Когенерация как забытое старое. Когенерация энергииКогенерация как забытое старое / НГ-Энергия / Независимая газетаСхема автора Одновременное производство тепла и электроэнергии – когенерация ведет к значительной экономии потребляемого топлива, что является одним из основных стимулов для внедрения этой технологии. Возможность расположения мини-теплоэлектростанций вблизи точки потребления энергии позволяет снизить нагрузку на сеть и избежать вложений в новые теплотрассы и электрические сети. Время строительства малых энергообъектов существенно меньше по сравнению с крупными электростанциями, что ведет к оперативному реагированию на рост потребления энергии в регионе. Однако, несмотря на положительные аспекты, наличие опробованных технологий и проектных решений, для развития сектора когенерации в стране прежде всего необходима законодательная база, а также долгосрочная государственная стратегия и поддержка. В Европе сектор когенерации наиболее развит в Дании, Нидерландах и Финляндии. Согласованная и ясная стратегия развития и последовательные действия правительств данных стран по стимулированию внедрения когенерационных технологий привели к ожидаемым результатам. Лидер по развитию когенерации в Европе – Дания, где более 45% электричества и практически 80% тепла вырабатывается в совместном режиме. Страна нереализованных возможностей В России большая когенерация представляет собой хорошо развитый сектор (не лишенный своих проблем и возможностей для оптимизации) – порядка 500 ТЭЦ составляют около трети от общей установленной мощности в России. В данном материале хотелось бы отдельно отметить сегмент малой когенерации. Огромная территория России, изношенность основных фондов в электроэнергетике, сложности в получении разрешения на новое подключение к сети, казалось бы, должны стимулировать частных инвесторов на вложение в когенерацию, особенно учитывая тот факт, что период окупаемости проекта составляет около 4–6 лет. Однако практика российских реалий далека от теоретических рассуждений о положительных эффектах внедрения комбинированного производства электроэнергии и тепла. Многие из факторов, тормозящих развитие данного сектора в России, давно известны (рис. 1). Это и отсутствие тщательно проработанной законодательной базы, и административные барьеры, и сложности в получении доступа к газовым сетям. Несмотря на то что необходимость развития малой энергетики упоминается в постановлениях правительства и поручениях президента с 2007 года, многие правовые аспекты и практические вопросы так и остались неразрешенными. Малая энергетика – угроза энергетике большой? Сколько бы ни обсуждали необходимость развития малой энергетики в высших кругах, на практике решения принимаются исходя из соображений следующего характера. Крупные промышленные потребители, присоединенные к сетям высокого напряжения и покупающие энергию на оптовом рынке или имеющие собственную генерацию, оставляют значительную брешь в доходах компании большой энергетики. Уход крупных потребителей особенно больно ударяет по сетевым и сбытовым компаниям, увеличивая их кассовые разрывы, из-за несвоевременной оплаты счетов частными потребителями. Уход крупных потребителей в собственную генерацию в попытке защититься от роста тарифов на электроэнергию также ведет к увеличению доли котлового тарифа на передачу электроэнергии для других категорий потребителей. Учитывая социальный и политический аспект роста цен на электроэнергию для бытовых потребителей, региональные власти зачастую прибегают к различным ухищрениям, дабы не упустить крупных потребителей в свободное плавание. Генерация электроэнергии промышленными предприятиями Генерировать самим выгодно, потому что дорого покупать. И будет еще дороже. Доля электростанций больших предприятий в общей выработке электроэнергии составила немногим меньше 6% по итогам 2011 года. В то время как общая выработка увеличилась на 1,5% в сравнении с 2010 годом, электростанции больших предприятий увеличили выработку на 4,5%. Это наглядно демонстрирует тенденцию к развитию собственной генерации. В начале 2012 года тарифы на электроэнергию выросли на 17,5%, хотя оптовые цены остались на уровне, близком к прошлогоднему. Основная причина роста цен – изменение тарифов сетевых и розничных компаний. Учитывая, что порядок формирования розничной составляющей существенно изменился с принятием постановления правительства № 877 от 4 ноября 2011 года, вероятны пересмотр бизнес-планов и инвестиционных программ сетевых компаний и изменения тарифов на передачу энергии. Учитывая, что многие крупные промышленные потребители уже закупают энергию на оптовом рынке или генерируют сами, бремя повышенных тарифов ляжет, вероятнее всего, на коммерческих и отчасти бытовых потребителей. По свидетельству В.Полякова, генерального директора ООО «Когенерация.Ру» (интернет-портал http://www.cogeneration.ru), «в целом можно отметить динамику разворота нормативной базы отрасли в сторону потребителей энергоресурсов, в частности, разработаны и постоянно совершенствуются четкие регламенты процедур присоединения к инженерно-техническим сетям (электрические, тепловые, газовые сети)». Однако возможности для осложнения жизни потребителям остаются. Для того чтобы в полной мере воспользоваться своими правами, необходимо детальное знание всей законодательной базы. Например, в случае ответа об отсутствии технической возможности присоединения к сети «в целях проверки обоснованности отказа в выдаче технических условий правообладатель земельного участка вправе обратиться в уполномоченный федеральный орган исполнительной власти по технологическому надзору за соответствующим заключением» (постановление правительства РФ от 13 февраля 2006 г. № 83). Государственные органы, обладающие законодательной инициативой, не рассматривают малую энергетику как самостоятельный субъект права. Вследствие этого при строительстве собственной генерации возникает множество специфических проблем. «Самой большой проблемой является оплата услуг по передаче электроэнергии через так называемый котловой тариф. Таким образом, на электростанции, стоящие непосредственно у потребителя, но принадлежащие иному хозяйствующему субъекту, возлагают такой же тариф, как и на потребителя, находящегося в сотнях километров от питающего центра», – заключает В.Поляков. Строительство собственной теплоэлектростанции в таких условиях похоже на бесконечную борьбу с ветряными мельницами, воздвигаемыми бюрократией всех уровней. Многие потенциальные владельцы собственных мини-когенерационных установок зачастую опускают руки и продолжают платить за энергию втридорога. Тепло и электроэнергия – параллельные миры. Как найти точку соприкосновения? Производство и продажа электроэнергии – сектор конкурентный и открытый для новых участников. Вслед за реформированием сектора электроэнергии российские власти разрабатывают новую законодательную базу для сектора теплоснабжения. Федеральный закон 190-ФЗ «О теплоснабжении» был принят в июле 2010 года. Однако, по свидетельству В.П.Басова, главного эксперта Дирекции по ценообразованию и экономике в электроэнергетике АПБЭ (Агентства по прогнозированию балансов в электроэнергетике), «прежде всего необходимо завершить разработку пакета подзаконных нормативных документов в развитие закона 190-ФЗ, которые должны были быть выпущены уходящим в отставку кабинетом министров».
Также для обеспечения базовых условий развития когенерации необходимо согласовать как основные законы, так и подзаконные акты. «Положения законов 35-ФЗ «Об электроэнергетике», 36-ФЗ и других нормативных документов, регулирующих рынок электроэнергии, не скоординированы с законом 190-ФЗ в отношении всесторонней поддержки когенерации», – продолжает В.П.Басов. В настоящее время, несмотря на провозглашаемый приоритет комбинированной выработки электрической и тепловой энергии, фактически когенерация не имеет особого статуса. А в это время в Европе... В то время как в России развитие когенерации – цель, пока лишь только декларируемая, в Европе эта отрасль вновь популярна. Директива ЕС 2004/8/EC по комбинированному производству электроэнергии и тепла является основополагающим документом для создания национальных законов и актов. В среднем в Европейском союзе около 11% энергии вырабатывается в режиме когенерации, однако различия между странами огромны. Некоторые страны экономят всего 2% от потребляемой энергии за счет применения когенерации, в то время как другие довели экономию до 60%. Германия объявила, что свыше 50% потребляемой энергии может производиться в режиме когенерации, и установила цель удвоить объем энергии, получаемой в комбинированном цикле, с 12,5% до 25% к 2020 году. Когенерация активно поддерживается в Великобритании. В стране применяются финансовые стимулы и гранты наряду с государственной поддержкой на уровне законодательства. Согласно данным нового исследования компании Frost & Sullivan «Европейский рынок когенерации» (European Cogeneration Market), страны Европы готовы к возрождению рынка когенерации в 2014–2018 годах. В 2011 году объем выручки предприятий на этом рынке составил 548,1 млн. евро, а к 2018 году он может достичь 674,3 млн. евро. Основным стимулом к развитию когенерации в Европе выступают цели в области экологии и рационального использования энергии, а также озабоченность глобальными климатическими изменениями и загрязнением окружающей среды в ходе использования ископаемых видов топлива. Электростанции наиболее заинтересованы в инвестициях в когенерационные технологии, поскольку государство предоставляет льготы компаниям с высоким потенциалом выработки электроэнергии и тепла в совместном режиме. Что делать? Ответ на излюбленный русский вопрос был дан при разработке Генеральной схемы размещения объектов электроэнергетики до 2030 года, разработанной АПБЭ по поручению Минэнерго и в целом одобренной правительством РФ в июне 2010 года. Схема предусматривает качественно новое развитие систем теплоснабжения городов, в том числе на основе когенерации и тригенерации. Можно констатировать – основа для развития более эффективного сектора большой когенерации заложена. Хочется надеяться, что законодательная база будет согласована и принята в ближайшее время, что позволит компаниям планировать будущие капиталовложения с учетом наиболее эффективных технологий и международных наработок. Для малой когенерации важно, чтобы существующий правовой режим не был изменен в худшую сторону. Также необходимо развитие и распространение знаний о технологиях и успешных проектах, а также экспертное сопровождение проекта на каждой стадии – от разработки оптимального технического проекта до его реализации и сопровождения. Развитие сектора когенерации в Дании К 1973 году основным топливом для выработки тепла и электричества в Дании стали импортируемые нефтепродукты. Нефтяной кризис и резкий рост цены на нефть в 1973 году подтолкнули правительство Дании к пересмотру политики по энергоснабжению нации, и когенерация была выделена в качестве основной технологии, принимая во внимание длительность отопительного сезона в стране. Первая стадия развития когенерации в стране была запущена с принятием Энергетического плана в 1976 году и закона о теплоснабжении в 1979 году. Были выделены наиболее густонаселенные районы городов, в которых жителей обязали подсоединиться к вновь создаваемым районным теплосетям. Это повлекло за собой строительство больших теплоэлектростанций вблизи крупных городов. В 1986 году правительство Дании поставило целью строительство новых когенерационных объектов общей мощностью 450 МВт на основе биотоплива, отходов и натурального газа. Столкнувшись с нежеланием крупных энергетических компаний развивать данное направление, правительство повысило цель до 1400 МВт и разрешило местным органам самоуправления, промышленным потребителям и местным компаниям участвовать в рынке производства тепла и энергии. Дерегуляция энергетического рынка и развитие газовой сети позволило достичь поставленной цели. С 1980 года ВВП Дании вырос на 50%, в то время как энергопотребление осталось на том же уровне благодаря возросшей энергоэффективности. Фокус на развитие сектора когенерации в стране не только способствовал снижению эмиссий CO2, возросшей энергонезависимости, но и привел к созданию рабочих мест и повысил экспортный потенциал энергетического машиностроения – например, в 2005 году. Дания экспортировала энергооборудования и технологий на 7,45 млрд. долларов. www.ng.ru Когенерация • ru.knowledgr.comКогенерация или объединенная высокая температура и власть (CHP) являются использованием теплового двигателя или электростанции, чтобы одновременно произвести электричество и полезную высокую температуру. Trigeneration или объединенное охлаждение, высокая температура и власть (CCHP) обращаются к одновременному поколению электричества и полезного нагревания и охлаждения от сгорания топлива или коллекционера солнечного тепла. Когенерация - термодинамически эффективное использование топлива. В отдельном производстве электричества от некоторой энергии нужно отказаться как отбросное тепло, но в когенерации эта тепловая энергия помещена в использование. Все теплоэлектростанции испускают высокую температуру во время производства электроэнергии, которое может быть выпущено в окружающую среду через градирни, газ гриппа, или другими средствами. Напротив, CHP захватил некоторых или весь побочный продукт для нагревания, или очень близко к заводу, или — особенно в Скандинавии и Восточной Европе — как горячая вода для теплоцентрали с температурами в пределах от приблизительно 80 - 130 °C. Это также называют объединенной теплоцентралью высокой температуры и власти (CHPDH). Небольшие заводы CHP - пример децентрализованной энергии. Высокая температура побочного продукта при умеренных температурах (100–180 °C, 212–356 °F) может также использоваться в поглотительных холодильниках для охлаждения. Поставка высокотемпературной высокой температуры сначала ведет газ или пар, приведенный в действие турбиной генератор и получающееся отбросное тепло низкой температуры тогда используются для воды или обогрева, как описано в когенерации. В меньших масштабах (как правило, ниже 1 МВт) могут использоваться газовый двигатель или дизельный двигатель. Trigeneration отличается от когенерации, в которой отбросное тепло используется и для нагревания и для охлаждения, как правило в поглотительном холодильнике. Системы CCHP могут достигнуть более высоких полных полезных действий, чем когенерация или традиционные электростанции. В Соединенных Штатах применение trigeneration в зданиях называют, строя охлаждение, нагреваясь и власть (BCHP). Нагревание и охлаждение продукции могут работать одновременно или поочередно в зависимости от системного строительства и потребности. Когенерация была осуществлена в некоторых самых ранних установках электрического поколения. Прежде чем центральные станции распределили власть, отрасли промышленности, производящие их собственную энергию, использовали выхлопной пар для нагревания процесса. Большой офис и жилые дома, отели и магазины обычно производили их собственную энергию и использовали ненужный пар для создания высокой температуры. Из-за высокой стоимости ранней купленной власти, эти операции CHP много лет продолжались после того, как сервисное электричество стало доступным. ОбзорТеплоэлектростанции (включая тех, которые используют расщепляющиеся элементы или уголь ожога, нефть или природный газ), и тепловые двигатели в целом, не преобразовывают всю свою тепловую энергию в электричество. В большинстве тепловых двигателей немного больше чем половина потеряна как избыточная высокая температура (см.: Второй закон термодинамики и теоремы Карно). Захватив избыточную высокую температуру, CHP использует высокую температуру, которая была бы потрачена впустую на заводе стандартной мощности, потенциально достигнув эффективности до 80%, для лучших обычных заводов. Это означает, что меньше топлива должно потребляться, чтобы произвести ту же самую сумму полезной энергии. Паровые турбины для когенерации разработаны для добычи пара при более низких давлениях после того, как это прошло через многие турбинные стадии, или они могут быть разработаны для заключительного выхлопа при заднем давлении (несжатие) или оба. У типичной турбины производства электроэнергии в бумажной фабрике могут быть давления извлечения 160 фунтов на квадратный дюйм (1,103 МПа) и 60 фунтов на квадратный дюйм (0,41 МПа). Типичное заднее давление может составить 60 фунтов на квадратный дюйм (0,41 МПа). На практике эти давления изготовлены на заказ для каждого средства. Извлеченный или выхлопной пар используется для нагревания процесса, такого как сохнущая бумага, испарение, высокая температура для химических реакций или дистилляции. У пара при обычных согревающих условиях процесса все еще есть значительная сумма теплосодержания, которое могло использоваться для производства электроэнергии, таким образом, когенерации стоили упущенной возможности. С другой стороны просто производя пар при давлении процесса вместо достаточно высоко давлению, чтобы произвести энергию на верхнем краю также стоили упущенной возможности. (См.: Пар turbine#Steam поставка и выхлопные условия) капитальные затраты и эксплуатационные расходы котлов высокого давления, турбин и генераторов существенные, и это оборудование обычно управляется непрерывно, который обычно ограничивает самопроизведенную власть крупномасштабными операциями. Некоторые заводы по производству трехколесных велосипедов использовали комбинированный цикл, в котором несколько термодинамических циклов произвели электричество, тогда система отопления использовалась в качестве конденсатора цикла насыщения электростанции. Например, генератор RU 25 MHD в Москве нагрел котел для обычной паровой силовой установки, конденсат которой тогда использовался для космической высокой температуры. Более современная система могла бы использовать газовую турбину, приведенную в действие природным газом, выхлопные полномочия которого паровой завод, конденсат которого обеспечивает высокую температуру. У заводов по производству трехколесных велосипедов могут быть тепловые полезные действия выше 80%. Жизнеспособность CHP (иногда называемый фактором использования), особенно в меньших установках CHP, зависит от хорошего baseload операции, обоих с точки зрения локального (или около места) электрическое требование требования и высокой температуры. На практике точное совпадение между высокой температурой и потребностями электричества редко существует. Завод CHP может или удовлетворить потребности для высокой температуры (нагрейте стимулируемую операцию) или управляться как электростанция с некоторым использованием ее отбросного тепла, последнее существо, менее выгодное с точки зрения ее фактора использования и таким образом его полной эффективности. Жизнеспособность может быть значительно увеличена, где возможности для Trigeneration существуют. В таких случаях высокая температура от завода CHP также используется в качестве основного источника энергии, чтобы поставить охлаждение посредством поглотительного сенсационного романа. CHP является самым эффективным, когда высокая температура может использоваться локальная или очень близко к нему. Полная эффективность уменьшена, когда высокая температура должна быть транспортирована по более длинным расстояниям. Это требует в большой степени изолированных труб, которые являются дорогими и неэффективными; тогда как электричество может быть передано вдоль сравнительно простого провода, и по намного более длинным расстояниям за ту же самую энергетическую потерю. Автомобильный двигатель становится заводом CHP зимой, когда отклонить высокая температура полезна для нагревания интерьера транспортного средства. Пример иллюстрирует тезис, что развертывание CHP зависит от теплового использования около теплового двигателя. Заводы тепло добычи нефти вторичным методом (TEOR) часто производят значительное количество избыточного электричества. После создания электричества эти заводы качают оставшийся пар в скважины необработанной нефти так, чтобы нефть текла более легко, увеличивая производство. Теплоэлектростанции TEOR в округе Керн, Калифорнийская продукция так много электричества, что это не может все использоваться в местном масштабе и передано в Лос-Анджелес. CHP - один из большинства прибыльных методов сокращения выбросов углерода от систем отопления в холодных климатах и, как признают, является самым энергосберегающим методом преобразования энергии от ископаемого топлива или биомассы в электроэнергию. Теплоэлектростанции обычно находятся в системах теплоцентрали городов, системах центрального отопления из зданий, больниц, тюрем и обычно используются в промышленности в тепловых производственных процессах для технической воды, охлаждении, производстве пара или оплодотворении CO2. Типы заводовПревосходные заводы цикла прежде всего производят электричество из паровой турбины. Опустошенный пар тогда сжат, и низкая температурная высокая температура, выпущенная от этого уплотнения, используется для, например, теплоцентраль или водное опреснение воды. Понимающие заводы цикла производят высокую температуру высокой температуры для производственных процессов, затем котел восстановления отбросного тепла кормит электрический завод. Понимающие заводы цикла только используются, когда производственный процесс требует очень высоких температур, таких как печи для стеклянного и металлического производства, таким образом, они менее распространены. Большие системы когенерации обеспечивают нагревающуюся воду и власть для промплощадки или всего города. Общие типы завода CHP:
Меньшие единицы когенерации могут использовать двигатель оплаты или Стерлингский двигатель. Высокая температура удалена из выхлопа и радиатора. Системы популярны в небольших размерах, потому что маленькие газовые и дизельные двигатели менее дорогие, чем маленький газ - или работающие на нефти электрические паром заводы. Некоторые теплоэлектростанции запущены биомассой или промышленными и муниципальными отходами (см. сжигание). Некоторые теплоэлектростанции объединяют газ и солнечное фотогальваническое поколение, чтобы далее улучшить техническую и экологическую эффективность. Такие гибридные системы могут быть сокращены к строительному уровню и даже отдельным домам. 20 000 единиц, где продано в Японии в 2012 в целом в рамках проекта Фермы Ene. С Целой жизнью приблизительно 60 000 часов. Для единиц топливного элемента PEM, которые закрываются ночью, это равняется предполагаемой целой жизни между десятью и пятнадцатью годами. За цену 22 600$ перед установкой. На 2013 государственная субсидия для 50 000 единиц существует. Развитие небольших систем CHP обеспечило возможность для внутренней резервной копии власти жилого масштаба, фотогальванического (ОБЪЕМ ПЛАЗМЫ) множества. Результаты исследования 2011 года показывают, что у гибридной системы PV+CHP не только есть потенциал, чтобы радикально уменьшить расход энергии в электрических системах статус-кво и системах отопления, но это также позволяет доле солнечного ОБЪЕМА ПЛАЗМЫ быть расширенной приблизительно фактором пять. В некоторых регионах, чтобы уменьшить отходы от избыточной высокой температуры, поглотительный сенсационный роман был предложен, чтобы использовать CHP-произведенную тепловую энергию для охлаждения системы ОБЪЕМА-ПЛАЗМЫ-CHP. Уэтих trigeneration+photovoltaic систем есть потенциал, чтобы сохранить еще больше энергии и далее сократить выбросы по сравнению с обычными источниками власти, нагреваясь и охлаждаясь. Установки MicroCHP используют пять различных технологий: микротурбины, двигатели внутреннего сгорания, стерлингские двигатели, паровые двигатели с замкнутым циклом и топливные элементы. В 2008 один автор указал, что MicroCHP, основанный на Стерлингских двигателях, является самым экономически выгодным из так называемых технологий микропоколения в уменьшении выбросов углерода; в британском докладе 2013 от Экуити Консалтинга говорилось, что MCHP - самый рентабельный метод использования газа, чтобы произвести энергию на национальном уровне. однако, достижения в технологии двигателя взаимного обмена добавляют эффективность к заводу CHP, особенно в области биогаза. И как MiniCHP и как CHP, как показывали, сокращали выбросы, они могли играть большую роль в области сокращения CO из зданий, где больше чем 14% эмиссии могут быть спасены, используя CHP в зданиях. Способность сократить выбросы особенно сильна для новых сообществ в эмиссии интенсивные сетки, которые используют комбинацию CHP и фотогальванических систем. TrigenerationЗавод, производящий электричество, высокую температуру и холод, называют завод полипоколения или trigeneration. Системы когенерации, связанные с поглотительными сенсационными романами, используют отбросное тепло для охлаждения. Объединенная теплоцентраль высокой температуры и властиВ Соединенных Штатах Consolidated Edison распределяет 66 миллиардов килограммов из 350 °F (180 °C) пар каждый год через его семь теплоэлектростанций в 100 000 зданий в Манхэттене — самый большой паровой район в Соединенных Штатах. Пиковая доставка составляет 10 миллионов фунтов в час (или приблизительно 2,5 ГВт). Другие крупнейшие компании по когенерации в Соединенных Штатах включают Переработанное Энергетическое развитие, и среди ведущих защитников Том Кэстен и Амори Ловинс. Промышленный CHPКогенерация все еще распространена в целлюлозно-бумажных заводах, очистительных заводах и химических заводах. В этом «промышленном cogeneration/CHP», высокая температура, как правило, восстанавливается при более высоких температурах (выше 100 градусов C) и используется для пара процесса или сохнущих обязанностей. Это более ценно и гибко, чем низкосортное отбросное тепло, но есть небольшая потеря производства электроэнергии. Увеличенное внимание на устойчивость сделало промышленным CHP более привлекательный, поскольку это существенно уменьшает углеродный след по сравнению с созданием пара или горящего топлива локальная и импортирующая электроэнергия от сетки. Сервисные давления против сам создание промышленногоПромышленные теплоэлектростанции обычно работают при намного более низких давлениях котла, чем утилиты. Среди причин: 1) Теплоэлектростанции сталкиваются с возможным загрязнением возвращенного конденсата. Поскольку у подачи воды котла из теплоэлектростанций есть намного более низкие темпы возвращения, чем электростанции сжатия 100%, отрасли промышленности обычно должны рассматривать пропорционально больше котла, составляют воду. Подача воды котла должна быть абсолютно бескислородной и обессолена, и выше давление более критическое уровень чистоты подачи воды. 2) Утилиты - как правило, власть более широкого масштаба, чем промышленность, которая помогает возместить более высокие капитальные затраты высокого давления. 3) у Утилит, менее вероятно, будет острое колебание груза, чем промышленные операции, которые имеют дело с единицами закрытий или запуска, которые могут представлять значительный процент или пара или требования власти. Тепловые паровые генераторы восстановленияТепловой паровой генератор восстановления (HRSG) - паровой котел, который использует горячие выхлопные газы от газовых турбин или двигателей оплаты на заводе CHP, чтобы подогреть воду и произвести пар. Пар, в свою очередь, ведет паровую турбину или используется в производственных процессах, которые требуют высокой температуры. HRSGs, используемые в промышленности CHP, отличают от обычных паровых генераторов следующие главные особенности:
Сравнение с тепловым насосомТепловой насос может быть по сравнению с единицей CHP в этом для парового завода сжатия, поскольку он переключается на произведенную высокую температуру, тогда электроэнергия потеряна или становится недоступной, так же, как власть, используемая в тепловом насосе, становится недоступной. Как правило, для каждой единицы потерянной власти, тогда приблизительно 6 единиц высокой температуры сделаны доступными приблизительно в 90 °C. Таким образом у CHP есть эффективный Коэффициент работы (COP) по сравнению с тепловым насосом 6. Это примечательно, что единица для CHP потеряна в сети высокого напряжения и поэтому не терпит убытков, тогда как единица теплового насоса потеряна в части низкого напряжения сети и подвергается в среднем 6%-й потере. Поскольку потери пропорциональны квадрату тока, во время пиковых периодов, потери намного выше, чем это, и вероятно, что широко распространенное широкое применение т.е. городское широкое применение тепловых насосов вызвали бы перегрузку распределения и сеток передачи, если они существенно не укреплены. Также возможно управлять высокой температурой, которую стимулируют операцией, объединенной с тепловым насосом, где избыточное электричество (поскольку тепловое требование - фактор определения на использовании) используется, чтобы вести тепловой насос. Как тепловые увеличения требования, больше электричества произведено, чтобы вести тепловой насос с отбросным теплом, также нагревающим нагревающуюся жидкость. Распределенное поколениеTrigeneration обладает своими самыми большими преимуществами, когда измерено, чтобы соответствовать зданиям или комплексам зданий, где электричество, нагреваясь и охлаждаясь постоянно необходимо. Такие установки включают, но не ограничены: информационные центры, заводы, университеты, больницы, военные комплексы и колледжи. Локализованный trigeneration обладает дополнительными преимуществами, как описано распределенным поколением. Избыточность власти в важных приложениях миссии, более низких затратах на использование власти и способности продать электроэнергию назад местной полезности является несколькими главных преимуществ. Даже для небольших зданий, таких как отдельные семейные дома trigeneration системы предоставляют преимущества по когенерации из-за увеличенного энергетического использования. Эта увеличенная эффективность может также обеспечить значительные уменьшенные выбросы парниковых газов, особенно для новых сообществ. Большинство индустриальных стран производит большинство своих потребностей электроэнергии в больших централизованных средствах со способностью к большой продукции электроэнергии. Эти заводы имеют превосходную экономию за счет роста производства, но обычно передают большие расстояния электричества, приводящие к значительным потерям, отрицательно затрагивают окружающую среду. Крупные электростанции могут использовать когенерацию или trigeneration системы только, когда достаточная потребность существует в непосредственной географической близости для промышленного комплекса, дополнительной электростанции или города. Пример когенерации с trigeneration применениями в крупнейшем городе - паровая система Нью-Йорка. Тепловая эффективностьКаждый тепловой двигатель подвергается теоретическим пределам эффективности цикла Карно. Когда топливо - природный газ, газовая турбина после Цикла Брайтона, как правило, используется. Механическая энергия от турбины ведет электрический генератор. Низкосортное (т.е. низкая температура) отбросное тепло, отклоненное турбиной, тогда применено к обогреву или охлаждению или к производственным процессам. Охлаждение достигнуто, передав отбросное тепло к поглотительному сенсационному роману. Тепловая эффективность в trigeneration системе определена как: : Где: : = Тепловая эффективность : = Полная производительность работы всеми системами : = Полный тепловой вход в систему Утипичных trigeneration моделей есть потери как в любой системе. Энергетическое распределение ниже представлено как процент энергии общих затрат: :Electricity = 45% :Heat + Охлаждающийся = 40% Потери:Heat = 13% Потери линии:Electrical = 2% Обычный центральный уголь - или электростанции с ядерной установкой преобразовывает только приблизительно 33% их входной высокой температуры к электричеству. Остающиеся 67% появляются из турбин как низкосортное отбросное тепло без значительного местного использования, таким образом, оно обычно отклоняется к окружающей среде. Эти низкие конверсионные полезные действия убедительно предполагают, что производительное использование могло быть найдено для этого отбросного тепла, и в некоторых странах эти заводы действительно собирают высокую температуру побочного продукта, которая может быть продана клиентам. Но если никакие практические применения не могут быть найдены для отбросного тепла из центральной электростанции, например, из-за расстояния от потенциальных клиентов, то движущееся поколение туда, где отбросное тепло может найти использование, может иметь большую выгоду. Даже при том, что эффективность маленького распределенного электрического генератора может быть ниже, чем крупная центральная электростанция, использование ее отбросного тепла для местного нагревания и охлаждения могут привести к полному использованию основной поставки топлива, столь же большой как 80%. Это предоставляет существенные финансовые преимущества и экологические преимущества. ЗатратыКак правило, для газового завода полностью установленная стоимость за электрический кВт составляет приблизительно £400/кВт, который сопоставим с крупными центральными электростанциями. См. также Стоимость электричества с разбивкой по источникам ИсторияКогенерация в ЕвропеЕС активно включил когенерацию в свою энергетическую политику через Директиву CHP. В сентябре 2008 на слушании Urban Lodgment Intergroup Европейского парламента, комиссар по энергетике Андрис Пиебалгс процитирован, “безопасность поставки действительно начинается с эффективности использования энергии”. Эффективность использования энергии и когенерация признаны во вводных параграфах Директивы 2004/08/EC Когенерации Европейского союза. Эта директива намеревается поддержать когенерацию и установить метод для вычисления способностей к когенерации за страну. Развитие когенерации было очень неравно за эти годы и доминировалось в течение прошлых десятилетий национальными обстоятельствами. В целом Европейский союз производит 11% своего электричества, используя когенерацию. Однако есть значительные различия между государствами-членами с изменениями энергосбережений между 2% и 60%. У Европы есть эти три страны с самыми интенсивными экономическими системами когенерации в мире: Дания, Нидерланды и Финляндия. Из 28,46 млрд. кВт·ч электроэнергии, произведенной обычными теплоэлектростанциями в Финляндии в 2012, 81,80% были когенерацией. Другие европейские страны также прилагают большие усилия, чтобы увеличить эффективность. Германия сообщила, что в настоящее время, более чем 50% полного требования электричества страны могли быть обеспечены посредством когенерации. До сих пор Германия поставила цель, чтобы удвоить ее когенерацию электричества от 12,5% электричества страны к 25% электричества страны к 2020 и приняла закон поддержки соответственно. Великобритания также активно поддерживает объединенную высокую температуру и власть. В свете цели Великобритании достигнуть 60%-го сокращения выделений углекислого газа к 2050, правительство поставило цель, чтобы поставить по крайней мере 15% ее правительственного использования электричества от CHP к 2010. Другими британскими мерами, чтобы поощрить рост CHP являются материальные стимулы, грантовая поддержка, большая нормативная база, и правительственное руководство и партнерство. Согласно 2008 IEA, моделируя расширения когенерации для стран G8, расширение когенерации во Франции, Германии, Италии и одной только Великобритании эффективно удвоило бы существующие основные топливные сбережения к 2030. Это увеличило бы сбережения Европы с сегодняшних 155,69 млрд. кВт·ч до 465 млрд. кВт·ч в 2030. К 2030 это также привело бы к 16% к 29%-му увеличению общего количества каждой страны cogenerated электричество. Правительствам помогают в их усилиях CHP организации как Европа COGEN, которые служат информационным центром для новых обновлений в пределах энергетической политики Европы. COGEN - головная организация Европы, представляющая интересы промышленности когенерации. Европейское государственно-частное партнерство Топливные элементы и Водородное Совместное предприятие Седьмой проект рамочной программы ene.field развертывает в 2017 1 000 жилых топливных элементов Объединенная Высокая температура и Власть (micro-CHP) установки в 12 государствах. В 2012 первые 2 установки имели место. Когенерация в Соединенных ШтатахВозможно, первое современное использование энергетической переработки было сделано Томасом Эдисоном. Его Станция Перл-Стрит 1882 года, первая в мире коммерческая электростанция, была объединенной высокой температурой и электростанцией, производя и электричество и тепловую энергию, используя отбросное тепло для теплых соседних зданий. Переработка позволила заводу Эдисона достигать приблизительно 50-процентной эффективности. К началу 1900-х инструкции появились, чтобы продвинуть сельскую электрификацию через строительство централизованных заводов, которыми управляют региональные утилиты. Эти инструкции не только продвинули электрификацию всюду по сельской местности, но и они также препятствовали децентрализованному производству электроэнергии, такому как когенерация. Поскольку Переработанный генеральный директор Энергетического развития Шон Кэстен свидетельствовал о Конгрессе, они даже пошли, насколько сделать незаконным для неутилит продать власть. К 1978 Конгресс признал, что эффективность в центральных электростанциях застоялась и стремилась поощрить повышенную эффективность Public Utility Regulatory Policies Act (PURPA), который поощрил утилиты покупать власть от других энергетических производителей. РаспространениеТеплоэлектростанции распространились, скоро произведя приблизительно 8% всей энергии в Соединенных Штатах. Однако счет оставил внедрение и осуществление до отдельных государств, приводящих к мало или ничто сделанное во многих частях страны. В 2008 Том Кэстен, председатель Переработанного Энергетического развития, сказал, что «Мы думаем, что могли сделать приблизительно 19 - 20 процентов американского электричества с высокой температурой, которая в настоящее время выбрасывается промышленностью». УМинистерства энергетики Соединенных Штатов есть агрессивная цель наличия CHP, составляют 20% способности поколения к 2030 году. Восемь Прикладных Центров Экологически чистой энергии были основаны по всей стране, чья миссия состоит в том, чтобы развить необходимое технологическое прикладное знание и образовательную инфраструктуру, необходимую, чтобы привести «экологически чистую энергию» (объединенная высокая температура и власть, восстановление отбросного тепла и окружная энергия) технологии как жизнеспособные энергетические варианты и снизить любой воспринятый риск, связанный с их внедрением. Центр Прикладных Центров должен обеспечить поддержку и технологическую программу развертывания для конечных пользователей, влиятельных политиков, утилит и промышленных заинтересованных сторон. Высокие тарифы на электричество в Новой Англии и Средней Атлантике делают эти области Соединенных Штатов самым выгодным для когенерации. За пределами Соединенных Штатов энергетическая переработка более распространена. Дания - вероятно, самый активный энергетический переработчик, получая приблизительно 55% ее энергии от восстановления отбросного тепла и когенерации. Другие большие страны, включая Германию, Россию, и Индию, также получают намного более высокую долю своей энергии из децентрализованных источников. Применения в системах производства электроэнергииНевозобновляемыйЛюбой из следующих заводов стандартной мощности может быть преобразован в систему CCHP:
Возобновимый
См. также
Дополнительные материалы для чтения
ru.knowledgr.com Когенерация — ВикипедияКогенерация (название образовано от слов Комбинированная генерация электроэнергии и тепла) — процесс совместной выработки электрической и тепловой энергии. В советской технической литературе распространён термин теплофикация — централизованное теплоснабжение на базе комбинированного производства электроэнергии и тепла на теплоэлектроцентралях. Отличием от теплофикации является утилизация тепла после получения электроэнергии (фактически использование вторичного энергоресурса - тепла после отработки в установках по производству электроэнергии). При теплофикации процесс выработки электроэнергии и тепла идет параллельно. Когенерация широко используется в энергетике, например на ТЭЦ (теплоэлектроцентралях), где рабочее тепло после использования в выработке электроэнергии применяется для нужд теплоснабжения. Тем самым значительно повышается КИТТ — до 90 % и даже выше. Смысл когенерации в том, что при прямой выработке электрической энергии создаётся возможность утилизировать попутное тепло. Дальнейшим развитием когенерации является тригенерация, в которой тепло также используется для создания холода, например для использования в системах кондиционирования воздуха. Когенерационные установки (когенераторы) широко используются в малой энергетике (мини-ТЭЦ, MicroCHP). И для этого есть следующие предпосылки:
wp.wiki-wiki.ru Конкурентное развитие территориальной системы когенерации энергии Текст научной статьи по специальности «Экономика и экономические науки»за двумя зайцами.. конкурентное развитие территориальной системы когенерации энергии Современные тенденции развития электроэнергетики характеризуются как процессами реструктуризации, инициирующими коммерческую активность энергокомпаний, повышение эффективности их функционирования, так и возрастанием конкурентного напряжения на территориальных рынках электрической и тепловой энергии. Совместная выработка электрической и тепловой энергии на энергоисточниках теплофикационного типа осуществляется когенерационными энергоисточниками (КЭИ), которые являются связующим звеном между системной электроэнергетикой и потребителями, а также основой таких процессов как электрификация и теплофикация на территориальном уровне [2, 3]. Такие энергоисточники образуют территориальную систему когенерации1 энергии (ТСКЭ) и являются наиболее эффективными в электроэнергетике с точки зрения привлечения дополнительных инвестиций, возможностей использования новейших методов управления развитием и повышения конкурентоспособности на региональном энергорынке. 1 Когенерация - это высокоэффективный процесс одновременной выработки электрической и тепловой энергии, осуществляемый по специальной технологии с помощью энергетических установок теплофикационного типа, использующихся на тепловых электрических станциях, которые составляют основу территориальных генерирующих компаний. ДомниковА.Ю. канд. экон. наук, доцент и докторант кафедры «Экономика энергетики и маркетинг» Уральского государственного университета конкурентоспособб на террито- риальном энергорынке появляются собственные генерирующие мощности Конкурентоспособность ТСКЭ представляет собой способность КЭИ, входящих в ее состав, выдерживать соперничество с децентрализованными энергоисточниками, осуществляющими раздельную выработку электрической и тепловой энергии, за лучшие условия функционирования на основе реализации конкурентных преимуществ когенерации, а также за источники инвестиций, необходимые для конкурентного развития [4]. Конкурентное развитие ТСКЭ должно приводить к смещению приоритетов в хозяйственной деятельности в направлении устойчивого развития, которое актуализирует значимость и конкурентоспособность процесса когене-ии энергии. В этих условиях усиливается ерес к задаче обеспечения конкурентно-азвития ТСКЭ. Для решения такой задачи бходима методическая поддержка, которая предполагает: 1) мониторинг состояния ТСКЭ; 2) диагностику конкурентоспособности КЭИ. Мониторинг состояния ТСКЭ является одним из существенных факторов, повышающим качество и эффективность конкурентного развития КЭИ, так как он позволяет проводить информационно-аналитическое сопровождение контрольных, координационных и программных функций субъектов генерации электрической и тепловой энергии на территории и обеспечивать достижение критериев конкуренции [1, 4]. Мониторинг состояния ТСКЭ преследует следующие цели: - систематическое отслеживание влияющих на субъекты когенерации энергии процессов и явлений, а также состояния (параметров) конкретных объектов и систем с позиций выявления угроз развитию ТСКЭ в условиях конкуренции и защищенности от них; - анализ, агрегирование, обобщение первичных показателей, расчет или формирование на их основе конечного продукта мониторинга -массива индикаторов, их динамических рядов и сравнительных значений, характеризующих состояние ТСКЭ. ссийское предпринимательство, 2008, № 1 Эффективность организации мониторинга состояния ТСКЭ определяется тем, насколько он удовлетворяет требованиям системности, то есть то, насколько в нем взаимно увязываются и учитываются: - цели и задачи мониторинга; - состав объектов мониторинга; - субъекты когенерации энергии; - требования организационного, информационного и аналитического обеспечения наполнения; - доведение результатов анализа до разработки направлений по повышению уровня конкурентоспособности КЭИ. Исходя из характера решаемых задач мониторинг состояния ТСКЭ, включает в себя механизм, состоящий из двух взаимосвязанных блоков: 1) информационного; 2) аналитического. В рамках информационного блока важно обеспечить полноту, достоверность и своевременность поступления информации, а также ее первичную обработку и систематизацию во временном разрезе. Аналитический блок позволяет проводить для каждого объекта мониторинга наблюдение, сбор и обработку первичных данных, обеспечивающие сопоставимость расчетных значений показателей для последующей диагностики конкурентоспособности КЭИ. Это позволит в комплексе осуществить непрерывное наблюдение за всей совокупностью процессов, влияющих на развитие КЭИ, с позиции угроз их конкурентному развитию и провести расчет необходимых индикаторов (в динамике), которые будут необходимы для последующей диагностики конкурентоспособности каждого КЭИ, входящего в состав ТСКЭ. Анализ задач мониторинга состояния ТСКЭ позволяет сформулировать следующие основные его принципы: 1. Подчиненность задач конкурентного развития ТСКЭ более общей проблеме развития экономики региона. главными критериями конкуренции на территориальном энергорынке являются надежность и эффективность функционирования КЭИ Литература 1. Влияние энергетического фактора на экономическую безопасность регионов Российской Федерации / А.И. Татаркин [и др.]. -Екатеринбург: Изд-во УрГУ, 1998. - 288 с. - ISBN 5-7525-0623-9. 2. Гительман Л.Д. Энергетический бизнес / Л.Д.Гительман, Б.Е.Ратников. - М.: Дело, 2006. - 600 с. - ISBN 5-7749-0429-6. 3. Гительман Л.Д. Региональная энергетика / ЛД. Гительман, Б.Е. Ратников, А.С. Семериков. - Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, 2005. - 117 с. - ISBN 5-321-00353-Х. 4. Домников А.Ю. Управление развитием электроэнергетики / А.Ю. Домников. - Екатеринбург: Институт экономики УрО РАН, 2006. - 251 с. - ISBN 5-94646-115-Х. _диагностика _конкуренто- _способности КЭИ дает возможность _разрабатывать _стратегические _и тактические _управленческие _решения 2. Непрерывность идентификации процессов и явлений, определяющих угрозы конкурентному развитию КЭИ. 3. Заблаговременность принятия решений по упреждению и нейтрализации действия угроз конкурентному развитию ТСКЭ (этот принцип определяется высокой инерционностью инвестиционных процессов, что обусловливается длительностью жизненных циклов инвестиций). 4. Комплексный (многокритериальный) характер решений по нейтрализации угроз и повышению конкурентоспособности КЭИ, состоящий в наличии сопряженных факторов финансового, социально-экономического и производственного характера. Вышеизложенное позволяет кратко сформулировать основные положения концепции формирования и функционирования мониторинга состояния ТСКЭ: - мониторинг включает в качестве отраслевых составляющих отслеживание, оценку и анализ условий и угроз надежному и бездефицитному электро- и теплоснабжению на территории, а также анализ и оценку конкурентных возможностей КЭИ; - факторологической базой мониторинга должны быть данные корпоративной, общеотраслевой и государственной статистики. Сложность процесса конкурентного развития ТСКЭ требует создания методического инструментария, с помощью которого можно будет проводить анализ угроз развитию, а также давать оценку уровня конкурентоспособности КЭИ. Целями диагностики конкурентоспособности КЭИ являются: - установление степени действия угроз; - выявление причин их появления; - определение возможностей и способов противодействия угрозам, приводящим к снижению конкурентоспособности КЭИ и соответственно их инвестиционной привлекательности. Достижение поставленных целей возможно лишь при глубоком анализе состояния ТСКЭ, за счет применения методов системного анализа. __российское предпринимательство, 2008, № 1 40 Кроме этого, возможно применение регулярных методов с эвристическими процедурами, основанными на применении экспертного анализа, так как процедура диагностики конкурентоспособности КЭИ по своему характеру во многом относится к имитационной системе. При проведении диагностики конкурентоспособности КЭИ весьма важно учесть круг индикаторов, ответственных за возникновение и развитие угроз. Это дает возможность установить причины снижения уровня конкурентоспособности КЭИ и сконцентрировать ресурсы на наиболее слабых звеньях ТСКЭ. Таким образом, методический аппарат, позволяющий проводить мониторинг состояния территориальной системы когенерации энергии, может стать эффективным инструментом в решении различных задач конкурентного развития такой системы. Диагностика конкурентоспособности когенерационных энергоисточников даст возможность разрабатывать такие стратегические и тактические управленческие решения, которые наиболее сильно будут воздействовать на повышение уровня их конкурентоспособности. эффективность проведения мониторинга состояния ТСКЭ зависит от качества и глубины оценки угроз развитию Domnikov, A.Yu. Docent, Cand. Econ. Sei., Docent, Doctoral Student, Department of Energy Industry Economics and Marketing, Uralian State University Competitive Development of Territorial Cogeneration System With the regional energy industry's development priorities shifting under the impact of competitive environment, centre stage is taken by issues related to improving the performance of energy sources. In this context there is a surge of interest to improve the methodologies for a competitive growth of territorial cogeneration system and to develop a procedural framework, which would enable monitoring of its condition and forecasting of competitiveness capacity of cogeneration sources. cyberleninka.ru |