От редакции: Сегодня не утихают споры о целесообразности и эффективности совместного использования объектов «малой» и «большой» энергетики. Предлагаем Вашему вниманию статью, в которой приводится мнение одного из ведущих российских специалистов.
Роль «малой» энергетики в решении проблем «большой» энергетики
К. т.н. А. А. Салихов, директор Департамента мобилизационной подготовки оперативного контроля, ГО и ЧС в ТЭК, Министерство энергетики РФ
(из книги А.А. Салихова «Неоцененная и непризнанная «малая» энергетика», М.: Издательство «Новости теплоснабжения», 2009 г.)
Проблемы надежности энергоснабжения
Одной из важнейших задач, которая сегодня стоит перед энергетиками, является повышение надежности энергоснабжения потребителей. Она зависит от многих причин, но основными из них являются:
■ появление в целом ряде регионов России дефицита в электрической энергии из-за роста энергопотребления;
■ моральное и физическое старение оборудования энергопредприятий;
■ недостаточная сбалансированность между потреблением и генерацией в сочетании с ветхостью и недостаточной пропускной способностью электрических сетей;
■ угроза террористических актов в отношении энергетических объектов, ЛЭП, газо- и нефтепроводов;
■ аномальные и стихийные климатические явления.
Исторически сложилось, что на территориях с развитой генерацией количество электростанций достигает десятка, тогда как в большинстве республик, краев и областей их можно пересчитать по пальцам. Например, на территории Калмыкии вообще нет генерирующих источников, в Курганской области одна ТЭЦ, Марийская и Мордовская республики имеют по 2-3 источника, суммарная мощность которых колеблется от 250 до 350 МВт, в Ивановской и Омской областях всего по 3 электростанции. И этот список можно продолжить. Ясно, что надежность энергоснабжения конечных потребителей в такой ситуации определяется, в основном, надежностью работы электросетевого хозяйства региона (подстанций и электрических сетей).
Надежность же работы самих электростанций, а следовательно, и надежность поставки продукции в сети, зависит от количества одновременно работающих турбогенераторов, котлов. В летнее время на некоторых ТЭЦ из-за отсутствия или отказа потребителей от тепловых нагрузок возникают режимы, когда приходится
оставлять в работе один турбогенератор с одним котлом. При этом резко увеличивается вероятность посадки этой станции на нуль.
Также общеизвестно, что столицы республик, областей и краев, т.е. большие города регионов, особенно «миллионники», зимой и летом испытывают дефицит в электрической мощности, которая традиционно доставляется по ВЛ-500, 220 кВ от крупных энергоисточников - ГЭС, ГРЭС, АЭС, расположенных далеко от этих городов. Поэтому надежность электроснабжения крупных городов также в значительной степени уязвима из-за отсутствия баланса генерации и потребления в пределах самого города.
О термине «малая» энергетика
Надо сказать, что в энергетической литературе до сих пор нет четкой трактовки этого понятия.
Обычно понятие «малая» энергетика включает в себя генерирующие установки мощностью до 30 МВт - это маломощные теплоэлектроцентрали (за рубежом их чаще называют «когенерирую-щие установки»), малые гидроэлектростанции, установки, перерабатывающие энергию ветра и солнца, и т.д. Известен еще один термин - «распределенная» энергетика. Это определенный уклад системы организации электро- и теплоснабжения в регионе. Это пласт и диапазон мощностей агрегатов, которые потенциально могут быть установлены как генерирующие источники на разбросанных по территории региона объектах, работающие в общую сеть, а также и на существующих ныне электростанциях, особенно на ТЭЦ. Образуется так называемая распределенная (рассредоточенная) по территории региона сеть электростанций (или распределенная энергетика), в основном из объектов «малой» энергетики.
Так что, термины «малая» и «распределенная» энергетика в рассматриваемом случае являются синонимами и употребляются, чтобы обозначить ту нишу, которая пока не востребована и не занята в отечественной энергетике.
Объекты «малой» энергетики и их размещение
«Малая» энергетика может сыграть весьма важную и положительную роль в повышении комплексных показателей эффективности и надежности «большой» энергетики.
Чтобы лучше понять некоторые технические аспекты распределенной энергетики, представим себе следующее. На территориях, где раньше размещались 2-3 крупных генерирующих источника, появляются несколько десятков центров генерации, расположенных преимущественно в районных центрах, маленьких городах и на территориях предприятий. Электрическую энергию эти потребители раньше получали издалека по электрическим сетям, но сейчас она производится и, в основном, потребляется непосредственно на месте. Если возникает излишек, то продукция отпускается во внешнюю сеть; если дефицит, то недостающая часть баланса, как и раньше, поступает по электрическим сетям.
Очевидно, что надежность энергоснабжения потребителей при появлении объектов «распределенной» энергетики резко возрастает. Ранее отключение единственной действовавшей магистральной электрической сети привело бы к отключению всех потребителей, подключенных к этой линии. С появлением генерирующих источников на местах можно создать такие устойчивые системы и связи, что если не все, то многие потребители не почувствуют отключение той или иной линии по каким-то причинам. Хотя в некоторых случаях (например, при достаточно развитой мощности ветроэлектростанций) они могут усложнить работу системного оператора, но эта проблема чисто инженерная и легко решаемая. Однако думается, что ни у кого не вызывает сомнения тот факт, что «малая» энергетика в виде распределенных по территории региона генерирующих источников существенно повышает надежность энергоснабжения потребителей. Реализация концепции распределенной энергетики будет способствовать снижению физических потерь в существующих электрических сетях из-за уменьшения перетоков по линиям электропередач. Поэтому вопросы развития и технического перевооружения электрических сетей и размещения генерирующих источников в регионах должны рассматриваться в комплексе и совместно. Это может способствовать оптимизации (существенному снижению) затрат как при размещении генерации, так и при обновлении сетевого хозяйства на местах в сравнении с вариантом решения этих проблем независимо друг от друга. В свою очередь, у сетевиков появится возможность концентрировать финансовые средства для реализации проектов строительства стратегически важных ЛЭП и ПС, способствующих дальнейшему развитию Единой Энергетической Сети России. Можно будет осуществить переброску мощностей крупных перспективных Сибирских угольных ТЭС, ГЭС в зоны Уральского и Центрального регионов, а также построить линии для экспортных поставок за рубеж.
Размещение источников генерации «малой» энергетики не должно быть самоцелью. Результат ее внедрения должен заключаться в повышении не только надежности, но и эффективности и других важных показателей энергопроизводства. В первую очередь, необходимо реализовать возможность ликвидации или уменьшения дефицита энергомощностей крупных городов с полумиллионным и миллионным населением. Как правило, это областные и краевые центры, столицы республик. Современные объекты распределенной энергетики позволяют осуществить этот замысел с большим экономическим эффектом.
Сегодня уже многим понятно, что существующие традиционные ТЭЦ (как правило, работающие на газообразном топливе) являются прекрасным объектом для установки там ГТУ мощностью от 20 до 150 МВт в качестве надстройки к существующей инфраструктуре. В секторе теплоснабжения страны действуют 486 ТЭЦ, и их потенциал надстроек таков, что ТЭЦ России готовы вместить в себя несколько инвестиционных проектов размером 30-40 тыс. МВт.
Эти довольно мощные объекты «распределенной» энергетики будут располагаться на территории действующих ТЭЦ таким образом, что их установленная мощность может в зависимости от потребности города и региона возрасти на несколько сотен мегаватт, вплоть до обеспечения баланса потребности города в электрической энергии и мощности.
Следующими потенциально интересными объектами размещения «малых» генерирующих источников в виде ГТУ являются многочисленные котельные, расположенные не только в больших, но и в малых городах, а также в поселках городского типа. Их по стране насчитывается около 6,5 тыс. от 20 до 100 Гкал/ч, более 180 тыс. котельных меньшей мощности, где с термодинамической точки зрения газ сжигается неразумно.
Ныне во многих регионах 40-60% газового топлива горит в коммунальных котельных и в быту для нужд населения. Здесь могут найти широкое применение объекты «малой» энергетики мощностью от сотен кВт до нескольких МВт. И они реально будут распределены по территории региона.
Проблема размещения объектов «малой» энергетики на территориях действующих предприятий
Противники надстройки существующих ТЭС газотурбинными установками очень часто приводят такие аргументы, как нехватка площадей на генплане действующих станций. По этому поводу необходимо констатировать следующее. Практически все наши действующие ТЭС и котельные, построенные по нормам и правилам проектирования энергообъектов советского времени, занимают большие площади. Западные специалисты на таких же площадях по своим нормам вместо одного нашего объекта располагают несколько.
При этом ни по эстетическим, ни по технико-экономическим показателям западные станции нашим не проигрывают.
Давно назрела необходимость пересмотра многих Норм и Правил, которые препятствуют внедрению новых технологий. Это относится и к ГОСТам, и СНиПам, и другим НТД. Например, требование СНиП о запрещении прокладки газопроводов высокого давления по территории городов и населенных пунктов в нашей стране усложняет строительство газотурбинных электростанций. В большинстве стран Западной Европы газопроводы под давлением 60-70 кгс/см2 проложены до центра больших городов, что, естественно, упрощает внедрение газотурбинных технологий.
В новых Правилах должны быть введены такие требования и нормы, как МВт/га в отношении генпланов, МВт/м 2 и МВт/м 3 в отношении главных корпусов.
С другой стороны, «нет худа без добра». На больших территориях наших электростанций и котельных, обеспечивая все требования промышленной безопасности, можно построить или пристроить значительные мощности на базе современных технологий. Например, надстройка Казанской ТЭЦ-1 двумя ГТУ по 25 МВт практически не привела к значительному изменению существующей инфраструктуры и площадей.
Роль «малой» энергетики в обеспечении энергетической безопасности России
«Малая» энергетика способна сыграть свою положительную роль в обеспечении энергетической безопасности страны. Маркетинговые исследования, проведенные по оценке рынков СМР, ПИР, оборудования, стройматериалов, необходимых для реализации проектов 5-летней инвестиционной программы Холдинга РАО ЕЭС по объектам тепловой генерации, показали, что возможности отечественного машиностроения не способны удовлетворить планы обновления тепловой генерации страны. По объему вводимых мощностей мы будем вынуждены прибегнуть к услугам иностранных фирм. И это, в первую очередь, касается оборудования мощных блоков П ГУ 400, 800 МВт.
Как уже было сказано, имеющийся мощный потенциал теплового рынка многочисленных котельных в процессе производства дешевой электроэнергии пока не задействован. По статистической отчетности его величина в целом по стране оценивается цифрой 1 млрд Гкал.
При этом их суммарная установленная мощность при круглогодичном использовании равнялась бы 100 тыс. МВт. Как видно, это почти три 5-летние инвестиционные программы Холдинга по 34 тыс. МВт. Если взглянуть на этот потенциал с точки зрения повышения эффективности использования поставляемого газа, то сжигание его когенерационным способом позволило бы уменьшить потребление газа до 1,5 раз, или в столько же раз увеличить генерацию электрической и тепловой энергии при сохранении уровня потребления поставляемого газа.
Для надстройки этих котельных могут быть востребованы ГПА и ГТУ мощностного ряда от 1 до 30 МВт. ГПА отечественного производства, удовлетворяющих требованиям энергетики, пока почти нет. А вот отечественные производители ГТУ мощностного ряда от 2,5 до 25 МВт буквально выстроились на старте и ждут лишь отмашки. Это отечественные моторостроительные авиационные заводы. Их оборудование уже прошло этап апробирования для наземных целей, находит широкое применение на объектах «Газпрома», и используется как опытно-промышленные энергоисточники в других отраслях. Потенциал отечественного авиационного машиностроения для энергетики пока еще ни со стороны энергетиков, ни со стороны коммунальщиков не востребован. Для ГТУ «малой» энергетики сопутствующее оборудование: котлы-утилизаторы, генераторы и др. также может быть поставлено отечественными производителями. По мере наработки опыта, числа часов использования и числа агрегатов и последующего усовершенствования, отечественная «малая» энергетика будет способна успешно конкурировать с агрегатами производства передовых иностранных фирм. Да и сейчас показатели эффективности у многих из них уже находятся на передовом мировом уровне, хотя как было выше сказано, при комбинированном способе их использования этот показатель определяющей роли не играет. Возможность же их производства на нескольких отечественных заводах дает заказчику право выбора, оптимизируя их стоимость. В свою очередь, «малая» энергетика способна внести большой вклад в дело обеспечения энергетической независимости России.
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.сайт/
Министерство образования Республики Беларусь
УО Белорусский государственный экономический университет
Кафедра технологии важнейших отраслей промышленности
МАЛАЯ ЭНЕРГЕТИКА
Выполнила: А.О. Якунина
Студентка ФФБД, 1 курс, ДФТ
Проверила М.В. Михадюк
Введение
Малая энергетика (общая характеристика)
Энергетическая безопасность и малая энергетика
Области применения малой энергетики
Зоны децентрализованного энергоснабжения
Дизельные электростанции
Газодизельные и газопоршневые электростанции
Газотурбинные электроустановки
Белорусский опыт развития малой энергетики
Заключение
Список литературы
Введение
Представление об энергетике у многих связано с крупными теплоэлектростанциями (ТЭЦ), гидроэлектростанциями (ГЭС),атомными электростанциями (АЭС),станциями теплоснабжения(АСТ),тепловыми сетями большой протяжённости, высоковольтными линиями электропередач, мощными трансформаторными станциями и подстанциями, огромными градирнями и высокими дымовыми трубами больших диаметров и т. д. Кроме перечисленных ТЭЦ, ГЭС, АЭС, ГРЭС, АСТ, существует значительное число локальных систем теплоэлектрогенерирования, которые сосредоточены по населённым пунктам и различным отраслям промышленности.
Это - районные отопительные и отопительно-производственные котельные, заводские ТЭС, ТЭЦ и котельные, промышленные печи, бытовые энергоустановки, предназначенные для обслуживания нескольких зданий и сооружений и индивидуальных построек, коттеджей, частных домов и т.д.
Все эти энергогенерирующие источники имеют признаки отдельной (единой) отрасли со своей продукцией в виде тепло и электроэнергии и со своими потребностями в топливе, оборудовании, материалах, инвестициях и т.д. По сути это - своеобразный топливно-энергетический комплекс, который принято называть малой энергетикой.
Этот термин пока не узаконен стандартом, но в кругах специалистов он нашёл уже широкое признание. Более того, перечисленный выше круг объектов, который условно можно отнести к понятию “традиционной” малой энергетики, существенно расширен за счёт так называемых нетрадиционных и возобновляемых источников энергии. К таким объектам относятся установки и сооружения, использующие солнечную энергию, энергию ветра, геотермальную энергию, энергию мирового океана, биомассы и др.
Малая энергетика позволяет потребителю не зависеть от централизованного энергоснабжения и его состояния, использовать оптимальные для данных условий источники производства энергии. Закономерно, что такие технологии находят себе место и в промышленно развитых, и в развивающихся районах с различным климатом.
Малая энергетика (общая характеристика)
Малая энергетика (альтернативная энергетика) -- это на сегодняшний день наиболее экономичное решение энергетических проблем в условиях все возрастающей потребности в энергоресурсах. Автономность малой энергетики позволяет решит задачу электро- и теплоснабжения удаленных и энергодефицитных районов, которым трудно найти средства на строительство крупных станций, прокладки теплоцентралей, сооружении ЛЭП.
Еще одна важная функция малой энергетики - создание резервных источников питания (электроснабжения), что делает возможным обезопасить потребителя от перебоев в основной сети. Это особенно важно для электроснабжения медицинских, военных, торговых и производственных комплексов. Как отмечают специалисты, малая энергетика наиболее востребована сегодня в энергоемких производствах нефтехимии, текстильной промышленности, производстве минеральных удобрений. Не секрет, что значительная часть себестоимости продукции и услуг приходиться на энергетические расходы. И значит, вложенные средства в строительство объектов малой (альтернативной) энергетики не только быстро окупаются, но и делают предприятие независимым от роста цен на электроэнергию и углеводородное сырье.
Общепринятого термина «малая энергетика» в настоящее время нет. В электроэнергетике наиболее часто к малым электростанциям принято относить электростанции мощностью до 30 МВт с агрегатами единичной мощностью до 10 МВт. Обычно такие электростанции разделяют на три подкласса:
микроэлектростанции мощностью до 100 кВт;
миниэлектростанции мощностью от 100 кВт до 1 МВт;
малые электростанции мощностью более 1 МВт.
Наряду с термином «малая энергетика» применяются понятия «локальная энергетика», «распределенная энергетика», «автономная энергетика» и «распределенная генерация энергии (РГЭ)». Последнее понятие определяют как производство энергии на уровне распределительной сети или на стороне потребителя, включенного в эту сеть.
Энергетическая безопасность и малая энергетика
В настоящее время значимость малой энергетики увеличивается в связи с изменяющейся в стране социально-экономической обстановкой. Большую роль играет малая энергетика в обеспечении надежности электроснабжения и энергетической безопасности (ЭБ) потребителей электроэнергии, которая является важной компонентой национальной безопасности страны и трактуется как состояние защищенности граждан, общества, государства, экономики от обусловленных внутренними и внешними факторами угроз дефицита всех видов энергии и энергетических ресурсов. По ситуативному признаку при анализе ЭБ выделяют три основных варианта, соответствующих нормальным условиям функционирования, критическим ситуациям и чрезвычайным ситуациям.
ЭБ в условиях нормального функционирования связывается с необходимостью обеспечения в полном объеме обоснованных потребностей в энергетических ресурсах. В экстремальных условиях (то есть в критических и чрезвычайных ситуациях) ЭБ требует гарантированного обеспечения минимально необходимого объема потребностей в энергии и энергоресурсах.
Непосредственно на ЭБ нашей страны сказываются острый дефицит инвестиционных ресурсов, недофинансирование капиталовложений в топливно-энергетический комплекс и многие другие угрозы экономического характера. В связи со значительной выработкой технического ресурса энергооборудованием всё большее влияние на ЭБ оказывают аварии, взрывы, пожары техногенного происхождения, а также стихийные бедствия.
События последних лет показали существенную неустойчивость в обеспечении электроэнергией и теплом потребителей различных категорий от централизованных энергетических систем. Одна из причин этого - состояние «отложенного кризиса» в энергетике, обусловленное быстрым старением основного оборудования, отсутствием необходимых инвестиций для обновления и строительства новых энергетических объектов и их ремонта, сложности со снабжением топливом.
Другой причиной потери энергоснабжения являются природные (прежде всего климатические) катаклизмы, приводящие в ряде случаев к тяжелым последствиям для значительных территорий и населенных пунктов. Весьма уязвимыми являются централизованные системы энергоснабжения и с военной точки зрения. Например, с помощью сравнительно недорогих боевых блоков, разбрасывающих проводящие нити или графитовую пыль, НАТО удалось всего за двое суток вывести из строя до 70% электроэнергетических систем Югославии.
Кроме того, стратеги ядерных держав в качестве одного из вариантов начала войны рассматривают «ослепляющий удар»: взрыв над территорией противника на большой высоте ядерного боеприпаса, в том числе и специального, с усиленным выходом электромагнитных излучений. Электромагнитный импульс (ЭМИ) высотного взрыва охватывает огромные территории (с радиусом в несколько тысяч километров) и может выводить из строя не только системы управления, связи, но и системы электроснабжения, прежде всего за счет наведения перенапряжений на воздушных и кабельных ЛЭП. Характерно, что одним из стандартов МЭК рекомендуется проверка устойчивости энергетических систем к воздействию ЭМИ высотного ядерного взрыва. Уязвимыми являются централизованные системы энергообеспечения и для террористических актов.
Опасность потери энергоснабжения вследствие указанных выше причин весьма значительна. Устранить ее средствами централизованного энергоснабжения по тем же причинам затруднительно. Однако задача повышения ЭБ ответственных объектов может быть решена средствами малой энергетики.
Государство должно поощрять повышение энергетической безопасности объектов за счет строительства собственных электростанций малой мощности, например, снижением налогов или их отменой на определенное время с момента ввода электростанции в строй (опыт такого поощрения есть за рубежом).
Области применения малой энергетики
Важно понимать, что малая энергетика - это не альтернатива большой энергетике, у нее нет каких-либо кардинальных преимуществ. Поэтому создание объектов малой энергетики не может быть самоцелью (для обозначения таких объектов также используют другие модные термины «распределенная энергетика», но суть от этого не меняется).
Несмотря на относительно скромную долю малой энергетики в общем энергобалансе страны по сравнению с большой энергетикой, которой уделяется основное внимание нашей науки и промышленности, значимость малой энергетики в жизни страны трудно переоценить.
Во-первых, обширной сферой применения средств малой энергетики является резервное (иногда его называют аварийным) электроснабжение потребителей, требующих повышенной надежности и не допускающих перерывов в подаче энергии при авариях в зонах централизованного электроснабжения. Во-вторых, малая энергетика может быть конкурентоспособна в тех зонах, где большая энергетика до сего времени рассматривалась как безальтернативная. Например, на промышленных предприятиях, когда постоянное повышение платы за подключение к централизованным сетям или за увеличение мощности подталкивает потребителей к строительству собственных источников энергии.
альтернативный энергетика децентрализованный электростанция
Зоны децентрализованного энергоснабжения
Энергетическая эффективность комплексов децентрализованного электроснабжения - важная компонента национальной безопасности страны, призванная ускорить ее социально-экономическое развитие, а повышение энергетической эффективности комплексов децентрализованного электроснабжения является на сегодня актуальной задачей энергетики Беларуси.
Для электроснабжения потребителей децентрализованных зон традиционно используются установки малой энергетики - малые электростанции, работающие на автономную электрическую сеть одного или нескольких близлежащих населенных пунктов. dissercat.com
В зонах децентрализованного энергоснабжения роль малой энергетики в обеспечении ЭБ является определяющей. Рабочие (постоянно действующие) электростанции малой мощности обеспечивают постоянное электроснабжение объектов, размещенных в регионах, где отсутствуют централизованные системы электроснабжения, или удаленных от этих систем на такое расстояние, что строительство линий электропередачи экономически менее эффективно, чем создание рабочей электростанции. Рабочие электростанции должны обеспечивать потребности объектов в энергии в полном объеме в режиме нормального функционирования и в минимально гарантированном объеме в критических и чрезвычайных ситуациях.
Для таких объектов все аспекты обеспечения ЭБ (наличие на рынке, цена, качество, способ транспортировки, создание запасов топлива; технико-экономические характеристики, ресурс, состояние энергетического оборудования, возможность его замены и модернизации и т.п.) имеют значение не меньшее, чем для объектов большой энергетики. Рабочие электростанции являются, как правило, стационарными и прежде всего, должны по возможности удовлетворять требованиям большого срока службы и малой удельной стоимости вырабатываемой электроэнергии. Однако рабочие электростанции малой энергетики по этим показателям, конечно, уступают крупным электростанциям централизованных систем электроснабжения.
Дизельные электростанции
Наряду с централизованным способом электроснабжения потребителей от сетей энергосистем в ряде случаев необходимо предусматривать местные источники электроснабжения. К ним относятся дизельные электростанции, которые широко используются также в качестве резервных установок, обеспечивающих электрической энергией потребителей при отключении питания в случае аварий на линиях энергосистемы. Для потребителей с повышенными требованиями к бесперебойности электроснабжения установка резервных источников электроснабжения обязательна.
Сегодня в малой электроэнергетике преобладающими являются дизельные электростанции (ДЭС). Широкое применение ДЭС определяется рядом их важных их преимуществ перед другими типами электростанций:
1. высокий КПД (до 0,35-0,4) и, следовательно, малый удельный расход топлива (240-260 г/кВт·ч);
2. быстрота пуска (единицы-десятки секунд), полная автоматизация всех технологических процессов, возможность длительной работы без технического обслуживания (до 250 часов и более);
3. малый удельный расход воды (или воздуха) для охлаждения двигателей;
4. компактность, простота вспомогательных систем и технологического процесса, позволяющие обходиться минимальным количеством обслуживающего персонала;
5. малая потребность в строительных объемах (1,5-2 м3/кВт), быстрота строительства зданий станции и монтажа оборудования (степень заводской готовности 0,8-0,85);
6. возможность блочно-модульного исполнения электростанций, сводящая к минимуму строительные работы на месте применения.
Главными недостатками ДЭС являются высокая стоимость топлива и ограниченный по сравнению с электростанциями централизованных систем срок службы (ресурс).
По назначению дизельные электростанции и электроагрегаты подразделяют на стационарные и передвижные, а по исполнению-- сооружаемые во временных и постоянных помещениях. В зависимости от объемов автоматизации станции и электроагрегаты могут быть 1,2 и 3-й степени автоматизации. Они могут быть выполнены с воздушной, водовоздушной или радиаторной, а также водоводяной -- двухконтурной системами охлаждения.
На дизельных электростанциях применяют генераторы типов СГД (синхронный генератор, дизельный), ЕСС (единой серии с самовозбуждением), ЕС (единой серии), МСД открытого и МСА защищенного исполнения с самовентилированием и др.
Передвижные дизельные электростанции выполнены как комплектные электроустановки, смонтированные на каком-либо транспортном средстве и защищенные от атмосферных воздействий. Дизельные электроагрегаты также выполняют как комплектные установки в виде отдельных блоков, чаще всего смонтированными на общей раме.
Стационарные дизельные электроустановки предназначены для нормальной работы и выработки электроэнергии необходимого качества при температуре окружающего воздуха от +8 до +40°С, высоте над уровнем моря не выше 1000 м и относительной влажности воздуха до 98% при +25° С.
Основным элементом дизельной-электроустановки (станции или агрегата) является дизель-генератор, состоящий из дизельного двигателя, электрического генератора, трехфазного переменного тока, систем охлаждения, смазочной, топливоподачи и пультов управления.
Газодизельные (двухтопливные) и газопоршневые электростанции
В последнее время всё большее внимание во всем мире, уделяется газодизельным (ГДЭС) и газопоршневым (ГПЭС) электростанциям, использующим в качестве топлива природный газ. При современных отпускных ценах на дизельное топливо и природный газ топливная составляющая стоимости электроэнергии для газодизельных электростанций в несколько раз меньше, чем у обычных ДЭС. Наряду с высокой экономичностью ГДЭС и ГПЭС обладают хорошими экологическими характеристиками, поскольку состав выхлопных газов у них отвечает самым строгим мировым экологическим стандартам. При использовании газа значительно увеличивается и ресурс собственно дизельного агрегата.
Наиболее эффективным применением двухтопливных (газодизельных) генераторов является их использование в качестве источника электроэнергии для питания буровых установок с электроприводом - бурение первых скважин идет на дизельном топливе, а затем, при освоении скважин, для замещения дизельного топлива используется попутный газ. Двухтопливная система позволяет значительно сократить стоимость эксплуатации и снизить вредные выбросы промышленных дизельных двигателей. Это достигается путем замещения части дизельного топлива на более дешевый и экологически чистый природный или попутный газ. Кроме того, одним из основных достоинств двухтопливной системы является ее способность переключать топливные режимы без остановки двигателя. Двухтопливная система обеспечивает безопасную работу дизельных двигателей на топливной смеси с содержанием газа от 50% до 80%.
Применение ГДЭС и ГПЭС целесообразно в зонах, имеющих систему газоснабжения. В этих условиях по стоимости электроэнергии они могут конкурировать с системами централизованного электроснабжения, использующими мощные традиционные электростанции, а по срокам окупаемости капиталовложений существенно опережать их. В зонах без систем газоснабжения возможно применение ГДЭС и ГПЭС, использующих привозной сжиженный природный газ. Однако экономическая сторона этого варианта их применения требует дополнительного анализа.
Мини-ТЭЦ
Мини-ТЭЦ (малая теплоэлектроцентраль) - теплосиловые установки, служащие для совместного производства электрической и тепловой энергии в агрегатах единичной мощностью до 25 МВт.
Основная концепция мини-ТЭЦ - непосредственная близость энергетического источника к конечному потребителю. Строительство мини-ТЭЦ является комплексным решением проблем энергообеспечения производства либо жилого сектора, энергосбережения и уменьшения энергозатрат в единице готовой продукции.
Эффективность мини-ТЭЦ достаточно высока. Так, для мини-ТЭЦ с электрической мощностью 100 кВт и тепловой мощностью 120 кВт себестоимость электрической энергии составляет 6 руб./кВт·ч, а полной энергии (электрической и тепловой)- 0,08 у. е./кВт·ч. Срок окупаемости мини-ТЭЦ составляет 2,2 года. Для сравнения: мини-ТЭЦ на базе газопоршневого двигателя фирмы «Deutz» TCG2016V12 при номинальной электрической мощности 580 кВт и тепловой 556 кВт имеет удельный расход газа с теплотворностью 33520 кДж/нм3 - 0,26 нм3/кВт*ч, коэффициент использования топлива 0,8 и ресурс до капитального ремонта 64000 ч.
Газотурбинные электроустановки
Газотурбинная установка (ГТУ) состоит из двух основных частей - это силовая турбина и генератор, которые размещаются в одном корпусе. Поток газа высокой температуры воздействует на лопатки силовой турбины (создает крутящий момент). Утилизация тепла посредством теплообменника или котла-утилизатора обеспечивает увеличение общего КПД установки.
ГТУ может работать как на жидком, так и на газообразном топливе. В обычном рабочем режиме - на газе, а в резервном (аварийном) - автоматически переключается на дизельное топливо. Оптимальным режимом работы газотурбинной установки является комбинированная выработка тепловой и электрической энергии. ГТУ может работать как в базовом режиме, так и для покрытия пиковых нагрузок.
Пока еще газотурбинные электроустановки находят относительно скромное применение в малой энергетике. Они обладают исключительно высокими массогабаритными показателями даже по сравнению с ДЭУ кратковременного использования. Их удельная массовая мощность составляет 0,11-0,14 кВт/кг, в то время как для ДЭУ этот показатель лежит в пределах 0,03-0,05 кВт/кг. Однако эти установки имеют по сравнению с ДЭУ меньший КПД (порядка 0,25-0,29), увеличенный расход топлива, требуют большого количества воздуха для охлаждения, обладают высокой шумностью. Поэтому ГТУ используются главным образом на передвижных резервных и автономных электростанциях.
Белорусский опыт развития малой энергетики
Надежное и безопасное энергообеспечение является основополагающим условием жизнедеятельности и развития общества. Вместе с тем в последнее время мировое потребление энергии стало соизмеримым с запасами горючих ископаемых - базой современной энергетики, что грозит их скорым исчерпанием. Это заставляет обратиться к необходимости глубокого освоения и широкого использования альтернативных и, в первую очередь, возобновляемых источников энергии.
Анализ мирового опыта свидетельствует, что, хотя суммарный теоретический потенциал возобновляемых источников энергии (ВИЭ) на несколько порядков превышает современный уровень мирового потребления первичных топливно-энергетических ресурсов (ТЭР), однако при существующем уровне технологического развития и сложившейся в настоящий момент конъюнктуре на мировых энергетических рынках лишь весьма незначительная часть теоретического потенциала ВИЭ может быть эффективно использована. Такие очевидные преимущества установок, работающих на ВИЭ, как неисчерпаемость, отсутствие затрат на топливо и экологическая безопасность, пока не могут безоговорочно перевесить хорошо технически отработанные и более дешевые методы получения энергии на базе органического топлива.
Вместе с тем для РБ как государства, экономика которого базируется преимущественно на импорте энергоресурсов, эффективность использования или замены последних является одним из определяющих факторов производства конкурентоспособной продукции и, в конечном итоге, благосостояния общества.
Какие энергообъекты следует относить к малой, а какие - к нетрадиционной энергетике? Согласно Постановлению СМ РБ №400 от 24 апреля 1997 г., к объектам малой энергетики относятся источники электрической или тепловой энергии, использующей котельные, теплонасосные, паро- и газотурбинные, дизель- и газогенераторные установки единичной мощностью до 6 МВт; к объектам нетрадиционной энергетики - возобновляемые и нетрадиционные источники электрической и тепловой энергии, использующие энергетические ресурсы рек, водохранилищ и промышленных водостоков, энергию ветра, солнца, редуцируемого природного газа, биомассы (включая древесные отходы), сточных вод и твердых бытовых отходов.
Малая и нетрадиционная энергетика предназначены для решения одной и той же задачи - непосредственного удовлетворения бытовых и производственных нужд населения в электрической и тепловой энергии на базе местных энергоресурсов. Тем самым обеспечивается истинная энергетическая автономия региона, что особенно важно для стран с низким потенциалом энергетической самообеспеченности или высокой степени зависимости от импорта энергоносителей.
Малая энергетика представлена в основном высокоэкономичными блок-ТЭЦ, оборудованными паротурбинными, газотурбинными и парогазовыми установками мощностью до 6000 кВт, обеспечивающими выработку электроэнергии по теплофикационному циклу с минимальными удельными расходами топлива. 1 МВт установленной мощности на таких ТЭЦ при 5000 часов использования этой мощности дает экономию органического топлива в размере 800-900 тонн условного топлива в год. В расчете на 1 Гкал присоединенной тепловой нагрузки для ПТУ экономия топлива составляет порядка 300 т у.т./год, для высокотемпературной ГТУ-800т у. т./год, для ПГУ-1,4Мт.у.т./год.
В предшествующие 20-25 лет в условиях технического прогресса крупных тепловых электростанций, развития ядерной энергетики и низкой стоимости топлива мелкие ТЭЦ потеряли свою конкурентоспособность, и строительство их было прекращено. В настоящее время с изменением экономической конъюнктуры малые ТЭЦ вновь обретают свои преимущества. Кроме высокой экономичности, их важными достоинствами являются быстрота сооружения, небольшие единовременные капиталовложения и возможность строительства за счет всех отраслевых министерств и ведомств. Прежде всего, они рассматриваются как источники экономии энергоресурсов. Но при быстром развороте потенциала малой энергетики она может существенно смягчить дефицит мощности в энергосистеме, что исключительно актуально для Беларуси.
Об эффективности этого направления убедительно говорит опыт Дании, где в соответствии с "Энергопрограммой-2000" из 7,15 млн кВт вырабатываемой электрической мощности 1,3 млн кВт приходится на мелкие комбинированные энергоустановки (дизельные, газотурбинные, паротурбинные) мощностью от нескольких кВт до 1-3 МВт.
Основная сфера применения малых ТЭЦ - это промузлы, а также средние и малые города, имеющие определенную концентрацию и продолжительность использования тепловых нагрузок, прежде всего промышленных. В ряде случаев малые теплофикационные установки могут устанавливаться на действующих и новых промышленных и промышленно-отопительных котельных.
В Энергетической программе Беларуси до 2010 г. намечено ввести около 600 МВт мощностей за счет малой энергетики.
Учитывая отсутствие в Беларуси энергомашиностроительной базы и наличие в России заводов по производству основного оборудования для паротурбинных и газотурбинных мини- и малых ТЭЦ, следует ориентироваться на создание подобных ТЭЦ с паротурбинными противодавленческими (отопительными, промышленными) агрегатами низких и средних начальных параметров пара.
Российским АО "Калужский турбинный завод" создаются блочные турбоагрегаты малой мощности, рассчитанные на начальные параметры пара промышленных котлов 1,3-1,4 МПа. Отработанный пар после турбины давлением 0,4-0,12 МПа используется на технологические нужды предприятия либо для нагрева воды системы теплоснабжения.
Турбогенератор ТГ 0,6/0,4 Р 12/4 мощностью 600 кВт уже запущен в производство. Первые четыре агрегата установлены и эксплуатируются с 1996 г. в котельных Старобинского и Усяжского торфобрикетных заводов Беларуси. Сегодня выпускаются модификации этого базового турбогенератора, соответствующие 400, 500, 600 и 750 кВт с расходом свежего пара от 10 до 22 т/ч в зависимости от величины противодавления.
Агрегаты намечены к установке в районных отопительных котельных Минтопэнерго. В частности, речь идет о РК-1 в Молодечно, РК-1 в Бресте, котельной "Северная" в Гродно, котельной "Восточная" в Витебске.
Ведется работа над созданием турбин аналогичной серии мощностью 1,2-1,5 и 2-2,5 МВт.
Предварительно потенциальные возможности малой тепловой энергетики РБ могут быть оценены следующим образом. Наиболее предпочтительными для установки турбин являются примерно 170 котельных, где можно использовать 185 турбин общей мощностью 212 МВт при следующей единичной мощности агрегатов: 100 шт. по 400-600 кВт, 50 шт. по 800-1200 кВт, 20 шт. по 2000-2500 кВт, 15 шт. по 3500 кВт.
За ближайшие годы в котельных Минтопэнерго РБ, Минжилкомхоза РБ, Белтопгаза и других отраслей может быть введено до 40 турбоагрегатов мощностью 0,4-3,5 мВт, что будет обеспечивать ежегодную экономию порядка 50 тыс. т у. т. Темпы ввода мощностей будут зависеть в основном от условий и объемов инвестирования.
Срок окупаемости устанавливаемых в котельных энергоустановок зависит от их мощности, режима использования и местных условий. При удельной стоимости турбогенераторных установок $180-220 за кВт и наиболее благоприятных условиях их эксплуатации (использование номинальной электрической и тепловой мощности в течение 7000-8000 часов в год) срок возврата капитала составит 2,5-3 года, а при менее благоприятных условиях - 4-5 лет, что тоже вполне приемлемо для рыночных экономических условий.
Наряду с малыми паротурбинными установками необходимо развернуть работы по созданию дизель-генераторных теплофикационных установок, которые по опыту зарубежных стран найдут широкое применение в энергоснабжении сельских поселений и массивов индивидуальной жилой застройки. Эта актуальная социальная и энергосберегающая проблема требует незамедлительного решения.
Сегодня на белорусском рынке представлено не только российское, но и западное высокоэффективное энергетическое оборудование таких известных фирм, как "Skoda-PBS" (Чехия) и "Siemens" (Германия). При этом западные фирмы предлагают поставку оборудования в предельно короткие сроки на вполне приемлемых экономических условиях.
Из-за высокой стоимости энергоносителей, а также значительных потерь тепла при его транспортировке в централизованном теплоснабжении достаточно простым способом решения подачи тепла является применение автономных модульных котельных, размещаемых на крышах (в чердачных помещениях) жилых и промышленных зданий. Указанный способ теплоснабжения широко применяется в странах Европы, активно ведется его внедрение на Украине и в России. При его использовании не требуется разветвление наружной сети теплоснабжения, теплопотери в которой могут достигать 15-20%, не требуется и значительных средств на содержание этих сетей.
Наметившееся в последние годы строительство отдельных небольших жилых кварталов, отдельно стоящих жилых зданий, зданий малой этажности и коттеджей требует все более разветвленной сети теплоснабжения, что усугубляет решение данной проблемы. Между тем одним из приемлемых технических подходов является децентрализованная выработка тепла автоматизированными котельными, работающими на газе под периодическим наблюдением.
Каковы преимущества этого вида теплоснабжения?
Во-первых, это возможность строительства котельной, удовлетворяющей потребностям конкретного здания, да к тому же без отвода под нее земельного участка.
Кроме того, владелец здания имеет возможность экономить энергию и контролировать расходы, устанавливая режим работы установки в зависимости от продолжительности рабочего дня, выходные и праздничных дней, температуры наружного воздуха. Такие факторы, как высокий (до 88%) КПД котельных установок, работающих на природном газе, минимальное загрязнение атмосферы и более благоприятное распределение выбрасываемых частиц, более низкая температура и давление теплоносителя, значительное уменьшение протяженности и диаметров трубопроводов системы, отсутствие потерь тепла и воды в наружных трубопроводах, а также снижение расходов на периодический ремонт трубопроводов и уход за ними, дополняет возможность осуществления простого и совершенного контроля потребления теплоэнергии путем установки газового счетчика.
Затраты на строительство модульной котельной установки, работающей на теплоснабжении комплекса зданий НПО "Белгазтехника" (Минск), по подсчетам, окупились в течение первого года эксплуатации.
Ротационный счетчик учитывает расход газа. Измеряются температура и давление газа (все показания снимаются ежедневно). Сама котельная состоит из 10 модулей. Строилась она с расчетом обеспечения 9-этажного здания и пристройки (отапливаемый гараж, спорткомплекс, столовая, конференц-зал). Мощность котельной 1200 кВт, ежегодно вырабатывается около 1,5 Гкал тепла. В настоящее время используется только 30-40% мощности котельной. Автоматический пульт управления контролирует температуру, давление и другие параметры. Продукты сгорания газа отводятся через дымоходы и выбрасываются наверх.
По предварительным расчетам те средства, которые при этом тратятся на нужды отопления и горячего водоснабжения, примерно в 10 раз меньше, чем при теплоснабжении от общей трассы.
К 90-ым годам Беларусь представляла собой одну из наиболее развитых республик бывшего Советского Союза. Но так как экономика республики при наличии в СССР относительно дешевых ТЭР развивалась, прежде всего, исходя из общей политики централизованного управления и принципа разделения труда, распад СССР и разрыв связей между бывшими республиками не мог не сказаться на ее экономическом состоянии. Обеспеченность же республики местными энергоресурсами в 1990 г. составила 12,8% (к 1998 г. она возросла до 18,3%). Суммарный возможный потенциал ежегодной экономии ТЭР за счет малой и нетрадиционной энергетики к 2015 г. может составить около 8 млн. т у. т./год, или примерно 28% прогнозной потребности Беларуси. С учетом географических, климатических и социально-экономических условий РБ, энергетического потенциала возобновляемых источников энергии, мирового опыта и сложившихся в мире тенденций эффективность использования ВИЭ и объектов малой энергетики, а также перспективность дальнейшего развития малой и нетрадиционной энергетики представляются несомненными.
Заключение
Как показывает анализ состояния Малой энергетики в Беларуси, целесообразным считается принятие мер для её поддержки, модернизации и развития с учётом как отечественных, так и зарубежных достижений в этой области.
Для активного внедрения Малой энергетики требуются большие средства, которыми белорусское государство в настоящее время не располагает.
С учётом ограниченности финансовых средств программа развития Малой энергетики должна быть полной, но многоэтапной с выделением первоочередных задач, жёсткой системой ответственности и контроля за их выполнением, а также стимулирования и санкций.
Для реализации этой программы целесообразно определить или специально создать правительственный орган (на уровне министерства или государственного комитета), осуществляющий техническую, организационную и финансовую политику в этой отрасли, которая ранее в условиях монопольного развития большой энергетики и централизации энергоснабжения почти не развивалась.
Что касается экономической стороны, то практически всегда, как это показывает практика, вложенные в энергетику средства быстро окупаются.
Список литературы
1. Новости электротехники №5 - Информационно-справочный журнал.
2. Максимова И., Белорусский опыт развития малой и нетрадиционной энергетики.- статьяhttp://electromost.by/
3. Информация с сайта www.elettracompany.com
4. Информация с сайта dissercat.com
5. Информация с сайта bestreferat.ru
6. Информация с сайта soyuzenergo.info
7. Информация с сайта evolution.сайт
Размещено на сайт
Подобные документы
Мировой опыт развития атомной энергетики. Развитие атомной энергетики и строительство атомной электростанции в Беларуси. Общественное мнение о строительстве АЭС в республике Беларусь. Экономические и социальные эффекты развития атомной энергетики.
реферат , добавлен 07.11.2011
Увеличение мирового производства энергии. Энергетика как фундаментальная отрасль экономики. Сохранение роли ископаемых топлив. Повышение эффективности использования энергии. Тенденция децентрализации и малая энергетика. Альтернативные источники энергии.
доклад , добавлен 03.11.2010
Ознакомление с основными направлениями и перспективами развития альтернативной энергетики. Определение экономических и экологических преимуществ использования ветровой, солнечной, геотермальной, космической, водородной, сероводородной энергии, биотоплива.
реферат , добавлен 15.12.2010
Главная цель строительства электростанции. Газопоршневые технологии с утилизацией сбросной теплоты ГПУ. Основные технические характеристики энергоустановки, когенерационной электростанции. Оборудование мини-ТЭЦ, направления в области энергосбережения.
реферат , добавлен 16.09.2010
Описания отрасли энергетики, занимающейся производством электрической и тепловой энергии путём преобразования ядерной энергии. Обзор работы атомной электростанции с двухконтурным водо-водяным реактором. Вклад ядерной энергетики Украины в общую выработку.
реферат , добавлен 28.10.2013
Современные проблемы топливно-энергетического комплекса. Альтернативная энергетика: ветряная, солнечная, биоэнергетика. Характеристика и методы использования, география применения, требования к мощностям водоугольного топлива, перспективы его развития.
курсовая работа , добавлен 04.12.2011
Энергетика как величайшее достижение цивилизации, которая в современном мире энергетика играет важную роль. Общая характеристика современного электроэнергетического комплекса России. Знакомство с основными особенностями специальности теплоэнергетика.
эссе , добавлен 26.06.2013
Солнечная энергетика. История развития солнечной энергетики. Способы получения электричества и тепла из солнечного излучения. Достоинства и недостатки использования солнечной энергетики. Типы фотоэлектрических элементов. Технологии солнечной энергетики.
реферат , добавлен 30.07.2008
Типовые источники энергии. Проблемы современной энергетики. "Чистота" получаемой, производимой энергии как преимущество альтернативной энергетики. Направления развития альтернативных источников энергии. Водород как источник энергии, способы его получения.
реферат , добавлен 30.05.2016
Сравнительный анализ солнечной и геотермальной энергетики. Экономическое обоснование разработки геотермальных месторождений. Реструктуризация энергетики Камчатской области и Курильских островов. Использование солнечной энергии, типы гелиоэлектростанций.
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Министерство образования Республики Беларусь
УО Белорусский государственный экономический университет
Кафедра технологии важнейших отраслей промышленности
МАЛАЯ ЭНЕРГЕТИКА
Выполнила: А.О. Якунина
Студентка ФФБД, 1 курс, ДФТ
Проверила М.В. Михадюк
Введение
Малая энергетика (общая характеристика)
Энергетическая безопасность и малая энергетика
Области применения малой энергетики
Зоны децентрализованного энергоснабжения
Дизельные электростанции
Газодизельные и газопоршневые электростанции
Газотурбинные электроустановки
Белорусский опыт развития малой энергетики
Заключение
Список литературы
Введение
Представление об энергетике у многих связано с крупными теплоэлектростанциями (ТЭЦ), гидроэлектростанциями (ГЭС),атомными электростанциями (АЭС),станциями теплоснабжения(АСТ),тепловыми сетями большой протяжённости, высоковольтными линиями электропередач, мощными трансформаторными станциями и подстанциями, огромными градирнями и высокими дымовыми трубами больших диаметров и т. д. Кроме перечисленных ТЭЦ, ГЭС, АЭС, ГРЭС, АСТ, существует значительное число локальных систем теплоэлектрогенерирования, которые сосредоточены по населённым пунктам и различным отраслям промышленности.
Это - районные отопительные и отопительно-производственные котельные, заводские ТЭС, ТЭЦ и котельные, промышленные печи, бытовые энергоустановки, предназначенные для обслуживания нескольких зданий и сооружений и индивидуальных построек, коттеджей, частных домов и т.д.
Все эти энергогенерирующие источники имеют признаки отдельной (единой) отрасли со своей продукцией в виде тепло и электроэнергии и со своими потребностями в топливе, оборудовании, материалах, инвестициях и т.д. По сути это - своеобразный топливно-энергетический комплекс, который принято называть малой энергетикой.
Этот термин пока не узаконен стандартом, но в кругах специалистов он нашёл уже широкое признание. Более того, перечисленный выше круг объектов, который условно можно отнести к понятию “традиционной” малой энергетики, существенно расширен за счёт так называемых нетрадиционных и возобновляемых источников энергии. К таким объектам относятся установки и сооружения, использующие солнечную энергию, энергию ветра, геотермальную энергию, энергию мирового океана, биомассы и др.
Малая энергетика позволяет потребителю не зависеть от централизованного энергоснабжения и его состояния, использовать оптимальные для данных условий источники производства энергии. Закономерно, что такие технологии находят себе место и в промышленно развитых, и в развивающихся районах с различным климатом.
Малая энергетика (общая характеристика)
Малая энергетика (альтернативная энергетика) -- это на сегодняшний день наиболее экономичное решение энергетических проблем в условиях все возрастающей потребности в энергоресурсах. Автономность малой энергетики позволяет решит задачу электро- и теплоснабжения удаленных и энергодефицитных районов, которым трудно найти средства на строительство крупных станций, прокладки теплоцентралей, сооружении ЛЭП.
Еще одна важная функция малой энергетики - создание резервных источников питания (электроснабжения), что делает возможным обезопасить потребителя от перебоев в основной сети. Это особенно важно для электроснабжения медицинских, военных, торговых и производственных комплексов. Как отмечают специалисты, малая энергетика наиболее востребована сегодня в энергоемких производствах нефтехимии, текстильной промышленности, производстве минеральных удобрений. Не секрет, что значительная часть себестоимости продукции и услуг приходиться на энергетические расходы. И значит, вложенные средства в строительство объектов малой (альтернативной) энергетики не только быстро окупаются, но и делают предприятие независимым от роста цен на электроэнергию и углеводородное сырье.
Общепринятого термина «малая энергетика» в настоящее время нет. В электроэнергетике наиболее часто к малым электростанциям принято относить электростанции мощностью до 30 МВт с агрегатами единичной мощностью до 10 МВт. Обычно такие электростанции разделяют на три подкласса:
микроэлектростанции мощностью до 100 кВт;
миниэлектростанции мощностью от 100 кВт до 1 МВт;
малые электростанции мощностью более 1 МВт.
Наряду с термином «малая энергетика» применяются понятия «локальная энергетика», «распределенная энергетика», «автономная энергетика» и «распределенная генерация энергии (РГЭ)». Последнее понятие определяют как производство энергии на уровне распределительной сети или на стороне потребителя, включенного в эту сеть.
Энергетическая безопасность и малая энергетика
В настоящее время значимость малой энергетики увеличивается в связи с изменяющейся в стране социально-экономической обстановкой. Большую роль играет малая энергетика в обеспечении надежности электроснабжения и энергетической безопасности (ЭБ) потребителей электроэнергии, которая является важной компонентой национальной безопасности страны и трактуется как состояние защищенности граждан, общества, государства, экономики от обусловленных внутренними и внешними факторами угроз дефицита всех видов энергии и энергетических ресурсов. По ситуативному признаку при анализе ЭБ выделяют три основных варианта, соответствующих нормальным условиям функционирования, критическим ситуациям и чрезвычайным ситуациям.
ЭБ в условиях нормального функционирования связывается с необходимостью обеспечения в полном объеме обоснованных потребностей в энергетических ресурсах. В экстремальных условиях (то есть в критических и чрезвычайных ситуациях) ЭБ требует гарантированного обеспечения минимально необходимого объема потребностей в энергии и энергоресурсах.
Непосредственно на ЭБ нашей страны сказываются острый дефицит инвестиционных ресурсов, недофинансирование капиталовложений в топливно-энергетический комплекс и многие другие угрозы экономического характера. В связи со значительной выработкой технического ресурса энергооборудованием всё большее влияние на ЭБ оказывают аварии, взрывы, пожары техногенного происхождения, а также стихийные бедствия.
События последних лет показали существенную неустойчивость в обеспечении электроэнергией и теплом потребителей различных категорий от централизованных энергетических систем. Одна из причин этого - состояние «отложенного кризиса» в энергетике, обусловленное быстрым старением основного оборудования, отсутствием необходимых инвестиций для обновления и строительства новых энергетических объектов и их ремонта, сложности со снабжением топливом.
Другой причиной потери энергоснабжения являются природные (прежде всего климатические) катаклизмы, приводящие в ряде случаев к тяжелым последствиям для значительных территорий и населенных пунктов. Весьма уязвимыми являются централизованные системы энергоснабжения и с военной точки зрения. Например, с помощью сравнительно недорогих боевых блоков, разбрасывающих проводящие нити или графитовую пыль, НАТО удалось всего за двое суток вывести из строя до 70% электроэнергетических систем Югославии.
Кроме того, стратеги ядерных держав в качестве одного из вариантов начала войны рассматривают «ослепляющий удар»: взрыв над территорией противника на большой высоте ядерного боеприпаса, в том числе и специального, с усиленным выходом электромагнитных излучений. Электромагнитный импульс (ЭМИ) высотного взрыва охватывает огромные территории (с радиусом в несколько тысяч километров) и может выводить из строя не только системы управления, связи, но и системы электроснабжения, прежде всего за счет наведения перенапряжений на воздушных и кабельных ЛЭП. Характерно, что одним из стандартов МЭК рекомендуется проверка устойчивости энергетических систем к воздействию ЭМИ высотного ядерного взрыва. Уязвимыми являются централизованные системы энергообеспечения и для террористических актов.
Опасность потери энергоснабжения вследствие указанных выше причин весьма значительна. Устранить ее средствами централизованного энергоснабжения по тем же причинам затруднительно. Однако задача повышения ЭБ ответственных объектов может быть решена средствами малой энергетики.
Государство должно поощрять повышение энергетической безопасности объектов за счет строительства собственных электростанций малой мощности, например, снижением налогов или их отменой на определенное время с момента ввода электростанции в строй (опыт такого поощрения есть за рубежом).
Области применения малой энергетики
Важно понимать, что малая энергетика - это не альтернатива большой энергетике, у нее нет каких-либо кардинальных преимуществ. Поэтому создание объектов малой энергетики не может быть самоцелью (для обозначения таких объектов также используют другие модные термины «распределенная энергетика», но суть от этого не меняется).
Несмотря на относительно скромную долю малой энергетики в общем энергобалансе страны по сравнению с большой энергетикой, которой уделяется основное внимание нашей науки и промышленности, значимость малой энергетики в жизни страны трудно переоценить.
Во-первых, обширной сферой применения средств малой энергетики является резервное (иногда его называют аварийным) электроснабжение потребителей, требующих повышенной надежности и не допускающих перерывов в подаче энергии при авариях в зонах централизованного электроснабжения. Во-вторых, малая энергетика может быть конкурентоспособна в тех зонах, где большая энергетика до сего времени рассматривалась как безальтернативная. Например, на промышленных предприятиях, когда постоянное повышение платы за подключение к централизованным сетям или за увеличение мощности подталкивает потребителей к строительству собственных источников энергии.
альтернативный энергетика децентрализованный электростанция
Зоны децентрализованного энергоснабжения
Энергетическая эффективность комплексов децентрализованного электроснабжения - важная компонента национальной безопасности страны, призванная ускорить ее социально-экономическое развитие, а повышение энергетической эффективности комплексов децентрализованного электроснабжения является на сегодня актуальной задачей энергетики Беларуси.
Для электроснабжения потребителей децентрализованных зон традиционно используются установки малой энергетики - малые электростанции, работающие на автономную электрическую сеть одного или нескольких близлежащих населенных пунктов. dissercat.com
В зонах децентрализованного энергоснабжения роль малой энергетики в обеспечении ЭБ является определяющей. Рабочие (постоянно действующие) электростанции малой мощности обеспечивают постоянное электроснабжение объектов, размещенных в регионах, где отсутствуют централизованные системы электроснабжения, или удаленных от этих систем на такое расстояние, что строительство линий электропередачи экономически менее эффективно, чем создание рабочей электростанции. Рабочие электростанции должны обеспечивать потребности объектов в энергии в полном объеме в режиме нормального функционирования и в минимально гарантированном объеме в критических и чрезвычайных ситуациях.
Для таких объектов все аспекты обеспечения ЭБ (наличие на рынке, цена, качество, способ транспортировки, создание запасов топлива; технико-экономические характеристики, ресурс, состояние энергетического оборудования, возможность его замены и модернизации и т.п.) имеют значение не меньшее, чем для объектов большой энергетики. Рабочие электростанции являются, как правило, стационарными и прежде всего, должны по возможности удовлетворять требованиям большого срока службы и малой удельной стоимости вырабатываемой электроэнергии. Однако рабочие электростанции малой энергетики по этим показателям, конечно, уступают крупным электростанциям централизованных систем электроснабжения.
Дизельные электростанции
Наряду с централизованным способом электроснабжения потребителей от сетей энергосистем в ряде случаев необходимо предусматривать местные источники электроснабжения. К ним относятся дизельные электростанции, которые широко используются также в качестве резервных установок, обеспечивающих электрической энергией потребителей при отключении питания в случае аварий на линиях энергосистемы. Для потребителей с повышенными требованиями к бесперебойности электроснабжения установка резервных источников электроснабжения обязательна.
Сегодня в малой электроэнергетике преобладающими являются дизельные электростанции (ДЭС). Широкое применение ДЭС определяется рядом их важных их преимуществ перед другими типами электростанций:
1. высокий КПД (до 0,35-0,4) и, следовательно, малый удельный расход топлива (240-260 г/кВт·ч);
2. быстрота пуска (единицы-десятки секунд), полная автоматизация всех технологических процессов, возможность длительной работы без технического обслуживания (до 250 часов и более);
3. малый удельный расход воды (или воздуха) для охлаждения двигателей;
4. компактность, простота вспомогательных систем и технологического процесса, позволяющие обходиться минимальным количеством обслуживающего персонала;
5. малая потребность в строительных объемах (1,5-2 м3/кВт), быстрота строительства зданий станции и монтажа оборудования (степень заводской готовности 0,8-0,85);
6. возможность блочно-модульного исполнения электростанций, сводящая к минимуму строительные работы на месте применения.
Главными недостатками ДЭС являются высокая стоимость топлива и ограниченный по сравнению с электростанциями централизованных систем срок службы (ресурс).
По назначению дизельные электростанции и электроагрегаты подразделяют на стационарные и передвижные, а по исполнению-- сооружаемые во временных и постоянных помещениях. В зависимости от объемов автоматизации станции и электроагрегаты могут быть 1,2 и 3-й степени автоматизации. Они могут быть выполнены с воздушной, водовоздушной или радиаторной, а также водоводяной -- двухконтурной системами охлаждения.
На дизельных электростанциях применяют генераторы типов СГД (синхронный генератор, дизельный), ЕСС (единой серии с самовозбуждением), ЕС (единой серии), МСД открытого и МСА защищенного исполнения с самовентилированием и др.
Передвижные дизельные электростанции выполнены как комплектные электроустановки, смонтированные на каком-либо транспортном средстве и защищенные от атмосферных воздействий. Дизельные электроагрегаты также выполняют как комплектные установки в виде отдельных блоков, чаще всего смонтированными на общей раме.
Стационарные дизельные электроустановки предназначены для нормальной работы и выработки электроэнергии необходимого качества при температуре окружающего воздуха от +8 до +40°С, высоте над уровнем моря не выше 1000 м и относительной влажности воздуха до 98% при +25° С.
Основным элементом дизельной-электроустановки (станции или агрегата) является дизель-генератор, состоящий из дизельного двигателя, электрического генератора, трехфазного переменного тока, систем охлаждения, смазочной, топливоподачи и пультов управления.
Газодизельные (двухтопливные) и газопоршневые электростанции
В последнее время всё большее внимание во всем мире, уделяется газодизельным (ГДЭС) и газопоршневым (ГПЭС) электростанциям, использующим в качестве топлива природный газ. При современных отпускных ценах на дизельное топливо и природный газ топливная составляющая стоимости электроэнергии для газодизельных электростанций в несколько раз меньше, чем у обычных ДЭС. Наряду с высокой экономичностью ГДЭС и ГПЭС обладают хорошими экологическими характеристиками, поскольку состав выхлопных газов у них отвечает самым строгим мировым экологическим стандартам. При использовании газа значительно увеличивается и ресурс собственно дизельного агрегата.
Наиболее эффективным применением двухтопливных (газодизельных) генераторов является их использование в качестве источника электроэнергии для питания буровых установок с электроприводом - бурение первых скважин идет на дизельном топливе, а затем, при освоении скважин, для замещения дизельного топлива используется попутный газ. Двухтопливная система позволяет значительно сократить стоимость эксплуатации и снизить вредные выбросы промышленных дизельных двигателей. Это достигается путем замещения части дизельного топлива на более дешевый и экологически чистый природный или попутный газ. Кроме того, одним из основных достоинств двухтопливной системы является ее способность переключать топливные режимы без остановки двигателя. Двухтопливная система обеспечивает безопасную работу дизельных двигателей на топливной смеси с содержанием газа от 50% до 80%.
Применение ГДЭС и ГПЭС целесообразно в зонах, имеющих систему газоснабжения. В этих условиях по стоимости электроэнергии они могут конкурировать с системами централизованного электроснабжения, использующими мощные традиционные электростанции, а по срокам окупаемости капиталовложений существенно опережать их. В зонах без систем газоснабжения возможно применение ГДЭС и ГПЭС, использующих привозной сжиженный природный газ. Однако экономическая сторона этого варианта их применения требует дополнительного анализа.
Мини-ТЭЦ
Мини-ТЭЦ (малая теплоэлектроцентраль) - теплосиловые установки, служащие для совместного производства электрической и тепловой энергии в агрегатах единичной мощностью до 25 МВт.
Основная концепция мини-ТЭЦ - непосредственная близость энергетического источника к конечному потребителю. Строительство мини-ТЭЦ является комплексным решением проблем энергообеспечения производства либо жилого сектора, энергосбережения и уменьшения энергозатрат в единице готовой продукции.
Эффективность мини-ТЭЦ достаточно высока. Так, для мини-ТЭЦ с электрической мощностью 100 кВт и тепловой мощностью 120 кВт себестоимость электрической энергии составляет 6 руб./кВт·ч, а полной энергии (электрической и тепловой)- 0,08 у. е./кВт·ч. Срок окупаемости мини-ТЭЦ составляет 2,2 года. Для сравнения: мини-ТЭЦ на базе газопоршневого двигателя фирмы «Deutz» TCG2016V12 при номинальной электрической мощности 580 кВт и тепловой 556 кВт имеет удельный расход газа с теплотворностью 33520 кДж/нм3 - 0,26 нм3/кВт*ч, коэффициент использования топлива 0,8 и ресурс до капитального ремонта 64000 ч.
Газотурбинные электроустановки
Газотурбинная установка (ГТУ) состоит из двух основных частей - это силовая турбина и генератор, которые размещаются в одном корпусе. Поток газа высокой температуры воздействует на лопатки силовой турбины (создает крутящий момент). Утилизация тепла посредством теплообменника или котла-утилизатора обеспечивает увеличение общего КПД установки.
ГТУ может работать как на жидком, так и на газообразном топливе. В обычном рабочем режиме - на газе, а в резервном (аварийном) - автоматически переключается на дизельное топливо. Оптимальным режимом работы газотурбинной установки является комбинированная выработка тепловой и электрической энергии. ГТУ может работать как в базовом режиме, так и для покрытия пиковых нагрузок.
Пока еще газотурбинные электроустановки находят относительно скромное применение в малой энергетике. Они обладают исключительно высокими массогабаритными показателями даже по сравнению с ДЭУ кратковременного использования. Их удельная массовая мощность составляет 0,11-0,14 кВт/кг, в то время как для ДЭУ этот показатель лежит в пределах 0,03-0,05 кВт/кг. Однако эти установки имеют по сравнению с ДЭУ меньший КПД (порядка 0,25-0,29), увеличенный расход топлива, требуют большого количества воздуха для охлаждения, обладают высокой шумностью. Поэтому ГТУ используются главным образом на передвижных резервных и автономных электростанциях.
Белорусский опыт развития малой энергетики
Надежное и безопасное энергообеспечение является основополагающим условием жизнедеятельности и развития общества. Вместе с тем в последнее время мировое потребление энергии стало соизмеримым с запасами горючих ископаемых - базой современной энергетики, что грозит их скорым исчерпанием. Это заставляет обратиться к необходимости глубокого освоения и широкого использования альтернативных и, в первую очередь, возобновляемых источников энергии.
Анализ мирового опыта свидетельствует, что, хотя суммарный теоретический потенциал возобновляемых источников энергии (ВИЭ) на несколько порядков превышает современный уровень мирового потребления первичных топливно-энергетических ресурсов (ТЭР), однако при существующем уровне технологического развития и сложившейся в настоящий момент конъюнктуре на мировых энергетических рынках лишь весьма незначительная часть теоретического потенциала ВИЭ может быть эффективно использована. Такие очевидные преимущества установок, работающих на ВИЭ, как неисчерпаемость, отсутствие затрат на топливо и экологическая безопасность, пока не могут безоговорочно перевесить хорошо технически отработанные и более дешевые методы получения энергии на базе органического топлива.
Вместе с тем для РБ как государства, экономика которого базируется преимущественно на импорте энергоресурсов, эффективность использования или замены последних является одним из определяющих факторов производства конкурентоспособной продукции и, в конечном итоге, благосостояния общества.
Какие энергообъекты следует относить к малой, а какие - к нетрадиционной энергетике? Согласно Постановлению СМ РБ №400 от 24 апреля 1997 г., к объектам малой энергетики относятся источники электрической или тепловой энергии, использующей котельные, теплонасосные, паро- и газотурбинные, дизель- и газогенераторные установки единичной мощностью до 6 МВт; к объектам нетрадиционной энергетики - возобновляемые и нетрадиционные источники электрической и тепловой энергии, использующие энергетические ресурсы рек, водохранилищ и промышленных водостоков, энергию ветра, солнца, редуцируемого природного газа, биомассы (включая древесные отходы), сточных вод и твердых бытовых отходов.
Малая и нетрадиционная энергетика предназначены для решения одной и той же задачи - непосредственного удовлетворения бытовых и производственных нужд населения в электрической и тепловой энергии на базе местных энергоресурсов. Тем самым обеспечивается истинная энергетическая автономия региона, что особенно важно для стран с низким потенциалом энергетической самообеспеченности или высокой степени зависимости от импорта энергоносителей.
Малая энергетика представлена в основном высокоэкономичными блок-ТЭЦ, оборудованными паротурбинными, газотурбинными и парогазовыми установками мощностью до 6000 кВт, обеспечивающими выработку электроэнергии по теплофикационному циклу с минимальными удельными расходами топлива. 1 МВт установленной мощности на таких ТЭЦ при 5000 часов использования этой мощности дает экономию органического топлива в размере 800-900 тонн условного топлива в год. В расчете на 1 Гкал присоединенной тепловой нагрузки для ПТУ экономия топлива составляет порядка 300 т у.т./год, для высокотемпературной ГТУ-800т у. т./год, для ПГУ-1,4Мт.у.т./год.
В предшествующие 20-25 лет в условиях технического прогресса крупных тепловых электростанций, развития ядерной энергетики и низкой стоимости топлива мелкие ТЭЦ потеряли свою конкурентоспособность, и строительство их было прекращено. В настоящее время с изменением экономической конъюнктуры малые ТЭЦ вновь обретают свои преимущества. Кроме высокой экономичности, их важными достоинствами являются быстрота сооружения, небольшие единовременные капиталовложения и возможность строительства за счет всех отраслевых министерств и ведомств. Прежде всего, они рассматриваются как источники экономии энергоресурсов. Но при быстром развороте потенциала малой энергетики она может существенно смягчить дефицит мощности в энергосистеме, что исключительно актуально для Беларуси.
Об эффективности этого направления убедительно говорит опыт Дании, где в соответствии с "Энергопрограммой-2000" из 7,15 млн кВт вырабатываемой электрической мощности 1,3 млн кВт приходится на мелкие комбинированные энергоустановки (дизельные, газотурбинные, паротурбинные) мощностью от нескольких кВт до 1-3 МВт.
Основная сфера применения малых ТЭЦ - это промузлы, а также средние и малые города, имеющие определенную концентрацию и продолжительность использования тепловых нагрузок, прежде всего промышленных. В ряде случаев малые теплофикационные установки могут устанавливаться на действующих и новых промышленных и промышленно-отопительных котельных.
В Энергетической программе Беларуси до 2010 г. намечено ввести около 600 МВт мощностей за счет малой энергетики.
Учитывая отсутствие в Беларуси энергомашиностроительной базы и наличие в России заводов по производству основного оборудования для паротурбинных и газотурбинных мини- и малых ТЭЦ, следует ориентироваться на создание подобных ТЭЦ с паротурбинными противодавленческими (отопительными, промышленными) агрегатами низких и средних начальных параметров пара.
Российским АО "Калужский турбинный завод" создаются блочные турбоагрегаты малой мощности, рассчитанные на начальные параметры пара промышленных котлов 1,3-1,4 МПа. Отработанный пар после турбины давлением 0,4-0,12 МПа используется на технологические нужды предприятия либо для нагрева воды системы теплоснабжения.
Турбогенератор ТГ 0,6/0,4 Р 12/4 мощностью 600 кВт уже запущен в производство. Первые четыре агрегата установлены и эксплуатируются с 1996 г. в котельных Старобинского и Усяжского торфобрикетных заводов Беларуси. Сегодня выпускаются модификации этого базового турбогенератора, соответствующие 400, 500, 600 и 750 кВт с расходом свежего пара от 10 до 22 т/ч в зависимости от величины противодавления.
Агрегаты намечены к установке в районных отопительных котельных Минтопэнерго. В частности, речь идет о РК-1 в Молодечно, РК-1 в Бресте, котельной "Северная" в Гродно, котельной "Восточная" в Витебске.
Ведется работа над созданием турбин аналогичной серии мощностью 1,2-1,5 и 2-2,5 МВт.
Предварительно потенциальные возможности малой тепловой энергетики РБ могут быть оценены следующим образом. Наиболее предпочтительными для установки турбин являются примерно 170 котельных, где можно использовать 185 турбин общей мощностью 212 МВт при следующей единичной мощности агрегатов: 100 шт. по 400-600 кВт, 50 шт. по 800-1200 кВт, 20 шт. по 2000-2500 кВт, 15 шт. по 3500 кВт.
За ближайшие годы в котельных Минтопэнерго РБ, Минжилкомхоза РБ, Белтопгаза и других отраслей может быть введено до 40 турбоагрегатов мощностью 0,4-3,5 мВт, что будет обеспечивать ежегодную экономию порядка 50 тыс. т у. т. Темпы ввода мощностей будут зависеть в основном от условий и объемов инвестирования.
Срок окупаемости устанавливаемых в котельных энергоустановок зависит от их мощности, режима использования и местных условий. При удельной стоимости турбогенераторных установок $180-220 за кВт и наиболее благоприятных условиях их эксплуатации (использование номинальной электрической и тепловой мощности в течение 7000-8000 часов в год) срок возврата капитала составит 2,5-3 года, а при менее благоприятных условиях - 4-5 лет, что тоже вполне приемлемо для рыночных экономических условий.
Наряду с малыми паротурбинными установками необходимо развернуть работы по созданию дизель-генераторных теплофикационных установок, которые по опыту зарубежных стран найдут широкое применение в энергоснабжении сельских поселений и массивов индивидуальной жилой застройки. Эта актуальная социальная и энергосберегающая проблема требует незамедлительного решения.
Сегодня на белорусском рынке представлено не только российское, но и западное высокоэффективное энергетическое оборудование таких известных фирм, как "Skoda-PBS" (Чехия) и "Siemens" (Германия). При этом западные фирмы предлагают поставку оборудования в предельно короткие сроки на вполне приемлемых экономических условиях.
Из-за высокой стоимости энергоносителей, а также значительных потерь тепла при его транспортировке в централизованном теплоснабжении достаточно простым способом решения подачи тепла является применение автономных модульных котельных, размещаемых на крышах (в чердачных помещениях) жилых и промышленных зданий. Указанный способ теплоснабжения широко применяется в странах Европы, активно ведется его внедрение на Украине и в России. При его использовании не требуется разветвление наружной сети теплоснабжения, теплопотери в которой могут достигать 15-20%, не требуется и значительных средств на содержание этих сетей.
Наметившееся в последние годы строительство отдельных небольших жилых кварталов, отдельно стоящих жилых зданий, зданий малой этажности и коттеджей требует все более разветвленной сети теплоснабжения, что усугубляет решение данной проблемы. Между тем одним из приемлемых технических подходов является децентрализованная выработка тепла автоматизированными котельными, работающими на газе под периодическим наблюдением.
Каковы преимущества этого вида теплоснабжения?
Во-первых, это возможность строительства котельной, удовлетворяющей потребностям конкретного здания, да к тому же без отвода под нее земельного участка.
Кроме того, владелец здания имеет возможность экономить энергию и контролировать расходы, устанавливая режим работы установки в зависимости от продолжительности рабочего дня, выходные и праздничных дней, температуры наружного воздуха. Такие факторы, как высокий (до 88%) КПД котельных установок, работающих на природном газе, минимальное загрязнение атмосферы и более благоприятное распределение выбрасываемых частиц, более низкая температура и давление теплоносителя, значительное уменьшение протяженности и диаметров трубопроводов системы, отсутствие потерь тепла и воды в наружных трубопроводах, а также снижение расходов на периодический ремонт трубопроводов и уход за ними, дополняет возможность осуществления простого и совершенного контроля потребления теплоэнергии путем установки газового счетчика.
Затраты на строительство модульной котельной установки, работающей на теплоснабжении комплекса зданий НПО "Белгазтехника" (Минск), по подсчетам, окупились в течение первого года эксплуатации.
Ротационный счетчик учитывает расход газа. Измеряются температура и давление газа (все показания снимаются ежедневно). Сама котельная состоит из 10 модулей. Строилась она с расчетом обеспечения 9-этажного здания и пристройки (отапливаемый гараж, спорткомплекс, столовая, конференц-зал). Мощность котельной 1200 кВт, ежегодно вырабатывается около 1,5 Гкал тепла. В настоящее время используется только 30-40% мощности котельной. Автоматический пульт управления контролирует температуру, давление и другие параметры. Продукты сгорания газа отводятся через дымоходы и выбрасываются наверх.
По предварительным расчетам те средства, которые при этом тратятся на нужды отопления и горячего водоснабжения, примерно в 10 раз меньше, чем при теплоснабжении от общей трассы.
К 90-ым годам Беларусь представляла собой одну из наиболее развитых республик бывшего Советского Союза. Но так как экономика республики при наличии в СССР относительно дешевых ТЭР развивалась, прежде всего, исходя из общей политики централизованного управления и принципа разделения труда, распад СССР и разрыв связей между бывшими республиками не мог не сказаться на ее экономическом состоянии. Обеспеченность же республики местными энергоресурсами в 1990 г. составила 12,8% (к 1998 г. она возросла до 18,3%). Суммарный возможный потенциал ежегодной экономии ТЭР за счет малой и нетрадиционной энергетики к 2015 г. может составить около 8 млн. т у. т./год, или примерно 28% прогнозной потребности Беларуси. С учетом географических, климатических и социально-экономических условий РБ, энергетического потенциала возобновляемых источников энергии, мирового опыта и сложившихся в мире тенденций эффективность использования ВИЭ и объектов малой энергетики, а также перспективность дальнейшего развития малой и нетрадиционной энергетики представляются несомненными.
Заключение
Как показывает анализ состояния Малой энергетики в Беларуси, целесообразным считается принятие мер для её поддержки, модернизации и развития с учётом как отечественных, так и зарубежных достижений в этой области.
Для активного внедрения Малой энергетики требуются большие средства, которыми белорусское государство в настоящее время не располагает.
С учётом ограниченности финансовых средств программа развития Малой энергетики должна быть полной, но многоэтапной с выделением первоочередных задач, жёсткой системой ответственности и контроля за их выполнением, а также стимулирования и санкций.
Для реализации этой программы целесообразно определить или специально создать правительственный орган (на уровне министерства или государственного комитета), осуществляющий техническую, организационную и финансовую политику в этой отрасли, которая ранее в условиях монопольного развития большой энергетики и централизации энергоснабжения почти не развивалась.
Что касается экономической стороны, то практически всегда, как это показывает практика, вложенные в энергетику средства быстро окупаются.
Список литературы
1. Новости электротехники №5 - Информационно-справочный журнал.
2. Максимова И., Белорусский опыт развития малой и нетрадиционной энергетики.- статьяhttp://electromost.by/
3. Информация с сайта www.elettracompany.com
4. Информация с сайта dissercat.com
5. Информация с сайта bestreferat.ru
6. Информация с сайта soyuzenergo.info
7. Информация с сайта evolution.allbest.ru
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Мировой опыт развития атомной энергетики. Развитие атомной энергетики и строительство атомной электростанции в Беларуси. Общественное мнение о строительстве АЭС в республике Беларусь. Экономические и социальные эффекты развития атомной энергетики.
реферат , добавлен 07.11.2011
Увеличение мирового производства энергии. Энергетика как фундаментальная отрасль экономики. Сохранение роли ископаемых топлив. Повышение эффективности использования энергии. Тенденция децентрализации и малая энергетика. Альтернативные источники энергии.
доклад , добавлен 03.11.2010
Ознакомление с основными направлениями и перспективами развития альтернативной энергетики. Определение экономических и экологических преимуществ использования ветровой, солнечной, геотермальной, космической, водородной, сероводородной энергии, биотоплива.
реферат , добавлен 15.12.2010
Главная цель строительства электростанции. Газопоршневые технологии с утилизацией сбросной теплоты ГПУ. Основные технические характеристики энергоустановки, когенерационной электростанции. Оборудование мини-ТЭЦ, направления в области энергосбережения.
реферат , добавлен 16.09.2010
Описания отрасли энергетики, занимающейся производством электрической и тепловой энергии путём преобразования ядерной энергии. Обзор работы атомной электростанции с двухконтурным водо-водяным реактором. Вклад ядерной энергетики Украины в общую выработку.
реферат , добавлен 28.10.2013
Современные проблемы топливно-энергетического комплекса. Альтернативная энергетика: ветряная, солнечная, биоэнергетика. Характеристика и методы использования, география применения, требования к мощностям водоугольного топлива, перспективы его развития.
курсовая работа , добавлен 04.12.2011
Энергетика как величайшее достижение цивилизации, которая в современном мире энергетика играет важную роль. Общая характеристика современного электроэнергетического комплекса России. Знакомство с основными особенностями специальности теплоэнергетика.
эссе , добавлен 26.06.2013
Солнечная энергетика. История развития солнечной энергетики. Способы получения электричества и тепла из солнечного излучения. Достоинства и недостатки использования солнечной энергетики. Типы фотоэлектрических элементов. Технологии солнечной энергетики.
реферат , добавлен 30.07.2008
Типовые источники энергии. Проблемы современной энергетики. "Чистота" получаемой, производимой энергии как преимущество альтернативной энергетики. Направления развития альтернативных источников энергии. Водород как источник энергии, способы его получения.
реферат , добавлен 30.05.2016
Сравнительный анализ солнечной и геотермальной энергетики. Экономическое обоснование разработки геотермальных месторождений. Реструктуризация энергетики Камчатской области и Курильских островов. Использование солнечной энергии, типы гелиоэлектростанций.
Гидроэнергетика. Общая установленная мощность всех ГЭС около 50 ГВт, их общее количество около 190 шт.
Гидроэлектростанции мощностью от 1000 МВт и выше
| № | Название ГЭС | Установлен-ная мощность, | Годы ввода агрегатов | Собственник | Река | Регион |
| 1 | Саяно-Шушенская ГЭС | 6 400 | 1978-2014 | РусГидро | р.Енисей | Хакасия |
| 2 | Красноярская ГЭС | 6 000 | 1967-1971 | ЕвроСибЭнерго | р.Енисей | Красноярский край |
| 3 | Братская ГЭС | 4 500 | 1961-1966 | ЕвроСибЭнерго | р.Ангара | Иркутская область |
| 4 | Усть-Илимская ГЭС | 3 840 | 1974-1979 | ЕвроСибЭнерго | р.Ангара | Иркутская область |
| 5 | Богучанская ГЭС | 2 997 | 2012-2014 | РусГидро / | р.Ангара | Красноярский край |
| 6 | Волжская ГЭС | 2 629 | 1958-1961 | РусГидро | р. Волга | Волгоградская область |
| 7 | Жигулёвская ГЭС | 2 383 | 1955-1957 | РусГидро | р. Волга | Самарская область |
| 8 | Бурейская ГЭС | 2 010 | 2003-2007 | РусГидро | р. Бурея | Амурская область |
| 9 | Саратовская ГЭС | 1 378 | 1967-1970 | РусГидро | р. Волга | Саратовская область |
| 10 | Чебоксарская ГЭС | 1 370 | 1980-1986 | РусГидро | р. Волга | Чувашия |
| 11 | Зейская ГЭС | 1 330 | 1975-1980 | РусГидро | р. Зея | Амурская область |
| 12 | Нижнекамская ГЭС | 1 205 | 1979-1987 | Генерирующая компания | р. Кама | Татарстан |
| 13 | Воткинская ГЭС | 1 020 | 1961-1963 | РусГидро | р. Кама | Пермский край |
| 14 | Чиркейская ГЭС | 1 000 | 1974-1976 | РусГидро | р. Сулак | Дагестан |
| Всего | 38 062 |
ГЭС мощностью от 100 до 1000 МВт имеют общую мощность 9259 МВт; ГЭС от 10 до 100 МВт имеют общую мощность 2320 МВт; до 10 МВт – 149 МВт (0.3% от общей мощности ГЭС).
Действуют еще две гидроаккумулирующие электростанции (ГАЭС) для выравнивания электрической нагрузки сети: Загорская ГАЭС мощностью 1200 МВт (1-я очередь), строится 2-я очередь мощностью 800 МВт; Кубанская ГАЭС – 16 МВт. В турбинном режиме днем вырабатывается дорогая электроэнергия в пиковое время, ночью потребляется дешевая электроэнергия из сети и в насосном режиме вода из нижнего водоема закачивается в верхний водоем.
Атомная энергетика. На настоящий момент в общей сложности на 10-ти атомных станциях в эксплуатации находятся 35 энергоблоков (18 энергоблоков с реакторами типа ВВЭР (из них 12 энергоблоков ВВЭР-1000 и 6 энергоблоков ВВЭР-440 различных модификаций); 15 энергоблоков с канальными реакторами (11 энергоблоков с реакторами типа РБМК-1000, четыре энергоблока с реакторами типа ЭГП-6); 2 энергоблока с реактором на быстрых нейтронах с натриевым охлаждением (БН-600 и БН-800), суммарной установленной мощностью 27,2 ГВт.
| № | Название станции | Состав реакторных установок | Общая мощность, МВт |
| Действующие | |||
| 1 | Кольская АЭС | ВВЭР-440 – 4 шт. | 1760 |
| 2 | Ленинградская АЭС | РБМК-1000 – 4 шт. | 4000 |
| 3 | Калининская АЭС | ВВЭР-1000 – 4 шт. | 4000 |
| 4 | Смоленская АЭС | РБМК-1000 – 3 шт. | 3000 |
| 5 | Курская АЭС | РБМК-1000 – 4 шт. | 4000 |
| 6 | Ростовская АЭС | ВВЭР-1000 – 3 шт. | 3070 |
| 7 | Нововоронежская АЭС | ВВЭР-210 – выведен из работы
ВВЭР-365 – выведен из работы ВВЭР-440 – 2 шт. ВВЭР-1000 – 1 шт. |
1800 |
| 8 | Балаковская АЭС | ВВЭР-1000 – 4 шт. | 4000 |
| 9 | Белоярская АЭС | АМБ-100, АМБ-200 по 1 блоку выведены из работы
БН-600 – 1 шт. БН-800 – 1 шт. ввод 10.12.2015 |
1480 |
| 10 | Билибинская АЭС | ЭГП-6 – 4 шт. | 48 |
| Всего | 27,2 | ||
| Строящиеся | |||
| 11 | Ленинградская АЭС-2 | ВВЭР-1200 – 4 шт. | 4800 |
| 12 | Ростовская АЭС, 4-й блок | ВВЭР-1000 – 1 шт. | 1000 |
| 13 | Нововоронежская АЭС-2 | ВВЭР-1200 – 2 шт. | 2400 |
| 14 | Балтийская АЭС, “заморожена” | ВВЭР-1200 – 2 шт. | 2400 |
| 15 | ПАТЭС “Академик Ломоносов”
Место стоянки с 2018 г. г. Певек (Чукотка) |
КЛТ-40C – 1 шт. | 70 МВт эл.,
150 Гкал/ч, либо 10000 м 3 /ч пресной воды из соленой; на замену Билибинской АЭС |
| Проектируемые | |||
| 16 | Смоленская АЭС-2 | ВВЭР-ТОИ (ВВЭР-1300) – 2 шт. | 2600 |
| 17 | Курская АЭС-2 | ВВЭР-ТОИ (ВВЭР-1300) – 4 шт. | 5200 |
Строятся 4 станции, в стадии проектирования 2 станции.
Кроме того, в 2016 г. должен быть сдан заказчику РОСАТОМу для проведения испытаний, в 2018 г. по плану ввод в эксплуатацию головной плавучий энергоблок (ПЭБ) «Академик Ломоносов» электрической мощностью 70 МВт и полезной тепловой мощностью 150 Гкал/ч, либо получение чистой воды за счет опреснения производительностью до 10000 м 3 /ч. Срок службы до 40 лет, раз в 7 лет замена топлива с транспортировкой ПЭБ на завод-изготовитель.
Предполагается, что ПЭБ «Академик Ломоносов» заменит исчерпавшую ресурс Билибинскую АЭС.
Довольно драматично складывается судьба Балтийской АЭС. Ее начали строить в 2010 г., но в 2014 г. строительство было приостановлено и фактически заморожено на неопределенное время. Это связано как с отсутствием инвесторов, а главным образом, с отсутствием потребителей электроэнергии из-за непрерывно ухудшающейся политической обстановки. Первоначально были надежды, что энергия будет передаваться в Швецию, Литву, Эстонию, Латвию, но теперь это нереально. Калининградский регион уже после ввода в работу ТЭЦ-2 (двух ПГУ-450) не является дефицитным, поэтому в строительстве нет необходимости. Были попытки рассмотреть замену двух энергоблоков ВВЭР-1200 на ВВЭР-640 и КЛТ40С, но такая станция будет слишком дорогой, сбыт энергии будет по-прежнему проблематичным.
Параллельно в этом регионе идет развитие истории, связанной со строительством атомных станций в Литве. С 1984 г. по 2009 г. работала Игналинская АЭС (1-й блок РБМК-1500 был остановлен в конце 2004 г., 2-й блок в конце 2009 г.). Строительство 3-го блока того же типа было приостановлено, 4-й так и не начали строить. Условием вступления Литвы в ЕЭС было закрытие опасной с точки зрения Европы станции с реакторами РБМК. После закрытия Игналинской АЭС было решено строить вблизи Игналинской новую Висагинскую АЭС с привлечением финансирования Польши, Латвии и Эстонии. Затем состав инвесторов менялся, привлекли производителя основного оборудования американскую компанию Westinghouse Electric Company (AP-1000 реактор повышенной безопасности, двухконтурный водяной) или японскую фирму GE Hitachi (мощность стандартного блока ABWR составляет 1350 МВт, улучшенный кипящего типа). В 2012 г. в Литве состоялся референдум, на котором 65% жителей проголосовали против атомной станции. Польша вышла из этого проекта еще в 2011 г. в связи с желанием строить свою АЭС. Литва задумывается, нужно ли ей строительство, т.к. предполагается строительство энергомостов, связывающих ее энергосистему со Швецией и Польшей. В октябре 2015 г. продолжаются разговоры между руководством стран Прибалтики относительно возможности объединения для финансирования строительства Висагинской АЭС. Дело осложняется тем, что в 2013 г. Беларусь начала строительство Островецкой АЭС по российскому проекту (два энергоблока ВВЭР-1200 общей мощностью 2300 МВт) с помощью российского кредита в 10 млрд. долл., 1-й блок по плану должен быть введен в 2018 г., 2-й блок – в 2020 г.
Большие претензии с точки зрения экологической безопасности Островецкой АЭС предъявляют Литва и Австрия. Тем более, что источником воды для АЭС будет река Вилия, протекающая через Вильнюс (в Литве она называется Нярис).
Но, кроме ГЭС большой и средней мощности, в его составе находятся действующие и строящиеся ТЭЦ и ГРЭС, 1 приливная электростанция, 1 ветроэлектростанция в Калмыкии, 3 геотермальных электростанции на Камчатке, сбытовые компании, научно-исследовательские и проектные организации гидроэнергетики. Общая мощность ТЭЦ и ГРЭС этой компании на Дальнем Востоке равна около 9000 МВт(э).
ОГК. Первоначально на основе региональных энергосистем сформировались 6 ОГК (оптовые генерирующие компании, содержащие, в основном, ГРЭС) – ОГК-1…ОГК-6 со средней мощностью 9 ГВт и 14 ТГК (территориальные генерирующие компании, содержащие, в основном, ТЭЦ и котельные) ТГК1…ТГК14 со средней мощностью 3 ГВт. С течением времени произошли слияние некоторых компаний, смена владельцев, изменение названий. В результате на сегодня владельцы энергокомпаний выглядят следующим образом.
В настоящее время в России работают типовые ГРЭС мощностью 1000-1200, 2400, 3600 МВт и несколько уникальных, используются агрегаты по 150, 200, 300, 500, 800 и 1200 МВт. Среди них следующие ГРЭС, входящие в состав ОГК:
- Верхнетагильская ГРЭС - 1500 МВт;
- Ириклинская ГРЭС - 2430 МВт;
- Каширская ГРЭС - 1910 МВт;
- Нижневартовская ГРЭС - 2013 МВт;
- Пермская ГРЭС - 2400 МВт;
- Уренгойская ГРЭС - 498 МВт.
- Гусиноозёрская ГРЭС - 1130 МВт;
- Костромская ГРЭС - 3600 МВт;
- Печорская ГРЭС - 1060 МВт;
- Харанорская ГРЭС - 655 МВт;
- Черепетская ГРЭС - 1735 МВт;
- Южноуральская ГРЭС и ГРЭС-2 - 1707 МВт.
Пуск в 2016 г.
На ЭС-2 планируется ПГУ.
ЭС-3 – пионер теплофикации в 1924 г. был проложен 1-й теплопровод,
но сейчас ее переводят в режим Введенской перекачивающей насос-ной станции
Еще нужно помнить о Северо-Западной ТЭЦ (владелец ИнтерРАО) 2 блока ПГУ-450 – 900 МВт (э) и 700 Гкал/ч тепловая и о Юго-Западной ТЭЦ – ПГУ-200 сдан в эксплуатацию, ПГУ-300 строится (оба блока на базе итальянских ГТУ) общая мощность 570 МВт (э) и 660 Гкал/ч (т). Владелец город (ГУП “ТЭК СПб”).
ТГК-2 – Области Архангельская, Вологодская, Костромская, Новгородская, Ярославская; 11 ТЭЦ и 5 котельных имеют общую мощность 2341 МВт(э) и 8695 Гкал/ч (т).
ТГК-3 (ПАО “Мосэнерго”) — В Москве и Московская области находятся 15 электростанций (в основном, ТЭЦ и районные станции теплоснабжения, или котельные; на ТЭЦ уже много блоков ПГУ) общей мощностью 13300 МВт(э) и 43400 Гкал/ч (т).
ТГК-4 (ПАО “Квадра”) – Белгородская, Брянская, Воронежская, Курская, Липецкая, Орловская, Смоленская, Тамбовская, Калужская, Рязанская, Тульская области; 21 электростанции (ТЭЦ) и 291 котельная общей мощностью 3272 МВт(э) и 13629 Гкал/ч (т).
ТГК-5 (ПАО “Т-Плюс”) – 15 областей Урала и Поволжья, 53 ТЭЦ, 4 ГРЭС и 2 ГЭС установленная мощность 14300 МВт(э), 58600 Гкал/ч (т). В 2014 г. объединились ТГК-5, ТГК-6, ТГК-7 и ТГК-9. Основные владельцы Энергохолдинг “Комплексные энергетические системы” и “Волжская ТГК”.
ТГК-8 — ООО “Лукойл-Экоэнерго” (бывшая Южная генерирующая компания). В ее составе Цимлянская ГЭС — Ростовская область; Краснополянская ГЭС – Краснодарский край; Белореченская ГЭС – Краснодарский край; Майкопская ГЭС – Республика Адыгея общей мощностью 298 МВт(э).
ТГК-10 – Fortum (финская компания, открывшая российский филиал). В состав энергокомпании входят 7 ТЭЦ (Тобольска, Тюмени, Челябинска и обл.), 2 ГРЭС (Няганская и Челябинская), энергосистемы Урал и Западная Сибирь, тюменские и челябинские тепловые сети. Суммарная установленная мощность 4903 МВт(э), 10916 Гкал/час. На ТЭЦ и ГРЭС устанавливаются ПГУ, в т.ч. по схеме сброса отходящих газов в энергетический котел.
ТГК-11 – Омская и Томская области, 4 ТЭЦ и районные котельные г. Омска имеют установленную мощность 1517 МВт(э) и 4964 Гкал/ч(т).
ТГК-12 (Кузбассэнерго) – Кемеровская область и Алтайский край; 7 ТЭЦ и 3 ГРЭС имеют установленную мощность 4500 МВт(э), 8744 Гкал/ч(т).
ТГК-13 (Енисейская ТГК) – Красноярский край, Хакассия; 4 ТЭЦ имеют установленную мощность 1028 МВт(э), 2991 Гкал/ч(т). ТГК-13 и ТГК-12 входят в группу «Сибирская генерирующая компания».
ТГК-14 – Забайкальский край и Бурятия; 8 ТЭЦ имеют 668 МВт(э) и 2798 Гкал/ч(т).
Итого, все ТГК имеют суммарную установленную электрическую мощность 50345 МВт(э) и 168988 Гкал/ч(т).
Таким образом, общая установленная мощность ТЭЦ и ГРЭС рассмотренных выше форм собственности (ОГК, ТГК, РусГидро) равна 120 ГВт. Примерно 39 ГВт(э), или 25% мощностей тепловых станций приходятся на других собственников, в том числе ТЭЦ промышленных предприятий (блок-станций).
На фоне такой структуры большой энергетики за последние 20 лет в России возникла рассмотрены ее особенности.
Представляет интерес рассмотрение терминологии энергетики, приведенной в профильных стандартах.
Терминология. Терминология по электростанциям и теплоэнергетике приведена в ГОСТ 19431-84 “Энергетика и электрификация. Термины и определения” и в ГОСТ 26691-85 “Теплоэнергетика. Термины и определения”. Здесь приводятся определение терминов, в том числе разрешенных упрощений и недопустимых терминов, применяемых на практике, их переводы на другие языки.
В названных ГОСТах есть понятие блок-станции, оно, видимо, ближе всех к термину мини-ТЭЦ. Кроме того, есть понятия ГеоТЭС, ГТУ, ПГУ, ПТУ, ПТЭС, ПГЭС, ГТЭС, ТЭЦ, ТЭС, ГЭС, СЭС, стационарная ДЭС, МГДЭС, Термоядерная электростанция, АЭС и другие.
Часть из этих понятий имеет непосредственное отношение к практике, часть относится только к теории или будущему энергетики.
Например, газотурбинные установки (ГТУ), газотурбинные электростанции (ГТЭС), геотермальные электростанции (ГеоТЭС), парогазовые установки (ПГУ), парогазовые электростанции (ПГЭС), паротурбинные установки (ПТУ), тепловые электростанции (ТЭС), конденсационные электростанции (КЭС), теплоэлектроцентрали (ТЭЦ), стационарные дизельные электростанции (ДЭС), атомные электростанции (АЭС), атомная теплоэлектроцентраль (АТЭЦ), атомная станция теплоснабжения (АСТ), солнечная электростанция (СЭС) получили большее или меньшее распространение.
Относительно редким видом в мировой энергетике являются воздушно-аккумулирующие газотурбинные электростанции (ВАГТЭС). Это станции, выполняющие функции сглаживания нагрузки электрической сети в течение суток. Отличие от обычных ГТУ состоит в том, что сжатый воздух после компрессора может закачиваться в подземные аккумуляторы при снижении электрической мощности ГТУ и в периоды пикового потребления напротив он добавляется из аккумуляторов к сжатому воздуху после компрессора. Это позволяет производить дорогую пиковую электроэнергию в значительных количествах при меньших затратах топлива. Функция ВАГТЭС такая же, как и ГАЭС. Состояние по видам и распространенности ВАГТЭС в мире приведено в книге РФФИ . В России таких станций нет.
Солнечно-топливная электростанция (СТЭС) практически не получила распространения, за исключением единичных установок малой мощности, термоядерная электростанция, возможно, появится в далеком будущем, магнитогидродинамическая электростанция (МГД-электростанция) имеется в единственном экспериментальном варианте и вряд ли в ближайшие годы будет востребована в промышленности.
В указанных ГОСТах отсутствуют термины: мини-ТЭЦ, газопоршневые агрегаты (установки) — ГПА, газопоршневые электростанции — ГПЭС, ветряные электростанции — ВЭС, БиоТЭС – станции, работающие на пеллетах, гранулах, отходах деревообработки, биогазовые ТЭС – работающие на газах метантенков, ПЭС – приливные электростанции.
В разных городах используются разные названия источников теплоснабжения. В Москве Районная станция теплоснабжения (РТС), в Петербурге Котельная (разрешенное сокращение) – или полное название Котельная станция теплоснабжения.
Малая энергетика. Состояние и перспективы.
Несмотря на отсутствие термина мини-ТЭЦ в нормативной документации, в последние 20 лет произошло негласное фактическое разделение на большую и малую теплоэнергетику.
Приведенный на сайте включает станции разных типов, работающих на разных видах топлива, кроме дизельного, мощностью от 15 кВт до десятков МВт. Общая мощность ПТУ – около 2 ГВт, ГТУ – около 4,5 ГВт, ГПА – около 1,2 ГВт. Общее количество мини-ТЭЦ порядка 1,5 тысяч, их общая мощность 7,7 ГВт, то есть, средняя мощность мини-ТЭЦ равна 5 МВт. В США количество станций мощностью менее 60 МВт — 12 миллионов, общая мощность 220 ГВт, темп ввода новых мощностей 5 ГВт в год.
Официальные цифры. На сайтах, где представлена информация по малой энергетике, говорится о том, что тепловые станции мощностью менее 100 МВт имеют общую мощность около 4,5 ГВт, тепловые станции мощностью более 100 МВт – имеют общую мощность около 150 ГВт.
По Генеральной схеме размещения объектов электроэнергетики до 2030 года должно быть введено в работу от 3,1 (базовый вариант) до 5,9 ГВт (максимальный вариант) объектов малой энергетики. Агентство прогноза балансов в энергетике (АПБЭ) предлагает ввести до 2030 г. объекты распределенной генерации общей мощностью до 50 ГВт за счет снижения ввода мощностей средней и большой энергетики. Фактически приведенные цифры означают, что реальный учет объектов малой энергетики Министерство энергетики России не ведет.
Анализ объектов Перечня мини-ТЭЦ показывает, что есть несколько групп станций: энергоисточники топливодобывающих компаний, энергоисточники ведомственных предприятий, энергоисточники муниципальные, электростанции малой мощности ОГК и ТГК.
Стихийное понимание сути термина мини-ТЭЦ обсуждается в №7 журнала “Новости теплоснабжения”, 2004 г. В этой статье предлагается под мини-ТЭЦ понимать только вновь сооружаемый машзал с электро- и теплогенерирующим оборудованием при единичной мощности агрегатов до 25 МВт(э).
Аналогичные понятия — альтернативная энергетика, распределенная энергетика, мини-ТЭЦ, малая энергетика, когенерация, теплофикация, тригенерация, SSSP (Small-Scale Steam Power), SS CHP (Small-Scale Combined Heat and Power). Несмотря на разнообразие новых терминов, все они относятся к объектам с малым радиусом действия, производящим, как правило, два вида энергии в эффективно работающем оборудовании.
На сегодня выгодные условия работы мини-ТЭЦ – работа в параллель только на собственные нужды без выдачи в сеть. Это связано с действующими Правилами работы электростанций на оптовом и розничном рынках электроэнергии.
Нередко мини-ТЭЦ располагается вблизи существующей котельной, при этом для повышения показателей мини-ТЭЦ часть нагрузки котельной передается мини-ТЭЦ. Удельный расход электрической мощности собственных нужд находится на уровне 10…20 кВт∙ч/Гкал. Районные котельные ГУП “ТЭК СПб” имеют нагрузку 220 Гкал/ч, собственные нужды по электроэнергии — 2,4 МВт.
Благоприятные условия для появления мини-ТЭЦ связаны с разработкой различных технологий, имеющих высокий ресурс на уровне 30000…80000 часов (срок работы до капитального ремонта), достаточно высокий к.п.д., приемлемую стоимость. При существующих тарифах на электрическую и тепловую энергию срок окупаемости таких мини-ТЭЦ для многих объектов находится на уровне 8-10 лет.
Вся энергетика делится на крупные объекты и объекты, имеющие малую мощность, которые работают благодаря традиционным и нетрадиционным видам топлива. Согласно нормативным документам, четкого определения «малая энергетика» не существует. Однако, очень часто к малым станциям относятся станции, мощность которых не превышает 30 МВт, а агрегаты единичной мощности не более 10 МВт. Как правило, такие станции бывают трех подклассов:
Микроэлектростанции – мощность не более 100 кВт;
Миниэлектростанции – мощность 100 кВт-1 МВт;
Малые – мощность не менее 1 МВт.
Благодаря малой энергетике появляется возможность, когда потребитель уже не зависит от централизованного энергоснабжения, а также его состояния. Он может использовать другие более оптимальные варианты источников производства энергии. Кроме термина «малая энергетика», существуют и другие понятия, например, «распределенная энергетика».
Распределенная энергетика представляет определенную систему организации теплового или электрического снабжения региона. Это масштаб мощностей устройств, которые могут быть потенциально использованы как источники генерации на объектах, разбросанных по региону, также они будут работать в общую систему. Таким образом, по региону возникает распределенная сеть станций. Выходит, что малая и распределенная энергетика являются синонимами.
Развитие малой энергетики
В результате износа основного оборудования на электростанциях и электрических сетях, а также дефициту электроэнергии в промышленных районах, существенно увеличивается количество и продолжительность перерывов в снабжении электроэнергией от централизованной системы. Именно поэтому многие предприятия и учреждения, как государственного, так и частного характера, несут большие политические и финансовые потери. В свою очередь, такие потребители начинают решать эту проблему самостоятельно.
Среди значимых причин, из-за которых потребители принимают решение строить собственную автономную электростанцию, можно указать следующие:
1. Тепловая или электрическая энергия, поставляемая от собственного источника, имеет низкую себестоимость по сравнению со стоимостью энергии от других источников.
2. Средства, потраченные на строительство автономной станции, соизмеримы с ущербом от перерыва в снабжении электроэнергией, длительность которого не менее 2 часов. Для других же предприятий, стоимость может быть соизмерима с ущербом от перерыва, длительность которого составила 15-20 минут.
3. Общие капитальные затраты, связанные с выполнением условий по присоединению к централизованной системе, для большинства предприятий могут быть значительно выше, чем строительство собственного источника энергии.
4. Надежность работы автономной станции в разы превышает надежность работы централизованной системы, тем более, если предусматривается параллельный режим автономной станции с внешней системой.
5. Благодаря наличию собственной станции предприятие имеет энергетический суверенитет, следовательно, обладает экономической независимостью от рынка энергетики.
С учетом всех требований заказчиков относительно малой энергетики и постоянного увеличения количества заказчиков, которые решили создать собственную автономную теплоэлектростанцию, можно выделить основные направления развития современной малой энергетики.
Развитие современной малой энергетики:
1. Создание источников теплой и электрической энергии, в основе которых лежат газо-поршневые двигатели, КПД которых равняется 45 процентам.
2. Улучшение оборудования для системы когенерации тепла, в результате чего снижается ее массогабаритные и стоимостные показатели, увеличивается показатель КПД, и улучшаются другие технические характеристики.
3. Производство автономной станции в блочно-модульном виде, в основе которой модули заводской максимальной подготовленности, следовательно, максимально сокращается время на строительство станций.
4. Возникновение максимального внедрения источников энергии на базе ГЭС для эксплуатации энергии рек.
5. Улучшение источников энергии благодаря использованию комбинированных устройств по производству энергии.
В ближайшее время малая распределенная энергетика будет широко применять оборудование, в основе которого лежит развитие первых четырех направлений. Данные четыре направления нуждаются в таком объеме инвестиций, который вполне по силам ведущим компаниям, работающим на современном рынке малой энергетики. Помимо этого, пятое направление нуждается в достаточно большом объеме инвестиций, выделить который могут только ведущие зарубежные предприятия.
Могут располагаться в пределах централизованной системы снабжения электрической энергии и на изолированной территории, где не присутствуют электрические сети. В первую очередь, объекты находятся на тех участках, где предприятиям удобно пользоваться собственной генерацией. Например, это могут быть объекты мелких предприятий, аварийно-спасательные службы и т. п.
Помимо этого, распределенная малая энергетика может представлять объекты там, где предприятия объявляют при уже существующем дефиците энергии о росте нагрузок. А также там, где коммунальное энергоснабжение нуждается в создании когенерационных установок.
Характерная черта установок в распределенной энергетике – это компактность генераторных блоков, при этом существует мобильность систем. Работа подавляющего большинства установок осуществляется на газе и дизельном топливе. Потребители получают электроснабжение от передвижных или стационарных станций. Малая электростанция имеет среднюю мощность, равную 340 кВт.
Именно благодаря развитию малой энергетики повышается устойчивость, эффективность функционирования энергетики, сдерживание роста цен на электрическую энергию, следовательно, лучшее удовлетворение потребностей потребителей. С целью успешного развития и выдерживания конкуренции с компаниями большой энергетики малая распределенная энергетика нуждается в новых законодательных решениях, совершенствовании финансирования проектов и осуществления других мер.
