8.1 Проблемы когенерации

В российском энергетическом законодательстве применен довольно редкий инструмент прямого указания на приоритет конкретного технического решения - комбинированного производства тепловой и электрической энергии (когенерации). В то же время, законодательные нормы, обеспечивающие реализацию этого приоритета, практически отсутствуют и доля комбинированной выработки на тепловых электростанциях общего пользования за 25 лет снизилась на треть. Снижение поставок тепловой энергии промышленности не было компенсировано присоединением нагрузки строящихся зданий, подключаемых, в основном, к котельным. Соответственно, уменьшилась и выработка электроэнергии на тепловом потреблении.

Сегодня 528 тепловых электростанций, имеющих теплофикационное оборудование, вырабатывают 470 млн Гкал тепловой энергии в год, что составляет 36% от общего объема централизованного теплоснабжения (1285 млн Гкал/год). Остальное тепло поставляется от 58 тысяч коммунальных котельных средней мощностью 8 Гкал/ч и среднем КПД равным всего 75%.

Даже ввод современных ПГУ блоков не позволил российской энергетике достичь уровня 1994 года по величине коэффициента полезного использования (КИТ) энергии топлива на тепловых электростанциях страны (57% в 1994 году против 54% в 2014 г.). В то же время, именно ТЭЦ, имеющие КИТ на уровне от 58 до 67%, обеспечивают общую энергоэффективность тепловых электростанций. КИТ наиболее распространенного паротурбинного оборудования без теплофикации составляет от 24 до 40%, что минимум в два раза ниже, чем в чисто теплофикационном режиме работы самой худшей ТЭЦ.

Когенерация, признанная во всем мире как самая эффективная технология производства электроэнергии и тепла, оказалась сегодня самым «запущенным» сектором в объединенной энергосистеме России. Значительная часть ТЭЦ хронически убыточны и крупные энергокомпании стараются избавиться от них. Существенная часть генерирующего оборудования, выводимого с рынка по процедурам конкурентного отбора мощности (КОМ), также сосредоточена на ТЭЦ, а строящиеся по ДПМ энергоблоки, в основном, работают без отпуска тепловой энергии.

Одновременно, вне единой энергосистемы, потребители в возрастающих объемах строят для собственных нужд ТЭЦ с характеристиками существенно более низкими, чем у оборудования, выводимого по КОМ. Существует опасность, что с рынка постепенно уйдет большая часть крупных потребителей электроэнергии, что приведет к росту тарифной нагрузки для социального сектора.

Получилась парадоксальная ситуация: на рынке генераторов ОРЭМ, где потребителя заменяют регуляторы (Совет рынка, Системный оператор, ФАС, Минэнерго), ТЭЦ оказались невостребованы, а сами потребители на рынке доступных технологий выбирают когенерацию.

Снижение конкурентоспособности «большой» энергетики в российских условиях обусловлено именно отказом от использования преимуществ когенерации, технологии, по своей сути, предназначенной для стран с холодным климатом и локальной высокой плотностью населения. Проблема состоит не просто в несовершенстве правил функционирования рынка электроэнергетики, а в неправильной формулировке первичных целей и принципов, обеспечивших экономическую дискриминацию ТЭЦ.

Ликвидация существенной части ТЭЦ общего пользования окажется серьезным ударом для экономики страны из-за повышения стоимости тепловой и электрической энергии, существенных разовых затрат на строительство замещающих мощностей и увеличение мощности газотранспортной системы. Сегодня отсутствует системная оценка последствий вывода ТЭЦ из эксплуатации. Проблема, не имея решения на федеральном уровне, «сбрасывается» регионам в виде оплаты «вынужденной» генерации и строительства замещающих котельных.

В то же время, именно развитие когенерации может рассматриваться как антикризисная мера, обеспечивающая доступность энергоресурсов для потребителей. Надо понимать, что, несмотря на собственные проблемы, когенерация является сегодня единственным способом, позволяющим доступными рыночными способами обеспечить антикризисное сдерживание роста тарифов на тепло и электроэнергию.

Кардинальное изменение отношения к когенерации позволит:

снизить потребление топлива и сохранить объемы экспорта газа с меньшими затратами на освоение новых месторождений;
ослабить проблему дефицита природного газа при сильных похолоданиях, так как в этот период на ТЭЦ увеличивается выработка тепла и оборудование под большую электрическую нагрузку загружается в экономичном теплофикационном режиме, с максимальной экономией топлива;
обеспечить необходимый прирост электрической мощности непосредственно в сложившихся узлах потребления, без чрезмерных затрат на высоковольтные сети;
обеспечить энергоснабжение городов при аварийных отключениях систем электро- и газоснабжения (работа на выделенную электрическую нагрузку, включая объекты жизнеобеспечения, возможность использования резервного топлива, гарантированное теплоснабжение);
за счет снижения стоимости производства тепловой энергии высвободить средства на модернизацию тепловых сетей.

8.2 Необходимые изменения в модель рынка электроэнергии для эффективного функционирования ТЭЦ

Действующая модель рынка определяет принцип равенства генераторов независимо от расстояния передачи электроэнергии от электростанции до потребителя. ТЭЦ, находящиеся вблизи потребителя, фактически дотируют развитие и содержание межрегиональных электрических сетей, необходимых для передачи электроэнергии от ГРЭС, ГЭС и АЭС. В других странах, даже при гораздо меньшей территории, это обстоятельство учитывается дополнительными преференциями для ТЭЦ, тем более они необходимы и экономически оправданы в наших условиях.

В советский период задача снижения затрат на передачу электроэнергии была решена именно путем строительства ТЭЦ непосредственно в центрах нагрузок, в городах и на крупных промышленных предприятиях. Даже Московский регион обеспечивался внешним электроснабжением только на треть потребности. ТЭЦ обеспечивали нагрузки в городах расположения, надежность электроснабжения особо важных объектов, резервирование топливом, надежное теплоснабжение.

В результате реформы электроэнергетики ТЭЦ стали выполнять несвойственные им функции обеспечения электроэнергией и мощностью оптового рынка. В результате транспортная составляющая в конечных тарифах выросла, став сопоставимой со стоимостью производства электроэнергии. Если же не учитывать стоимость топлива, то стоимость передачи электроэнергии превысила стоимость генерации, определяя высокий уровень тарифов для конечных потребителей.

Экономия, получаемая от конкуренции электростанций на ОРЭМ, сегодня нивелируется затратами на развитие сетей для обеспечения этой конкуренции.

При запуске КОМ был принят принцип необходимости вывода неэффективной мощности, без учета того обстоятельства, что одно и то же оборудование ТЭЦ может быть неэффективным в конденсационном режиме, а в теплофикационном, при любом сроке службы оборудования, иметь экономичность недостижимую при применении любых других самых современных технологий.

Необходимо решить задачу рыночного стимулирования и технического обеспечения возможности применения наиболее экономичных режимов энергоисточников, работающих в комбинированном цикле, с решением задач модернизации части ТЭЦ, комплексного учета общесистемных эффектов, управления спросом и оптимизации соотношения базовых и пиковых мощностей.

Сегодняшний КОМ не учитывает, что ТЭЦ имеют объективно большие затраты на содержание мощности, при меньшей стоимости электроэнергии в теплофикационном цикле. Учет совокупных объективных затрат показал бы гораздо большую экономическую эффективность ТЭЦ. По результатам долгосрочного КОМ в 2019 г. ТЭЦ получит в виде оплаты мощности на 10% меньше средств чем в 2011 году. Это подвигает энергетические компании к попыткам добрать недостающие средства на рынке тепла, что, в свою очередь, может разрушить рынок централизованного теплоснабжения, снизив его конкурентоспособность по сравнению с локальными теплоисточниками.

Разделение ранее единой торговой площадки между АТС (электроэнергия) и «Системным оператором» (мощность) устранило саму возможность оптимизации суммарных цен в интересах потребителя. Более того «Системный оператор» получил право загружать электростанции в пределах отобранной мощности, не неся ответственности за экономичность режимов генерации.

Необходимо определить условия, при которых ТЭЦ может заключать прямые договоры с потребителями. Самый выгодный потребитель для ТЭЦ тот, кто потребляет одновременно и электрическую и тепловую энергию, то есть население и промышленные предприятия, использующие технологический пар. Вариативное тарифное меню на комплексную поставку подвинуло бы потребителей к отключению собственных котельных.

Подобные длительные комплексные договоры могли бы заключать с потребителями как владельцы ТЭЦ, так и теплоснабжающие организации, одновременно выполняющие функции энергосбытовых в части электроэнергии. Эти длительные договоры могли бы стать основным инструментом снижения рисков инвесторов, осуществляющих модернизацию ТЭЦ и снизить рисковую стоимость инвестиций.

Сегодня можно заключать прямые розничные договоры на поставку электрической энергии только от ТЭЦ мощностью менее 25 МВт, что ставит их в привилегированное положение с более крупными ТЭЦ общего пользования (потребителям электроэнергии не начисляется сетевой тариф за передачу по сетям высокого напряжения).

Необходимо унифицировать правила заключения прямых договоров для ТЭЦ, мощностью как более, так и менее 25 МВт, при сохранении подключения к единой энергосистеме. Сегодня малые ТЭЦ, даже имея худшие показатели экономичности и энергоэффективности, выигрывают за счет отсутствия сетевого тарифа. В стране массово строятся малые ТЭЦ с техническими характеристиками на уровне начала прошлого века, а оборудование более совершенных ТЭЦ выводится через процедуру КОМа, либо лишается тепловой нагрузки.

В восточноевропейских странах проблему экономичности когенерационных источников давно решили, создав особые правила рынка. ТЭЦ в этих странах, как правило, работают в теплофикационном режиме. Конденсационная выработка считается «вынужденной генерацией», и на нее необходимо получить специальное разрешение.

Владельцы ТЭЦ могут подавать электроэнергию по прямым розничным договорам, либо участвовать в рынке. На всю электроэнергию, произведенную в комбинированном цикле, выдается дотация с помощью «зеленых сертификатов», обеспечиваемых за счет повышенных экологических платежей за использование неэкономичных энергоустановок.

Принципиально важно, что таких успехов развития большинство стран ЕС достигло за 2 последних десятилетия. Новая директива ЕС об энергоэффективности определяет обязательность наличия национального плана развития когенерации. Необходимо изучить возможности применения этого опыта в российских условиях.

На первом этапе необходимо, как минимум, определить критерии отнесения ТЭЦ к когенерационным установкам и выделить квалифицированную когенерационную мощность. Для каждой ТЭЦ проработать возможность, необходимость и технические ограничения для работы по тепловому графику. Также необходимо оценить возможности и последствия более существенной загрузки станций по теплу с переводом крупных котельных в параллельную работу.

Представляется необходимым принять следующие комплексные решения, обеспечивающие реальный приоритет когенерации.

Осуществить разработку сценария развития энергетики страны на основе когенерации, расчет общесистемного потенциала экономии и последствий для потребителей.
Разработать поправки в законы «Об электроэнергетике» и «О теплоснабжении», направленные на согласование правил работы рынков электрической и тепловой энергии, генеральной схемы развития электроэнергетики, схем развития теплоснабжения и энергоснабжения регионов.
Внести изменения в регламенты ОРЭМ, позволяющие создать условия для возможности работы ТЭЦ по тепловому графику.
Обеспечить применение механизмов финансирования модернизации ТЭЦ при наличии межсистемной экономии, обеспечивающей сохранение сложившегося уровня тарифов для потребителей на электрическую и тепловую энергию.
Ввести обязательную процедуру рассмотрения проектов развития когенерации, как альтернативу крупным проектам строительства электрических сетей, котельных, конденсационных станций.
Учесть в разрабатываемых изменениях в правила проведения КОМ общесистемные эффекты функционирования ТЭЦ.
Разработать типовые решения и конкретные бизнес-проекты развития ТЭЦ, позволяющие достичь баланса интересов единой энергосистемы страны и конкретных муниципальных образований.

8.3 Организация совместной работы ТЭЦ и котельных

Количественное регулирование, принятое в западноевропейских странах, позволило использовать схему совместной работы ТЭЦ и котельных. При похолодании сначала увеличивается расход теплоносителя от ТЭЦ, а потом запускаются котельные, которые обеспечивают недостающее количество теплоносителя, закачивая его своими насосами в общую сеть.

В результате массового применения «температурной срезки», мы также имеем при низких температурах наружного воздуха не качественное, а количественное регулирование с увеличением расхода (диаметры трубопроводов тепловых сетей, рассчитанные на завышенные договорные нагрузки, это позволяют). Грамотно подобранный уровень температурной срезки позволит во многих городах без больших затрат реализовать схемы совместной работы ТЭЦ и котельных, работающих сегодня раздельно, без строительства дорогостоящих выделенных тепловых сетей.

Часто для обеспечения такой схемы, оказывается, достаточно задействовать резервные перемычки, уже имеющиеся в тепловых сетях, требуется только серьезная наладка гидравлических режимов. Массовое применение проекта сдерживается отсутствием специалистов, неосведомленностью руководителей энергокомпаний и отсутствием двухставочных тарифов.

Для широкого распространения проекта необходимо решить проблему суммирования транспортных тарифов нескольких теплоснабжающих (теплосетевых) организаций при межсистемной передаче тепла путем формирования общего тарифа на передаваемый объем тепловой энергии.

Когенерация

Процесс выработки электроэнергии, названный когенерация (cogeneration) - это получение одновременно электроэнергии и тепла в единой установке.

Раздельное производство электроэнергии и тепла

когенерация установка электростанция энергетический

Основной принцип когенерации : стремление к максимальному использованию энергии первичного топлива (например, использование тепловой энергии, которая раньше сбрасывалась в атмосферу). Общий КПД энергетической станции в режиме когенерации составляет 80-95%.

ЭЛТЕКО ГЛОБАЛ предлагает КГУ различных мощностей, с различными вариантами исполнений. Учитывая невысокую стоимость газа и возможность подключения, когенерация является более эффективным процессом, инвестиции от которого оправдываются за 2-3 года. Мощностной ряд представлен поршневыми двигателями LOMBARDINI, FORD, MAN, GUASCOR, PERKINS и DEUTZ использующими в виде топлива природный газ, газ свалок или биогаз. При выборе КГУ необходимо учитывать требуемые параметры электрической и тепловой мощности установок, тип газа и его расход. При затруднении в выборе, ЭЛТЕКО ГЛОБАЛ оказывает профессиональную консультацию и предоставляет таблицу подбора необходимой установки. Учитывая все факторы когенерация это современный, эффективный и экологичный метод выработки электроэнергии. Параллельное подключение установок даёт возможность наращивания мощности, а последовательная работа агрегатов увеличивает срок службы. Широкий модельный ряд энергоустановок, предлагаемый предприятием Elteco, позволяет максимально чётко решить проблему электропитания, а европейская сборка определяет качество, надёжность и долговечность.

Когенерационные установки (когенераторы) широко используются в малой энергетике (мини-ТЭЦ, MicroCHP). И для этого есть следующие предпосылки:

Тепло используется непосредственно в месте получения, что обходится дешевле, чем строительство и эксплуатация многокилометровых теплотрасс;

Электричество используется большей частью в месте получения без накладных расходов поставщиков энергии, и его стоимость для потребителя может быть несколько меньше, чем у энергии из сети.

Потребитель приобретает энергетическую независимость от сбоев в электроснабжении и аварий в системах теплоснабжения.

Использование когенерации наиболее выгодно для потребителей с постоянным потреблением электроэнергии и тепла. Для потребителей, у которых имеются ярко выраженные «пиковые нагрузки» (например, жилое хозяйство, ЖКХ), когенерация мало выгодна вследствие большой разницы между установленной и среднесуточной мощностями - окупаемость проекта значительно затягивается.

У современных когенерационных установок на базе газопоршневых двигателей коэффициент использования теплоты сгорания топлива доходит до 85...90% и только 10% теряются. Экономия топлива при выработке энергии в когенерационном цикле может достигать до 40% по сравнению с раздельным производством того же количества электроэнергии (конденсационная электростанция) и тепловой энергии (водогрейная котельная). Например, используя тепло выхлопных газов и охлаждающей жидкости газового двигателя мощностью 500 кВт для отопления, можно обеспечить теплом площадь размером в 4...4,5 тыс. м2, поддерживая нормальную температуру в помещениях.

Различают две основные группы когенерационных установок:

1. Установки одновременного производства электрической и тепловой энергии (зарубежный аналог: СНР -- combined heat and power plant);
2. Установки (электростанции) комбинированного цикла с утилизационным котлом и паровой турбиной (зарубежный аналог: ССР -- combined cycle power plant). Чаще -- это электростанции с газовой турбиной, котлом-утилизатором и паровой турбиной (ПГУ -- парогазовые установки большой мощности). Но есть проекты где вместо газовой турбины использовался газопоршневой двигатель и паровая турбина малой мощности

В зависимости от вырабатываемой электрической мощности, когенерационные электростанции разделяют на следующие группы:

· микро электростанции (мощность от 1 до 250 кВт);
· мини (мощность от 250 до 1000 кВт) и малые (мощность от 1 до 60 МВт) - для простоты зачастую объединяют;
· средние (мощность от 60 до 300 МВт);
· большие (мощность более 300 МВт).

Подчеркнем, что здесь речь идет о суммарной мощности электростанции, а не единичной мощности энергетического агрегата. Принято считать, что мощности до 250 кВт (микро электростанции) целесообразно и возможно покрывать газопоршневыми или дизельными агрегатами (к примеру, DEUTZ ADG), а также различными установками альтернативной энергетики. От 250 кВт до 10-15 МВт -- с помощью газопоршневых агрегатов. Мощности до 60 МВт -- с помощью газопоршневых агрегатов (или газовых турбин при единичных мощностях от 20 МВт), а средние и большие мощности -- с помощью газовых и паровых турбин или парогазовых установок.

Когенерация – Когенераторные установки - двойная эффективность, двойная прибыль.

Когенераторные электростанции вдвойне эффективны в сравнении с электростанциями производящими только электрическую энергию. Когенераторная электростанция - это использование первичного источника энергии - газа, для получения двух форм энергии - тепловой и электрической.

Главное преимущество когенераторной электростанции перед обычными станциями состоит в том, что использование энергии топлива здесь происходит с гораздо большей эффективностью. Иными словами, когенераторная (когенерационная) установка позволяет использовать тепловую энергию, которая обычно улетучивается в атмосферу вместе с дымовыми газами.

При использовании когенераторной установки существенно возрастает общий коэффициент использования топлива. Использование когенерационной установки в значительной степени сокращает расходы на энергообеспечение. Когенераторная установка - это энергетическая независимость потребителей, надежная подача энергии и существенное снижение затрат на получение тепловой энергии.

Ведущими мировыми производителями когенераторных установок на основе поршневых двигателей и турбин на сегодняшний день являются: Alstom (Альстом), Capstone (Кэпстоун - Кепстон), Calnetix - Elliott Energy Systems, Caterpillar (Катерпиллар), Cummins (Камминз), Deutz AG (Дойтц АГ), Generac (Дженерак), General Electric (Дженерал Электрик), GE Jenbacher (Йенбахер), Honeywell (Хоневелл), Kawasaki (Кавасаки), Kohler (Колер), Loganova (Логанова), MAN B&W (МАН Б В), MAN TURBO AG (МАН ТУРБО), Mitsubishi Heavy Industries (Митсубиши Хэви Индастриз), Rolls-Royce (Роллс-Ройс), SDMO (СДМО), Siemens (Сименс), Solar Turbines (Солар Турбайнз), Turbomach (Турбомах), Vibro Power, Wartsila (Вяртсиля), Waukesha Engine Division (Вокеша / Вукеша), FG Wilson (Вилсон), микротурбинные установки / мини - турбины, микротурбинные электростанции /микротурбины Ingersoll Rand (Ингерсолл Рэнд).

Когенераторные установки - устройство и принцип действия

Когенерационная установка состоит из силового агрегата, например, газовой турбины, электрического генератора, теплообменника и системы управления.

В газотурбинных установках основное количество тепловой энергии отбирается из системы выхлопа. В газопоршневых электростанциях отбор тепловой энергии происходит и от масляного радиатора, а так же системы охлаждения двигателя. Отбор тепловой энергии в газотурбинных установках (ГТУ) осуществим технически проще, так как выхлопные газы имеют более высокую температуру.

На 1 МВт электрической мощности потребитель получает от 1, до 2 МВт тепловой мощности в виде пара и горячей воды для промышленных нужд, отопления и водоснабжения. Когенераторные электростанции с избытком покрывают нужды потребителей в электрической и дешевой тепловой энергии.

Излишнее тепло может направляться на паровую турбину, для максимальной выработки электричества или в абсорбционно-холодильные машины (АБХМ) для производства холода, с последующей реализацией в системах кондиционирования. Подобная технология имеет собственное определение - тригенерация.

Когенерационные установки - органичная экспансия в российскую экономику

Применение когенераторных электростанций в мегаполисах позволяет эффективно дополнять рынок энергоснабжения, без реконструкции сетей. При этом значительно улучшается качество электрической и тепловой энергий. Автономная работа когенераторной установки позволяет обеспечить потребителей электроэнергией с устойчивыми параметрами по частоте и по напряжению, тепловой энергией со стабильными параметрами по температуре.

Потенциальными объектами для применения когенерационных установок в России выступают промышленные производства, больницы, объекты жилищной сферы, газоперекачивающие станции, компрессорные станции, котельные и т. д. В результате внедрения когенераторных электростанций возможно решение проблемы обеспечения потребителей недорогим теплом и электроэнергией без дополнительного, финансово затратного, строительства новых линий электропередачи и теплотрасс. Приближенность источников к потребителям позволит значительно снизить потери передачи энергии и улучшить ее качество, а значит, и повысить коэффициент использования энергии природного газа.

Когенерационная установка - альтернатива тепловым сетям общего назначения

Когенерационная установка является эффективной альтернативой тепловым сетям, благодаря гибкому изменению параметров теплоносителя в зависимости от требований потребителя в любое время года. Потребитель, имеющий в эксплуатации когенераторную электростанцию не подвержен зависимости от экономического состояния дел больших теплоэнергетических компаниях.

Доход (или экономия) от реализации электричества и тепловой энергии, за короткое время, покрывают все расходы на когенераторную электростанцию. Окупаемость капитальных вложений в когенераторную установку происходит быстрее окупаемости средств, затраченных на подключение к тепловым сетям, обеспечивая тем самым, устойчивый возврат инвестиций.

Когенераторная установка хорошо вписываются в электрическую схему, как отдельных потребителей, так и любого количества потребителей через государственные электросети. Компактные, экологически безопасные, когенераторные электростанции покрывают дефицит генерирующих мощностей в крупных городах. Появление подобных установок позволяет разгрузить электрические сети, обеспечить стабильное качество электроэнергии и делает возможным подключение новых потребителей.

Преимущества когенераторных электростанций

Преимущества когенераторных электростанций заключены, прежде всего, в сфере экономики. Существенная разница между капитальными затратами на энергоснабжение от сетей и энергоснабжение от собственного источника заключается в том, что капитальные затраты, связанные с приобретением когенераторной установки, возмещаются, а капитальные затраты на подключение к сетям безвозвратно теряются при передаче вновь построенных подстанций на баланс энергетических компаний.

Капитальные затраты при применении когенераторной установки компенсируются за счет экономии топлива.

Обычно полное возмещение капитальных затрат происходит после эксплуатации когенераторной электростанции в течение трех-четырех лет.

Такое возможно, когда когенераторная установка питает нагрузку в непрерывном цикле работы, или если она работает параллельно с электросетью. Последнее решение является выгодным для владельцев электрических и тепловых сетей. Энергосистемы заинтересованы в подключении мощных когенераторных установок к своим сетям, так как при этом они приобретают дополнительную генерирующую мощность без капитальных вложений на строительство электростанции. В таком случае энергосистема закупает дешевую электроэнергию для её последующей перепродажи по более выгодному тарифу. Тепловые сети получают возможность закупать дешевое тепло для его реализации близлежащим потребителям.

Применение когенераторов

Сфера применения когенераторов весьма широка.

Когенераторные станции могут вырабатывать энергию для нужд всех отраслей хозяйственной деятельности, в том числе:
на промышленных предприятиях
в сельском хозяйстве
в сфере обслуживания
в гостиницах
торговых и административных центрах
в жилых массивах
частных домах
больницах, курортных и лечебных заведениях
бассейнах, спортивных центрах

Когенераторы и экономия энергетических ресурсов

В настоящее время в мировой энергетике прослеживается стойкая тенденция к увеличению производства и потребления энергии. Даже с учетом значительных структурных изменений в промышленности и перехода на энергосберегающие технологии, потребности в тепло- и электроэнергии в ближайшие десятилетия будут увеличиваться. Поэтому особо широкое применение когенераторов в мире говорит о новой тенденции к развитию локальной энергетики, как наиболее экономически эффективной и экологичной отрасли топливно-энергетического комплекса.

В России необходимость в применении когенераторов для тепло- и энергоснабжения очевидна, поскольку качество центрального снабжения оставляет желать лучшего, да и монопольный характер российских энергоносителей вынуждает покупать электричество и тепло по дорогим тарифам. Таким образом, внедрение когенераторов позволяет существенно снизить затраты на потребляемую энергию, что дает существенный экономический эффект для конечного потребителя, а также решить проблему пиковых нагрузок, недостатков централизованных систем и тем самым обеспечить качественным, бесперебойным энергоснабжением

Специфика когенераторов

Недостатком когенераторов является только ограниченная мощность до 3 МВт для одной машины. Средний промышленный потребитель в России имеет установленную мощность в 1-2 МВт. При необходимости могут быть установлены несколько параллельно работающих когенераторов. Когенераторы легко перевозить и устанавливать. Они позволяют решить острый вопрос неравномерного суточного потребления электроэнергии, неразрешимый для крупных генерирующих установок. Действительно, для когенератора, линейная зависимость потребления топлива имеет место, начиная с 15-20% номинальной мощности. Секционируя (пакетируя) общую мощность на 4-8 блоков, работающих параллельно, появляется возможность работы с 1.5-4% до 100% номинальной нагрузки при расчетном удельном потреблении топлива. При отсутствии нагрузки невостребованные когенераторы останавливаются, на этом в значительной степени экономится моторесурс первичных двигателей

Когенераторные кластеры

Секционирование (пакетирование) когенераторов стало возможным лишь в последнее время, когда появились надежные, высокоточные системы управления, основанные на достижениях микропроцессорной техники и компьютерных технологий. С помощью пакетирования (секционирования) стало возможным построение больших когенераторных установок, экономическая эффективность которых не хуже единичного блока, работающего при номинальной нагрузке. Особенно важным применением таких когенераторов является электроснабжение жилых массивов, в которых отсутствуют промышленные потребители и отношение максимальной и минимальной нагрузки в течение суток достигает десятков раз, так как российские условия делают невозможным продажу вырабатываемой в ночное время электроэнергии сетям как, например в Европе. Важным экономическим фактором распространения секционированных когенераторных систем является то, что удельная стоимость (в расчете на 1 кВт мощности) малых установок ниже, чем удельная стоимость единичных когенераторов большей мощности. Положительной особенностью секционированных когенераторных систем является их более высокая надежность. Действительно при выходе из строя, плановом ремонте или техническом обслуживании общая мощность системы составляет (n-1)/n% номинальной мощности, где n - число блоков в системе. Для российского промышленного и гражданского потребителя предлагаются когенераторы мощностью от 0.02 до 3 МВт, секционированные блоками с общим компьютерным управлением.

Когенераторы - экологическая безопасность

Важным фактором в пользу выбора когенератора является его экологическая безопасность. Подобные установки имеют низкий уровень выбросов в атмосферу токсичных веществ и удовлетворяют самым жестким международным и российским стандартам. Предприятия, имеющие собственную когенераторную установку, смогут обеспечить собственные потребности в электроэнергии. При этом не только снизится себестоимость основной продукции предприятий, но и значительно возрастет его энергетическая безопасность, поскольку потери в подаче электроэнергии от центральных энергетических компаний не будут влиять на ход технологического процесса.

Когенерация

Когенерация - (название образовано от слов КОмбинированная ГЕНЕРАЦИЯ электроэнергии и тепла) процесс совместной выработки электрической и тепловой энергии. В советской технической литературе распространён термин теплофикация - централизованное теплоснабжение на базе комбинированного производства электроэнергии и тепла на теплоэлектроцентралях. Когенерация широко используется в энергетике , например на ТЭЦ (теплоэлектроцентралях), где рабочее тепло после использования в выработке электроэнергии, применяется для нужд теплоснабжения . Тем самым значительно повышается КПД - до 90 % и даже выше.

Смысл когенерации в том, что при прямой выработке электрической энергией, создаётся возможность утилизировать попутное тепло.

Когенерационные установки (когенераторы) широко используются в малой энергетике (мини-ТЭЦ). И для этого есть следующие причины:

См. также

Ссылки

Wikimedia Foundation . 2010 .

Смотреть что такое "Когенерация" в других словарях:

когенерация - Производство тепловой и электрической или механической энергии на одном и том же объекте. Типичный когенерирующий объект производит электроэнергию и пар для использования в промышленных процессах (Термины Рабочей Группы правового регулирования… …

Сущ., кол во синонимов: 2 генерация (7) теплофикация (5) Словарь синонимов ASIS. В.Н. Тришин. 2013 … Словарь синонимов

когенерация - одновременное порождение физического стимула … Толковый переводоведческий словарь

комбинированное теплообразование (когенерация) - 3.1.15 комбинированное теплообразование (когенерация) (cogeneration, combined head and power): Комбинированная выработка тепловой и электрической энергии или механической энергии. Источник …

теплофикация (когенерация) - 3.1.43 теплофикация (когенерация): Комбинированная выработка электрической или механической энергии. Источник: ГОСТ Р 54860 2011: Теплоснабжение зданий. Общие поло … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

ГОСТ Р 54860-2011: Теплоснабжение зданий. Общие положения методики расчета энергопотребности и эффективности систем теплоснабжения - Терминология ГОСТ Р 54860 2011: Теплоснабжение зданий. Общие положения методики расчета энергопотребности и эффективности систем теплоснабжения оригинал документа: 3.1.1 аккумулированное тепло (heat gains): Сохранение и накопление тепла в… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Проверить информацию. Необходимо проверить точность фактов и достоверность сведений, изложенных в этой статье. На странице обсуждения должны быть пояснения. Мини ТЭЦ (малая теплоэлектроцентраль) теплосиловые установк … Википедия

Теплоэлектростанция - (Thermal power, ТЭС) Определение ТЭС, типы и характеристики ТЭС. классификация ТЭС Определение ТЭС, типы и характеристики ТЭС. классификация ТЭС, устройство ТЭС Содержание Содержание Определение Градирня Характеристики Классификация Типы… … Энциклопедия инвестора

комбинированное теплообразование - когенерация Комбинированная выработка тепловой и электрической энергии или механической энергии. [ГОСТ Р 54860 2025] Тематики теплоснабжение зданий Синонимы когенерация EN cogenerationcombined head and power … Справочник технического переводчика

Теплофикация - 13. Теплофикация Централизованное теплоснабжение при производстве электрической энергии и тепла в едином технологическом цикле