Малая энергетика

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.

Объекты малой энергетики

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.

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Подписывайтесь на наш канал в Telegram!

Просто пройдите по ссылке и подключитесь к каналу.

Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:

Источник

Малая энергетика России

Централизованные энергетические сети обеспечивают жителей России такими ресурсами, как тепло и электричество.

Однако на территории огромной страны есть регионы, которые не охватываются централизованным энергоснабжением, по разным подсчетам их процент составляет от 60 до 70 от общей площади государства.

Количество людей, проживающих в отдалении от центров подачи энергии разного типа, составляет приблизительно 20 миллионов. Это значит, что большой процент населения просто не может получать все ресурсы, которые необходимы для обеспечения его нормальной жизнедеятельности.

Решением этой проблемы стала малая энергетика России, которая включает в себя объекты с малой мощностью, генерирующие традиционное и нетрадиционное топливо. Такие установки могут быть как стационарными, так и передвижными, потому их применение в некоторых случаях является единственной разумной альтернативой централизованному энергоснабжению.

Рассмотрим детально, в каких сферах используются агрегаты, какие виды генерирующих машин существуют и какие из них отнесены к установкам малой энергетики.

Установки малой энергетики в России и других стран

Стремительное развитие альтернативных видов выработки энергии позволяет населению даже самых отдаленных от централизованных станций энергоснабжения регионов получать все ресурсы для обеспечения качественных условий жизнедеятельности.

Нормативными и законодательными актами обусловлено, какие виды станций относятся к малой энергетике, это:

В каких сферах применяются установки малой энергетики

Использование агрегатов, которые позволяют отказаться от централизованного энергоснабжения, распространено практически во всех сферах деятельности человека, поскольку их обслуживание и установка в некоторых случаях является более выгодной экономически, а в некоторых – единственной альтернативой классическому энергоснабжению.

Электроснабжение населения производится при помощи газопоршневых станций, дизельных электростанций или газотурбинных установок. Население России широко использует данные машины, все они имеют свои достоинства и недостатки, которые мы рассмотрим более детально.

Газопоршневые станции малой энергетики

Данный вид станций использует в качестве топлива природный газ, что выгодно отличает их от аналогов. Установка таких агрегатов будет экономически выгодна в тех регионах, где возможно прямое подключение к газопроводу, в таких случаях отключение от централизованной энергосети является экономически выгодным и оправданным, а окупаемость агрегата занимает очень мало времени.

Кроме того, выхлопные газы таких установок наименее опасны для человека и окружающей среды, поскольку их состав строго регламентируется международными организациями.

В случае если подключить установку к газопроводу невозможно, альтернативой станет применение баллонного сжиженного газа, но в таком случае экономия может быть либо незначительной, либо же вообще отсутствовать.

Дизельные электростанции малой энергетики

Малая энергетика России оснащена этими электростанциями более чем на 90%, они наиболее популярны в нашей стране.

Высокий спрос на подобные агрегаты можно объяснить простотой их применения (все технологические процессы автоматизированы), высокой скоростью запуска, возможностью работать длительное время без технического обслуживания, малым расходом охлаждающих веществ

Однако у этого вида машин есть и существенный минус – топливо для их обслуживания стоит очень дорого, именно по этой причине их чаще всего используют как резервные или аварийные источники электроэнергии.

Газотурбинные установки малой энергетики

Этот тип установок малая энергетика России использует реже всего по сравнению с ранее описанными. Однако стоит отметить, что газотурбинные агрегаты обладают наивысшими массогабаритными показателями среди всех перечисленных.

Минусами применения являются высокие затраты на топливо, повышенный уровень шума во время работы, увеличение количества воздуха для охлаждения системы и сравнительно невысокий КПД.

Именно эти факторы повлияли на формирование спроса у населения страны на машины, чаще всего их используют на передвижных электростанциях, которые выполняют функцию аварийных или резервных.

Системы, использующие нетрадиционные виды топлива в России

Малая энергетика России развивается и постоянно пополняется новыми технологиями, поэтому не только традиционные виды топлива, такие как газ, бензин и дизельное топливо, используются для выработки электроэнергии.

Существуют установки, которые используют в качестве ресурса для работы ветер, воду, солнечную и геотермальную энергию, энергию биомассы и низкопотенциальное тепло.

Такие виды автономного снабжения развиты не очень хорошо, поскольку их установка требует значительных капиталовложений, но все же приобретает популярность среди потребителей.

При условии использования двух и более видов установок для обеспечения электроэнергией одного помещения, можно полностью отказаться от услуг централизованных систем. Окупаемость таких проектов очень высокая, поэтому они экономически выгодные.

Кроме того, данные агрегаты являются экологически чистыми, что также очень важно.

Другие особенности малой энергетики

Малая энергетика – это отдельная отрасль, которая с каждым годом становится для России все более актуальной.

Главная задача направления – это создание автономных источников электроэнергии для небольших населенных пунктов. Это выгодно для малонаселенных районов, куда проводить централизованное электроснабжение экономически невыгодно.

Например, одна небольшая деревня или поселок могут получать электричество от компактной станции, которая работает на твердом топливе или отходах деревообрабатывающей промышленности.

В подавляющем большинстве случаев процесс происходит следующим образом – от электростанции областного значения ведется линия во все населенные пункты.

Один метр проложенной магистрали может стоить очень дорого, кроме того, необходимо учесть затраты на строительство промежуточных подстанций и расходы на содержание целого автопарка грузовиков, который свозит к электростанции сырье.

Установка небольших комплексов местного значения не только разгрузит основную электростанцию, но и станет альтернативным вариантом получения более дешевой электроэнергии.

Новинки в сфере малой энергетики на выставке

На специализированной выставке «Электро», которая состоится в ЦВК «Экспоцентр», можно будет узнать, какими новыми технологиями пополнилась малая энергетика России и какие меры предпринимаются для ее развития, поскольку в мероприятии будут участвовать ведущие отечественные специалисты в сфере электроэнергетики.

Также на выставке можно будет познакомиться и с зарубежными инновациями, которые представят ведущие мировые компании.

Малая энергетика является одним из приоритетных направлений выставки.

Участники мероприятия представят свои разработки и технологические решения, которые помогут развитию этой профильной отрасли. В рамках проекта специалисты из разных стран мира поделятся опытом развития малой энергетики и представят инновационные разработки в этой сфере.

В перспективе развитие этой отрасли поможет не только получать более доступную и дешевую электроэнергию, но и существенно снизит нагрузку на крупные электростанции, что приведет к экономии бюджетных средств, позволяя их перераспределить на более актуальные потребности.

В рамках события представляются множество товаров и новых технологических решений в нескольких актуальных направлениях:

Участвуйте в качестве экспонента или приходите в качестве посетителя на выставку «Электро»!

Источник

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.

О термине «малая» энергетика

Надо сказать, что в энергетической литературе до сих пор нет четкой трактовки этого понятия.

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.

Источник