И снова о малой генерации

Идея энергоэффективности далеко не нова. Энергетический кризис 1973 г. подтолкнул развитые страны Запада к пересмотру своей энергетической политики, в результате чего развитие энергосберегающих технологий стало одним из ее приоритетных направлений. Так, в западных странах энергоэффективность давно является одним из основных принципов ведения бизнеса и поддержания конкурентоспособности собственной продукции за счет снижения затрат на энергоресурсы.

В 2009 г. энергоэффективность также стала одним из основных направлений модернизации экономики России: в ноябре был принят закон об энергосбережении ФЗ-261, а правительством поставлена цель - снизить энергоемкость экономики на 40%. Анализ энергосберегающего опыта развитых стран позволяет выделить пути снижения энергоемкости производства.

Полезный эффект масштаба

Очень часто в случае удаленности поселков или производств от линий электропередачи или просто в ситуации нехватки энергии для обеспечения нужд бизнеса и населения остро встает вопрос не только об экономии покупной энергии, но и о генерации собственной. Решение данной проблемы находится в сфере малой энергетики.

На 50-70% территории России нет централизованного энергоснабжения. Недостаток энергии восполняют до 50 тысяч малых электростанций суммарной мощностью в 17 ГВт, что составляет 8% от общей установленной мощности России. Для сравнения, в США доля малой энергетики в общем объеме энергомощностей составляет 10%, в Испании – 16%, а в Германии целых 25%.

Программы строительства энергоблоков малой мощности активно стимулируются в США, в Великобритании и других странах Евросоюза. В частности, в США по прогнозу до 2020 г. планируется ввести 300 ГВт установок малой мощности. В 2009 г. развитие локальной энергетики получило активную государственную поддержку и в России: государственный проект «Малая комплексная энергетика» является одним из приоритетных в области повышения энергоэффективности экономики страны.

Запуск ТЭС, работающей на метановом газе – поселок Талда, Кемерово, Россия

Не требуя сверхвысоких инвестиций, малые генераторы окупаются за 1-4 года, что становится привлекательным для инвесторов. И не только в рентабельности дело. Малые энергетические установки обладают высокой эффективностью работы – их электрический КПД может превышать 48%. В режиме когенерации (одновременная выработка тепловой и электроэнергии) КПД возрастает до 90%.

Один малый генератор мощностью 9,5 МВт способен удовлетворить потребности в энергии приблизительно 18,500 домохозяйств, что соответствует размерам небольшого города. На сегодняшний день энергетические установки малой мощности устанавливаются в Европе повсеместно.

Утилизация тепла

Все современные электростанции, в том числе и малой мощности, работают по классическому термодинамическому циклу, предложенному в середине XIX века инженером и физиком Уильямом Ренкиным. Данный цикл подразумевает преобразование тепла в работу с помощью водяного пара.

Можно усердно регулировать процессы работы предприятия, добиваясь сокращения расходов на 1-2%, однако может быть достаточно одного высокотехнологичного решения, которое позволит снизить издержки на все 10%. Одним из наиболее эффективных решений по энерго- и ресурсосбережению на ТЭС всех типов в мировой практике признана оптимизация энергопотребления для собственных нужд электростанции.

Одной из последних разработок в данной сфере является установка на газовых турбинах оборудования для утилизации тепла, уходящего в атмосферу вместе с продуктами сгорания (так называемое сбросовое тепло). Такое оборудование позволяет получать электричество и тепло даже из сбросовых газов.

Турбина Jenbacher с системой Co.RA – электростанция Биоплинарна (топливо – биомасса), Лендава, Словения

Топливная независимость

Еще одним из преимуществ малых станций является их «всеядность» в отношении топлива: в его качестве, помимо природного газа, могут выступать попутный нефтяной газ, получаемый в процессе разработки месторождений, биогазы побочных продуктов сельского хозяйства, свалочный газ, а также самые различные виды биогазов. Такая топливная «гибкость» позволяет устанавливать малые энергоблоки в труднодоступных регионах и снижать зависимость от общедоступной газовой трубы или других видов энергоресурсов, за доставку которых потребителю приходится платить дополнительно.

К примеру, угольный метан обладает высоким потенциалом по замене природного газа в роли топлива для малых электростанций. По данным специалистов Университета штата Монтана (США), мировые запасы угля составляют 89,9 – 259,6 трлн. м³. Являясь почти полноценной альтернативой природному газу, метан начал разрабатываться в 90-е года XX века. По оценкам экспертов, при текущем уровне утилизации метана в 75-80 млрд. м³ в год тенденция к росту утилизации угольного метана сохранится, и к 2020 г. мировая добыча метана с угольных пластов достигнет 100-150 млрд. м³.

В этом году преобразование угольного метана в электроэнергию началось и в России: в середине февраля в Кемеровской области были запущена первая электростанция, работающая на угольном метане.

Эффективный выбор

Учитывая эффект масштаба, увеличение доли генераторов малых мощностей в общем энергомощностном балансе России позволит значительно снизить потребление энергоресурсов и выбросы вредных веществ. Это в свою очередь позволит и предприятиям снизить себестоимость продукции и направлять больше средств на инновации и развитие.

Существует множество и других способов повысить энергоэффективность Российской экономики: от увеличения доли ветряков и других видов альтернативной энергетики в энергомощностом балансе до использования энергосберегающих ламп при промышленном освещении и в быту. Очевидно, что повышение энергоэффективности должно идти по всем направлениям.

Сергей Белов

Ссылки по теме:

Роль возобновляемой энергетики

О пароводогрейных котельных промпредприятий

Биоэнергетические проекты в России