Когенерация

Технология когенерации

Технология когенерация заключается в процессе комбинированной выработки (генерации) тепловой и электрической энергии.

Последним словом в современной энергетике является комбинированная выработка различных видов энергии, получаемых независимо от централизованных сетей энерго- и теплоснабжения.

С технической стороны устройство когенерационных газопоршневых электростанций довольно простое: это либо газопоршневая установка (ГПУ), либо газотурбинная (ГТУ). Газопоршневая установка представляет собой классический двигатель внутреннего сгорания. Газотурбинная установка состоит из двух основных частей: силовая турбина и электрический генератор, которые размещаются в одном корпусе. Поток газа высокой температуры воздействует на лопатки силовой турбины и заставляет вращаться вал турбины вместе с генератором.

Топливом для данных установок служит природный газ, поскольку он экологичен и имеет достаточную энергоемкость. Однако, ГПУ может работать и на иных горючих газах таких, как пропан, коксовый газ, доменный газ, свалочный газ, биогаз, водород.

При выборе типа, мощности и количества когенерационных газопоршневых электростанций учитывается ряд критериев, таких как суммарная мощность энергокомплекса, диапазон изменения нагрузки и прочие технологические условия. Например, при расходе энергии менее 25 МВт целесообразно использовать газопоршневую установку (ГПУ), если расход энергии более 25 МВт — лучше обратиться к газотурбинным установкам (ГТУ).

При выработке электроэнергии традиционным способом происходят потери огромной доли побочной (тепловой) энергии, что приводит к увеличению себестоимости производства. Однако при когенерации большая часть избыточного тепла трансформируется в тепловую энергию, которую можно и нужно использовать для систем отопления, ГВС или технологического теплоснабжения. Рисунок 1 ниже наглядно представляет сравнение КПД обоих способов производства электроэнергии

Как это реализовать?

Подключенная к центральной электрической и тепловой сети газопоршневая электростанция может стать источником дополнительного стабильного дохода. У когенерационных газопоршневых установок есть большой потенциал для работы как в Украине, так и в других странах, имея собственную генерацию, максимально приближенную к своим потребителям. То же относится и к тепловым сетям.

У когенерационных газопоршневых установок есть большой потенциал для работы как в России, так и в странах со схожим климатом. Так как большинство наших регионов находится в северных широтах, где отопительный сезон достаточно продолжительный, в среднем 7 и более месяцев, периоды без недостаточных нагрузок на когенерационные установки в течение года весьма непродолжительны.

При надлежащей эксплуатации газопоршневые электростанции дают экономическую выгоду почти сразу в виде снижения затрат на электричество и тепло не менее чем в 2 раза.

Но не стоит забывать, что для получения высоких экономических показателей, которые дают газопоршневые электростанции, последние должны работать с нагрузкой довольно близкой к максимальной. Так уменьшение потребления энергии влечет за собой снижение коэффициента использования установленной мощности (КИУМ) всего энергоцентра, и повышению себестоимости производимой энергии.

Каковы недостатки когенерации?

Основной недостаток – это зависимость выработки тепловой энергии от генерации электроэнергии. Кроме того, в летний период года потребность в тепле резко снижается, как следствие — уменьшается КИУМ (тепловой) газовой мини ТЭЦ. Эту проблему легко решить, если дополнить энергоцентр на базе газопоршневой установки пиковым газовым котлом или пристроить мини ТЭЦ к существующей котельной, что еще более упрощает проект.

Исходя из вышеперечисленного, можно сделать вывод о том, что развивать системы совместного производства электро- и теплоэнергии в современной Украине крайне необходимо. Использование таких систем, учитывая существующие монопольные тарифы, позволяет значительно уменьшить затраты на потребляемую энергию.

Газопоршневые установки обладают значительным ресурсным потенциалом, высокой надежностью, большим диапазоном мощностных ресурсов. Использование когенерационных установок позволяет значительно уменьшить загрязнение окружающей среды, что является важным преимуществом в мире, где стремятся использовать безопасные для экологии материалы и процессы.

Газообразное топливо

Эффективность и независимость на высшем уровне

Газопоршневые электростанции 2G преобразуют природный газ в электричество и тепло на месте, где это необходимо, без потери передачи. Эта характеристика делает газовые мини ТЭЦ высокоэффективными и надежными.

Мини ТЭЦ, работающая на природном газе, осуществляет существенную экономию первичной энергии и производит на 60% меньше выбросов CO2, чем обычные производители энергии. Сжигание природного газа, произведенного по сравнению с другими видами топлива, приводит к самым низким выбросам CO2 и отсутствию сажи.

Транспортировка природного газа осуществляется через подземную сеть, тем самым сохраняя дальнейшее воздействие на окружающую среду от автомобильного транспорта.

Природный газ не только приносит пользу окружающей среде, но и снижает энергозатраты. Газопоршневые установки 2G обеспечивают наиболее эффективное производство электрической и тепловой энергии и значительно снижают затраты.

Произведенное тепло полностью расходуется на отопление и горячее водоснабжение, и вырабатываемое одновременно электричество может быть использовано в том же проекте, если это необходимо. Кроме того, избыточная электроэнергия подается в сеть, что гарантирует дополнительный доход и высокую степень независимости от колебаний на энергетическом рынке.