В настоящее время «когенерация» во всем мире широко используется для энергообеспечения объектов в самых различных отраслях промышленности, ЖКХ и инфраструктуре, и, чаще всего, в качестве децентрализованных теплоэлектростанций различной мощности. Итак, что же такое «когенерация»?
Суть термина - Когенерация
Когенерация (от англ. «co + generation», «совместная генерация») — это процесс совместного производства электрической и тепловой энергии внутри одного устройства, как правило теплового двигателя. Электрическая энергия получается в результате преобразования тепловой энергии топлива в механическую работу - вращение ротора электрогенератора. Тепловая энергия получается за счёт эффективной утилизации попутного тепла (утилизация тепла охлаждающих жидкостей и уходящих газов), которое затем преобразуется в теплоносители – горячую воду и пар. В результате практически полного использования термодинамического потенциала топлива, достигаются наивысшие показатели суммарного КПД, которые недоступны технологиям раздельного производства энергии.
Предвидя возражения специалистов, стоит отметить, что у современных котельных КПД может достигать 95%, в результате практически полного преобразования (при сжигании) химической энергии топлива в тепло. Однако даже современные котельные будут значительно проигрывать когенерационным установкам, вырабатывающим помимо тепла электроэнергию, которая в несколько раз дороже тепла.
В свою очередь, себестоимость вырабатываемой когенерационной установкой электроэнергии в несколько раз ниже, чем у централизованных поставщиков, а себестоимость тепла практически "бросовая".
Таким образом, за счет совместного производства электрической и тепловой энергии в когенерационной установке, достигается значительный эффект снижения себестоимости вырабатываемой энергии, значительно уменьшается расход топлива и объем вредных выбросов.
Владельцы когенерационных установок, в свою очередь становятся независимыми от централизованных поставщиков электрической и тепловой энергии, которые постоянно увеличивают тарифы, закладывая в них все возрастающие расходы на покрытие потерь, связанных с обветшалостью сетей и изношенностью оборудования.
Почему выгодна когенерация?
Когенерация признана одной из самых энергоэффективных и приоритетных технологий в мире - в наиболее развитых странах внедрение когенерации, особенно в комплексе с технологиями получения биогаза, поддерживается государственными дотациями. В нашей стране, оценив высокую возвратность инвестиций и рентабельность проектов, все больше специалистов и собственников, задумываются о внедрении когенерационных установок на своих малых или крупных производствах, путем их самостоятельного приобретения или с привлечением инвесторов (получая установки в лизинг или по энергосервисному контракту).
- Значительное снижение себестоимости электроэнергии и тепла;
- Уменьшение затрат на топливо - за счет коэффициента использования топлива, который на 30...40% выше аналогичного коэффициента для оборудования по раздельному производству тепла и электроэнергии;
- Децентрализация - снижение потерь при передачи энергии - за счет возможности максимального приближения когенерационных установок к конечному потребителю (благодаря мобильности, малым габаритам, высокой заводской готовности, легкости монтажа и подготовленности к быстрому подключению к инженерным коммуникациям);
- Независимость от централизованного энергоснабжения
- Качество и надежность энергоснабжения - за счет безупречного электроснабжения (благодаря синхронизации электрогенераторов с сетью, параллельной работе в режиме "нулевого перетока", оптимизации базовой нагрузки, снятию пиковых нагрузок, резервированию мощности);
- Сокращение сроков строительства и оптимизация затрат - сроки строительства когенерационных установок (мини-ТЭЦ) значительно короче аналогичных сроков при строительстве электростанций парогазового цикла и крупных котельных;
- Экологичность - за счет эффективного использования первичного топлива;
- Продажа излишков электро или тепловой энергии
- Быстрая окупаемость проектов - за счет разницы в себестоимости вырабатываемой энергии и тарифов на приобретение электрической и тепловой энергии у центральных энергосбытовых компаний;
- Возможность дальнейшей модернизации и наращивания суммарной мощности
Области применения когенерации.
Благодаря резко континентальному климату в нашей стране, с длинными отопительными периодами и жарким сезоном, спектр применения когенерационных установок достаточно большой и постоянно расширяется. От крупных предприятий с постоянным потреблением большого объема электрической и тепловой энергии, до предприятий различных сфер обслуживания и ЖКХ.
Когенерационные установки на базе газопоршневых или газотурбинных двигателей, успешно используются:- В районных энергосистемах и локальных энергоцентрах, с незначительным удалением от конечных потребителей;
- В качестве основного или резервного источника тепло и электроснабжения предприятий и объектов;
- На очистных сооружениях, когда в качестве топлива используется биогаз сточных вод;
- На предприятиях агро-промышленного комплекса, когда в качестве топлива используется биогаз отходов сельского хозяйства и иных органических и пищевых отходов;
- На мусоросжигательных и перерабатывающих заводах, когда в качестве вторичного или основного топлива используется свалочный газ;
- На предприятиях фармацевтической и пищевой промышленности, с использованием тригенерации для технологического охлаждения и промышленного кондиционирования;
- Тепличные хозяйства и комплексы – с использованием оборудования очистки содержащегося в выхлопных газах диоксида углерода СО2, для подкормки тепличных культур и увеличения урожайности;
- Торгово-развлекательные комплексы, гипермаркеты, крупные гостиницы – с использованием тригенерационных установок для комплексного энергоснабжения и кондиционирования в жаркое время года;
- При строительстве новых производств и введении дополнительных мощностей действующих предприятий, когда от внедрения автономной мини-ТЭЦ исключаются затраты на подключение к сетям, строительство ЛЭП и подстанций, которые вполне сопоставимы со стоимостью строительства мини-ТЭЦ;
- Аэропорты – для увеличения надежности (бесперебойности) электроснабжения с улучшением качества электроэнергии;
- Нефтегазовая промышленность, нефтяные месторождения с использованием в качестве топлива попутного нефтяного газа;
- Энергоснабжение горнодобывающих предприятий, когда подключение к внешней энергосистеме затрудненно