Вы не авторизованы...
Вход на сайт
WWF Russia
Сегодня 26 марта 2017 года, воскресенье , 12:24:51 мск
Общество друзей милосердия
Опечатка?Выделите текст мышью и нажмите Ctrl+Enter
 
Контакты Телефон редакции:
+7(495)640-9617

E-mail: nr@oilru.com
 
Сегодня сервер OilRu.com - это более 1264.36 Мб информации:

  • 533337 новостей
  • 5112 статей в 168 выпусках журнала НЕФТЬ РОССИИ
  • 1143 статей в 53 выпусках журнала OIL of RUSSIA
  • 1346 статей в 45 выпусках журнала СОЦИАЛЬНОЕ ПАРТНЕРСТВО
Ресурсы
 

Возрождение ТЭЦ

 
Алина Федосова, старший научный сотрудник Института энергетики НИУ ВШЭ, к. э. н.
Когенерация снова в моде
28.09.2016

Концепция районного энергоснабжения, известная уже более века, сегодня обретает второе дыхание. Благодаря высокой энергоэффективности и возможности производить сразу несколько видов энергии на первый план вышли теплоэлектроцентрали, объекты тригенерации и в целом системы центрального энергоснабжения на уровне кварталов. Сейчас они рассматриваются как хорошие средства снижения энергопотребления и борьбы с выбросами. В то же время в России, имеющей длительный опыт эксплуатации ТЭЦ, наблюдается обратная тенденция – переход от центрального теплоснабжения к отдельным котельным.

Районное энергоснабжение: перезагрузка

Плоды технического прогресса преобразуют традиционную концепцию электро- и теплоснабжения, дополняя её хладоснабжением, накоплением энергии и технологиями интеллектуального управления всеми процессами.

Система хладоснабжения, зачастую оснащённая накопителями холода, поставляет по трубам к потребителям холодную воду. Эта вода может быть получена из отработанного на электростанции или заводе пара с помощью абсорбционной холодильной машины или охладителей с турбинным приводом. Здесь можно использовать дорогие электрические тепловые насосы или бесплатные источники холода – в трубы закачивается вода с глубин озёр, из рек и морей. Центральное хладоснабжение может быть до двух раз эффективнее, чем традиционные комнатные кондиционеры, тем более что оно значительно снижает пиковые нагрузки в энергосистеме. К тому же оно заменяет установки, которые используют вредные для природы гидрохлорфторуглероды.

Было бы ошибкой полагать, что центральное хладоснабжение актуально только в жарких странах. Его используют во многих городах – от Хельсинки до Порта Луи (столица Маврикии), учитывая местную специфику.

Системы теплоснабжения и горячего водоснабжения по своим возможностям тоже вышли на новый уровень. Теперь они способны работать при более низких температурах теплоносителя, чем раньше, что помогает снизить потери тепла при передаче. Например, уменьшая диаметр труб с горячей водой и приближая её источники к потребителям, можно поставлять воду с температурой 45–55 градусов Цельсия прямиком в краны, избегая опасности размножения бактерий. Также новые системы теплоснабжения могут собирать тепло от разных источников, в том числе низкопотенциальное бросовое тепло и тепло от котельных, принадлежащих потребителям.

Вдобавок считается, что оперативное управление теплоснабжением на уровне отдельных районов позволяет придать энергосистеме гибкость, необходимую для интеграции в неё больших объёмов возобновляемой генерации. Это достигается, в частности, с помощью накопителей тепла, интеллектуальных систем управления и генераторов с повышенной мобильностью. Средства автоматики способны даже использовать почасовой прогноз погоды, чтобы лучше регулировать температуру в помещениях, одновременно сглаживая пики потребления.


Эволюция районного теплоснабжения. Наилучшие
доступные технологии
Источник: United Nations Environment Programme.

Схема теплоснабжения, в которой сочетаются центральная (ТЭЦ) и распределённая теплогенерация, позволяет оптимизировать размещение источников тепла в зависимости от расположения узлов потребления. Результаты: облегчение доступа к теплосети и снижение потерь.

Новая роль для ТЭЦ

В системе энергоснабжения нового поколения ТЭЦ отведена почётная роль основного поставщика тепла и электроэнергии. Это происходит, во-первых, благодаря высокой топливной эффективности теплоэлектроцентралей (80–90%, см. «Энерговектор» № 1/2014, с. 6), во-вторых, определённой мобильности и, в-третьих, возможности использовать разные виды топлива: уголь, природный газ, биомассу, биогаз и др. Последний фактор привлекает перспективой перевода существующих ТЭЦ на более экологически чистое топливо.

В Штатах крупная и малая когенерация становятся очень популярны: по информации Департамента энергетики США, в последние годы в стране введено в эксплуатацию несколько сотен ТЭЦ и ещё 140 проектов запланированы. Постановление Федерального правительства США № 13624 ставит целью к 2020 г. ввести в строй ТЭЦ суммарной мощностью 40 ГВт, для чего запущена программа поддержки инвесторов. Департамент энергетики призывает промышленных потребителей присмотреться к когенерационным установкам, способным утилизировать отходы производства.

Мусор джоуль бережёт

Удивительно, что потенциальными источниками тепла в будущих системах теплоснабжения могут быть производственные процессы, сжигаемые отходы и мусор, а также природные тепловые источники. Более того, во многих городах районное теплоснабжение – единственный рациональный способ утилизации избыточного тепла от промышленных предприятий. В случае, если источники тепла нестабильны, подобная утилизация может быть дорогим мероприятием, требующим больших резервов. Также непросто решается вопрос о ценообразовании для получаемого тепла.

Несмотря на отмеченные трудности, примеры успешной утилизации бросового промышленного тепла есть. Так, в экологически неблагоприятном г. Аншане в Китае власти закрыли угольные котельные, полностью перестроив систему теплоснабжения. Сегодня она основана на ТЭЦ и тепле от производственных предприятий.

Местные котельные и даже ТЭЦ могут сжигать твёрдый мусор, не подлежащий переработке. Подобная утилизация отходов обычно поощряется государством, поскольку решает экологические проблемы и повышает энергоэффективность экономики (затраченная при производстве товаров энергия частично возвращается), к тому же получаемая зола привлекательна для производства стройматериалов.

Тепловые насосы (ТН) применяются не только для покрытия пиковых тепловых нагрузок – в Хельсинки работает крупнейший в мире тепловой насос Katri Vala, перекачивающий тепловую энергию из канализационных вод. Его тепловая мощность – 90 МВт, охладительная – 60 МВт. К тому же ТН способны работать с разными источниками тепла.

Используя низкопотенциальные и разрозненные источники тепла, можно создать теплосеть низкой температуры (около 30 градусов Цельсия). Перед подачей к потребителю вода в ней будет немного догреваться на ТЭЦ или в тепловом насосе. Очевидно, что такая система окажется сложней, чем традиционная, но её можно немного упростить установкой центрального накопителя тепла.

Энергия природы

В Европе высоко оценивают потенциал геотермальных источников, дополненных тепловыми насосами, которые работают на бросовом тепле электростанций или на электроэнергии. В Париже действуют 36 районных тепловых сетей с геотермальными тепловыми станциями. Последние могут как подкачивать тёплые подземные воды и напрямую подавать их потребителям, так и использовать теплообмен с землёй. Геотермальные тепловые насосы имеют ряд преимуществ перед воздушными, хоть и стоят в несколько раз дороже.

Гелиостанции занимают значительные площади, поэтому обычно располагаются за городом, откуда приходится тянуть дополнительные теплотрассы для присоединения к районной теплосети. Из-за того, что солнце обычно «игнорирует» наши потребности в отоплении, в таких системах чаще всего требуется сезонный накопитель тепла. Крупные гелиоустановки уже построены и успешно работают в разных странах. Например, в г. Сент-Пол (шт. Миннесота) применены солнечные коллекторы площадью 2140 кв. м с пиковой тепловой мощностью 1,2 МВт.

Задний ход

По ряду причин в России, традиционно снабжающей городских потребителей теплом от ТЭЦ, сейчас происходит «котельнизация». Эксперты предупреждают о её негативных последствиях: по сути, отказ от когенерации выльется в понижение эффективности производства электроэнергии и тепла на величину до 70–80%.

«В последнее время появилось много сторонников применения индивидуальных теплоисточников, которые заявляют, что нашли альтернативу центральному теплоснабжению, – говорит Юрий Яровой, вице-президент НП «Российское теплоснабжение». – Такие люди ссылаются на западных коллег, которые якобы предпочитают именно собственные источники. Очевидно, что они либо не владеют предметом, либо лукавят».

Конечно, совсем без котельных не обойтись. Они незаменимы при отсутствии доступа к системе центрального теплоснабжения и, временно, замещении выводимой из эксплуатации ТЭЦ. Поэтому наиболее эффективный путь, который выбрали российские энергетики, – разработка схем энергоснабжения для каждого городского района. Такая «маломасштабная» оптимизация позволяет задействовать оптимальный набор источников тепла. Воплощение подобных планов, к сожалению, наталкивается на сопротивление муниципалитетов, о чём, например, недавно жаловались представители ОАО «Фортум» на власти Челябинска и Тюмени.

Эта статья изначально была опубликована в газете «Энерговектор» за август 2016 г. здесь



0

 

 
Рейтинг@Mail.ru   


© 1998 — 2017, «Нефтяное обозрение (oilru.com)».
Свидетельство о регистрации средства массовой информации Эл № 77-6928
Зарегистрирован Министерством РФ по делам печати, телерадиовещания и средств массовой коммуникаций 23 апреля 2003 г.
Свидетельство о регистрации средства массовой информации Эл № ФС77-51544
Перерегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи и массовых коммуникаций 2 ноября 2012 г.
Все вопросы по функционированию сайта вы можете задать вебмастеру
При цитировании или ином использовании любых материалов ссылка на портал «Нефть России» (http://www.oilru.com/) обязательна.
Точка зрения авторов, статьи которых публикуются на портале oilru.com, может не совпадать с мнением редакции.
Время генерации страницы: 0 сек.

Возрождение ТЭЦ

Алина Федосова, старший научный сотрудник Института энергетики НИУ ВШЭ, к. э. н.
Когенерация снова в моде
28.09.2016

Концепция районного энергоснабжения, известная уже более века, сегодня обретает второе дыхание. Благодаря высокой энергоэффективности и возможности производить сразу несколько видов энергии на первый план вышли теплоэлектроцентрали, объекты тригенерации и в целом системы центрального энергоснабжения на уровне кварталов. Сейчас они рассматриваются как хорошие средства снижения энергопотребления и борьбы с выбросами. В то же время в России, имеющей длительный опыт эксплуатации ТЭЦ, наблюдается обратная тенденция – переход от центрального теплоснабжения к отдельным котельным.

Районное энергоснабжение: перезагрузка

Плоды технического прогресса преобразуют традиционную концепцию электро- и теплоснабжения, дополняя её хладоснабжением, накоплением энергии и технологиями интеллектуального управления всеми процессами.

Система хладоснабжения, зачастую оснащённая накопителями холода, поставляет по трубам к потребителям холодную воду. Эта вода может быть получена из отработанного на электростанции или заводе пара с помощью абсорбционной холодильной машины или охладителей с турбинным приводом. Здесь можно использовать дорогие электрические тепловые насосы или бесплатные источники холода – в трубы закачивается вода с глубин озёр, из рек и морей. Центральное хладоснабжение может быть до двух раз эффективнее, чем традиционные комнатные кондиционеры, тем более что оно значительно снижает пиковые нагрузки в энергосистеме. К тому же оно заменяет установки, которые используют вредные для природы гидрохлорфторуглероды.

Было бы ошибкой полагать, что центральное хладоснабжение актуально только в жарких странах. Его используют во многих городах – от Хельсинки до Порта Луи (столица Маврикии), учитывая местную специфику.

Системы теплоснабжения и горячего водоснабжения по своим возможностям тоже вышли на новый уровень. Теперь они способны работать при более низких температурах теплоносителя, чем раньше, что помогает снизить потери тепла при передаче. Например, уменьшая диаметр труб с горячей водой и приближая её источники к потребителям, можно поставлять воду с температурой 45–55 градусов Цельсия прямиком в краны, избегая опасности размножения бактерий. Также новые системы теплоснабжения могут собирать тепло от разных источников, в том числе низкопотенциальное бросовое тепло и тепло от котельных, принадлежащих потребителям.

Вдобавок считается, что оперативное управление теплоснабжением на уровне отдельных районов позволяет придать энергосистеме гибкость, необходимую для интеграции в неё больших объёмов возобновляемой генерации. Это достигается, в частности, с помощью накопителей тепла, интеллектуальных систем управления и генераторов с повышенной мобильностью. Средства автоматики способны даже использовать почасовой прогноз погоды, чтобы лучше регулировать температуру в помещениях, одновременно сглаживая пики потребления.


Эволюция районного теплоснабжения. Наилучшие
доступные технологии
Источник: United Nations Environment Programme.

Схема теплоснабжения, в которой сочетаются центральная (ТЭЦ) и распределённая теплогенерация, позволяет оптимизировать размещение источников тепла в зависимости от расположения узлов потребления. Результаты: облегчение доступа к теплосети и снижение потерь.

Новая роль для ТЭЦ

В системе энергоснабжения нового поколения ТЭЦ отведена почётная роль основного поставщика тепла и электроэнергии. Это происходит, во-первых, благодаря высокой топливной эффективности теплоэлектроцентралей (80–90%, см. «Энерговектор» № 1/2014, с. 6), во-вторых, определённой мобильности и, в-третьих, возможности использовать разные виды топлива: уголь, природный газ, биомассу, биогаз и др. Последний фактор привлекает перспективой перевода существующих ТЭЦ на более экологически чистое топливо.

В Штатах крупная и малая когенерация становятся очень популярны: по информации Департамента энергетики США, в последние годы в стране введено в эксплуатацию несколько сотен ТЭЦ и ещё 140 проектов запланированы. Постановление Федерального правительства США № 13624 ставит целью к 2020 г. ввести в строй ТЭЦ суммарной мощностью 40 ГВт, для чего запущена программа поддержки инвесторов. Департамент энергетики призывает промышленных потребителей присмотреться к когенерационным установкам, способным утилизировать отходы производства.

Мусор джоуль бережёт

Удивительно, что потенциальными источниками тепла в будущих системах теплоснабжения могут быть производственные процессы, сжигаемые отходы и мусор, а также природные тепловые источники. Более того, во многих городах районное теплоснабжение – единственный рациональный способ утилизации избыточного тепла от промышленных предприятий. В случае, если источники тепла нестабильны, подобная утилизация может быть дорогим мероприятием, требующим больших резервов. Также непросто решается вопрос о ценообразовании для получаемого тепла.

Несмотря на отмеченные трудности, примеры успешной утилизации бросового промышленного тепла есть. Так, в экологически неблагоприятном г. Аншане в Китае власти закрыли угольные котельные, полностью перестроив систему теплоснабжения. Сегодня она основана на ТЭЦ и тепле от производственных предприятий.

Местные котельные и даже ТЭЦ могут сжигать твёрдый мусор, не подлежащий переработке. Подобная утилизация отходов обычно поощряется государством, поскольку решает экологические проблемы и повышает энергоэффективность экономики (затраченная при производстве товаров энергия частично возвращается), к тому же получаемая зола привлекательна для производства стройматериалов.

Тепловые насосы (ТН) применяются не только для покрытия пиковых тепловых нагрузок – в Хельсинки работает крупнейший в мире тепловой насос Katri Vala, перекачивающий тепловую энергию из канализационных вод. Его тепловая мощность – 90 МВт, охладительная – 60 МВт. К тому же ТН способны работать с разными источниками тепла.

Используя низкопотенциальные и разрозненные источники тепла, можно создать теплосеть низкой температуры (около 30 градусов Цельсия). Перед подачей к потребителю вода в ней будет немного догреваться на ТЭЦ или в тепловом насосе. Очевидно, что такая система окажется сложней, чем традиционная, но её можно немного упростить установкой центрального накопителя тепла.

Энергия природы

В Европе высоко оценивают потенциал геотермальных источников, дополненных тепловыми насосами, которые работают на бросовом тепле электростанций или на электроэнергии. В Париже действуют 36 районных тепловых сетей с геотермальными тепловыми станциями. Последние могут как подкачивать тёплые подземные воды и напрямую подавать их потребителям, так и использовать теплообмен с землёй. Геотермальные тепловые насосы имеют ряд преимуществ перед воздушными, хоть и стоят в несколько раз дороже.

Гелиостанции занимают значительные площади, поэтому обычно располагаются за городом, откуда приходится тянуть дополнительные теплотрассы для присоединения к районной теплосети. Из-за того, что солнце обычно «игнорирует» наши потребности в отоплении, в таких системах чаще всего требуется сезонный накопитель тепла. Крупные гелиоустановки уже построены и успешно работают в разных странах. Например, в г. Сент-Пол (шт. Миннесота) применены солнечные коллекторы площадью 2140 кв. м с пиковой тепловой мощностью 1,2 МВт.

Задний ход

По ряду причин в России, традиционно снабжающей городских потребителей теплом от ТЭЦ, сейчас происходит «котельнизация». Эксперты предупреждают о её негативных последствиях: по сути, отказ от когенерации выльется в понижение эффективности производства электроэнергии и тепла на величину до 70–80%.

«В последнее время появилось много сторонников применения индивидуальных теплоисточников, которые заявляют, что нашли альтернативу центральному теплоснабжению, – говорит Юрий Яровой, вице-президент НП «Российское теплоснабжение». – Такие люди ссылаются на западных коллег, которые якобы предпочитают именно собственные источники. Очевидно, что они либо не владеют предметом, либо лукавят».

Конечно, совсем без котельных не обойтись. Они незаменимы при отсутствии доступа к системе центрального теплоснабжения и, временно, замещении выводимой из эксплуатации ТЭЦ. Поэтому наиболее эффективный путь, который выбрали российские энергетики, – разработка схем энергоснабжения для каждого городского района. Такая «маломасштабная» оптимизация позволяет задействовать оптимальный набор источников тепла. Воплощение подобных планов, к сожалению, наталкивается на сопротивление муниципалитетов, о чём, например, недавно жаловались представители ОАО «Фортум» на власти Челябинска и Тюмени.

Эта статья изначально была опубликована в газете «Энерговектор» за август 2016 г. здесь



© 1998 — 2017, «Нефтяное обозрение (oilru.com)».
Свидетельство о регистрации средства массовой информации Эл № 77-6928
Зарегистрирован Министерством РФ по делам печати, телерадиовещания и средств массовой коммуникаций 23 апреля 2003 г.
Свидетельство о регистрации средства массовой информации Эл № ФС77-33815
Перерегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи и массовых коммуникаций 24 октября 2008 г.
При цитировании или ином использовании любых материалов ссылка на портал «Нефть России» (http://www.oilru.com/) обязательна.
Добро пожаловать на информационно-аналитический портал "Нефть России".
 
Для того, чтобы воспользоваться услугами портала, необходимо авторизоваться или пройти несложную процедуру регистрации. Если вы забыли свой пароль - создайте новый.
 
АВТОРИЗАЦИЯ
 
Введите Ваш логин:

 
Введите Ваш пароль: