力有所不同,欧洲试图通过引入替代能源(包括二次能源)来弥补传统燃料的不足。能量平衡。 在俄罗斯,长期以来,在计划经济和集中电价制定下,降低消费者购买能源成本的问题意义不大,因此,人们主要在企业是一家企业的情况下考虑自己的发电量。能源消耗量特别大,并且由于地处偏远,与网络连接存在困难。

按照分布式能源的标准,自发电设施具有相当高的容量——从 10 到 500 兆瓦(甚至更高)——具体取决于生产需求以及为附近的居民点提供电力和热能。 由于远距离传热总是伴随着巨大的损失,因此为了满足企业和城市的自身需求,积极建设热水锅炉房。 另外,我们自己的能源,无论是火力发电厂还是锅炉房,都是以燃气、燃油、煤炭和可再生能源(可再生能源)技术建设的,水力发电厂除外,二次能源(二次能源)仅在个别情况下使用。 现在情况正在发生变化:小型发电设施逐渐出现,替代能源正在参与能源平衡,尽管程度较小。

在西方,人们正在大力发展小规模发电,最近虚拟发电厂(WPP)的概念已经变得普遍。 这是一个将发电市场的大多数参与者联合起来的系统——生产者(从小型私人发电机到热电联产站)和消费者(从住宅建筑到大型工业企业)。 风电场利用所有可用的系统电力来实时调节能源消耗、消除峰值并重新分配负载。 但如果没有国家对分布式发电市场的刺激以及相应立法的改变,这种演变是不可能的。 

在俄罗斯,在激烈竞争和集中供电垄断的情况下,将多余的发电量出售给外部网络虽然可以解决,但从组织和过程成本的角度来看,这是一项远非简单的任务。 因此,目前分布式能源设施成为大型供应商中成熟的市场参与者的机会极小。

尽管如此,自制发电的发展无疑是当今的趋势。 其增长的主要因素是能源供应的可靠性。 对发电和电网公司的依赖增加了生产商的风险。 俄罗斯的大型发电设施大多建于苏联时期,其历史相当悠久。 对于工业消费者来说,因事故而断电意味着生产停工和明显损失的风险。 如果降低风险的愿望伴随着经济动机(主要由区域供应商的关税政策决定)和投资机会,那么内部发电是100%合理的,今天越来越多的工业企业已经准备好(或正在考虑)这样的机会)走这条路。

因此,分布式发电在俄罗斯“自给自足”的发展前景相当看好。

自己这一代人。 谁从中受益?

每个项目的经济性都是完全独立的,并由许多因素决定。 如果我们尽量一概而论,那么在发电能力和工业企业较为集中、电费、热费较高的地区,自发电是大幅降低能源采购成本的客观机会。

这还包括交通困难、人口稀少、电网基础设施不发达或不存在的地区,这些地区的电价当然是最高的。

在电力消费者和供应商较少且大部分电力来自水力发电厂的地区,电价明显较低,并且此类工业项目的经济性并不总是有利的。 然而,对于某些有机会使用替代燃料(例如工业废物)的行业的企业来说,自己发电可能是一个很好的解决方案。 那么,下图中有一个利用木材加工企业废物的热电厂。

三联供:集中式能源供应的替代方案
如果我们谈论的是满足公用事业需求、公共建筑以及商业和社会基础设施的发电,那么直到最近,此类项目的经济性在很大程度上取决于该地区能源基础设施的发展水平,并且在很大程度上取决于成本电力消费者的技术连接。 随着三联产技术的发展,这种限制实际上不再具有决定性,副产品或夏季产生的热量可以用于空调需求,从而大大提高了能源中心的效率。

三联产:为物体提供电、热、冷

三次联产是小型能源发展中一个相当独立的方向。 它的特点是个人主义,因为它专注于满足特定对象对能源的需求。

第一个三联产概念项目于1998年由美国能源部、ORNL国家实验室和溴化锂吸收式制冷机制造商BROAD共同开发,并于2001年在美国实施。 三联产基于吸收式制冷机的使用,吸收式制冷机使用热量作为主要能源,并根据设施的需要生产冷量和热量。 同时,使用传统锅炉(如热电联产)并不是该方案的先决条件。

除了传统的热能和电力之外,三联产还确保 ABCM 中产生冷量(以冷冻水的形式)以满足技术需求或空调需求。 以某种方式发电的过程会产生大量热能损失(例如,发电机的废气)。

在生产冷量的过程中使用这些热量,首先可以最大限度地减少损失,提高循环的最终效率,其次,与使用蒸汽压缩制冷机的传统冷量生产技术相比,它可以降低设施的能耗。

ABHM 能够在各种热源(热水、蒸汽、发电机组、锅炉和熔炉的烟气以及燃料(天然气、柴油等))上工作,从而可以在完全不同的设施中使用 ABHM,可供企业使用的资源。

因此,废热可用于工业:

三联供:集中式能源供应的替代方案
在市政设施、商业和公共建筑中,可以采用各种热源组合:

三联供:集中式能源供应的替代方案
三联供:集中式能源供应的替代方案
三联供:集中式能源供应的替代方案
三联产能源中心可以根据电力需求来计算和建设,也可以根据设施的冷却消耗来计算和建设。 这取决于消费者的判断标准是上述哪一个。 第一种情况,ABHM的余热回收可能不完全,第二种情况,其自身发电量可能有限(通过外网购电补充)。

三联产的好处在哪里?

该技术的应用范围非常广泛:三联产可以同样很好地集成到某些公共空间(例如大型购物中心或机场大楼)的概念中,也可以集成到工业企业的能源基础设施中。 实施此类项目的可行性及其生产力在很大程度上取决于当地的经济和气候条件,对于工业企业来说还取决于产品成本。

第一个也是最重要的标准是对寒冷的需求。 如今其最常见的应用是公共建筑的空调。 这些可以是商业中心、行政大楼、医院和酒店综合体、体育设施、购物和娱乐中心以及水上乐园、博物馆和展览馆、机场建筑——总之,所有物体同时有很多人在场,其中创造舒适的小气候需要中央空调系统。

ABHM 最合理的用途是面积为 20-30 平方米的物体。 米(中型商业中心),最后是数十万平方米甚至更多的巨型建筑(购物和娱乐中心以及机场)。

但在这些设施中,不仅需要冷和电,还需要供热。 而且,供热不仅是冬季供暖,还包括全年向设施供应热水,满足生活热水需求。 三联产能源中心的能力利用得越充分,其效率就越高。

世界各地有许多在酒店业、机场建设和现代化、教育机构、商业和行政综合体、数据中心以及工业(纺织、冶金、食品、化工、纸浆)中使用三联供的例子以及造纸、工程等。.P.

作为例子,我将给出公司“的目标之一”第一工程师» 提出了三联产能源中心的概念。

如果工业企业的电能需求约为 4 MW(由两个气体活塞单元 (GPU) 产生),则需要 2,1 MW 的冷却供应。

冷量是由一台吸收式溴化锂制冷机利用燃气轮机机组的废气产生的。 同时,一颗GPU完全满足ABHM 100%的热量需求。 因此,即使一台 GPU 正在运行,工厂也始终能获得所需的冷量。 此外,当两个气体活塞装置停止运行时,ABKhM 仍保留产生热量和冷量的能力,因为它有备用热源 - 天然气。

三联能源中心

根据消费者的需求、其类别和冗余要求,三联产方案(如下图所示)可能非常复杂,可能包括能源和热水锅炉、废热锅炉、蒸汽或燃气轮机、全水处理、 ETC。

三联供:集中式能源供应的替代方案
但对于相对较小的设施,主发电机组通常是电力相对较低(1-6 MW)的燃气轮机或活塞机组(燃气或柴油)。 它们利用废气和热水产生电力和废热,并在 ABHM 中进行回收。 这是一套最少且足够的基本设备。

三联供:集中式能源供应的替代方案
是的,您离不开辅助系统:冷却塔、泵、用于循环水以稳定水的试剂处理站、自动化系统和电气设备,使您可以根据自己的需要使用发电。

在大多数情况下,三联产中心是一个单独的建筑物,或集装箱单元,或这些解决方案的组合,因为对发电和发热设备的放置要求有些不同。

与 ABHM 不同,发电设备相当标准化,尽管技术上更复杂。 其生产时间可达6至12个月甚至更长。

ABHM的平均生产时间为3-6个月(取决于冷却能力、热源的数量和类型)。

一般来说,辅助设备的生产不会超过同一时间范围,因此三联供能源中心建设项目的总工期平均为1,5年。

导致

首先,三联产中心将能源供应商减少到一个——天然气供应商。 通过消除电力和热力的购买,您首先可以消除与能源供应中断相关的任何风险。

与购买相比,使用相对便宜的“剩余能源”进行热力发电可以降低发电和供热的成本。 全年供暖能力负载(冬季用于供暖,夏季用于空调和技术需求)可实现最大效率。 当然,对于其他项目来说,主要条件是制定正确的概念及其可行性研究。

另一个优点是环境友好。 通过利用废气产生有用的能量,我们减少了向大气中的排放。 此外,与传统制冷技术的制冷剂为氨和氟利昂不同,ABKhM使用水作为制冷剂,这也将环境负荷降至最低。

来源: habr.com

添加评论