Когенерация энергии: Преимущества и применение когенерации — TEDOM

Когенерационные энергетические установки малой мощности, схема, Макс Моторс

Электроэнергия является самым востребованным и дорогостоящим ресурсом. В последние годы ощущается значительный рост цен на электричество. Вместе с этим уменьшаются природные ресурсы, а прежние методы генерации показывают минимальную эффективность. Когенерация (установка) становится прекрасной альтернативой привычным для многих способом получения энергии.

Эффективность инновационного оборудования

Когенерация подразумевает комбинированную выработку тепла и электроэнергии. На электростанциях с помощью данной технологии, топливо применяется для получения сразу 2 форм энергии – электрической и тепловой. Когенерационые энергетические установки представляют собой тепловые электростанции, обладающие большим коэффициентом полезного действия, так как способны выдавать в разы больше ресурсов.

Эксплуатация установок дает возможность значительно увеличить общий коэффициент использования топлива (КиТ), а также сократить расходы на его приобретение. Данную методику причисляют к числу тех, что ощутимо снижают затраты на генерацию тепловой энергии.

Схема когенерационной установки и принцип работы

Оборудование включает в себя силовой агрегат в виде газовой турбины, электрический генератор, теплообменник и систему управления.

При применении когенерации на 1МВт электрической мощности пользователь может получить 1-2 МВт тепловой мощности, представленной паром или горячей водой, которые используются для промышленных нужд, водоснабжения или отопления. Данные показатели позволяют когенерационным электростанциям полностью покрывать потребности в дешевой электрической и тепловой энергии.

Кроме того, лишнее тепло может быть направлено на паровую турбину с целью увеличения выработки электроэнергии или в абсорбционно-холодильные агрегаты для производства холода (для систем кондиционирования).

Когенерационная установка малой мощности и сфера ее применения

Использование когенерации в крупных городах позволяет с максимальной эффективностью дополнять рынок энергоснабжения ресурсами без постоянного ремонта и реконструкции сетей. Также данный метод улучшает качество тепловой и электрической энергии.

Автономная работа установок гарантирует обеспечение потребителей ресурсам с установленными параметрами (частота, напряжение, температура).

Когенерационные установки в России используются на:

• промышленных предприятиях;
• в больницах;
• объектах жилой сферы;
• станциях по перекачке газа;
• в котельных;
• компрессорных станциях.

Результатом внедрения когенерационных электростанций является решение проблемы обеспечения пользователей теплом и электричеством и исключение необходимости строительства новых теплотрасс, линий электропередачи и т.п. В свою очередь, приближенность источников ресурсов к потребителям снижает процент потери при передаче, улучшает качество и повышает КиТ.

Когенерация, как альтернатива тепловым сетям

Когенерационные установки – эффективная альтернатива общим тепловым сетям. Это обусловлено гибким изменением параметров теплоносителя в зависимости от требований, установленных потребителем в определенное время года. Пользователи, эксплуатирующие данное оборудование, не подвергаются зависимости от экономической ситуации крупных энергетических компаний.

Когенерационные установки имеют высокую стоимость. Однако их доход и экономия от реализации одновременно двух ресурсов позволяет в короткие сроки окупить приобретение. По статистике, окупаемость оборудования происходит быстрее, нежели возврат средств, потраченных на подсоединение к общим тепловым сетям.

Установки отлично вписываются в электрические схемы и отдельных потребителей, и любого числа пользователей посредством государственных электросетей. Они являются экологически безопасными и способны покрывать дефицит генерирующих мощностей в крупных городах.

Главные достоинства когенерации

Преимущества когенерационных электростанций заключаются в:

• Экономии. Огромная разница между капитальными вложениями в энергоснабжение от сетей и собственного источника, выражается в том, что затраты на покупку установок возмещаются, а на подключение к сетям – нет.
• Окупаемости. Окупаемость средств, потраченных на установку когенерационного агрегата, происходит за счет экономии топлива и выработки более качественной тепловой и электрической энергии.
• Безопасности. Современные производители оборудования используют качественные материалы и технологии, позволяющие создавать оборудование, которое не вредит ни пользователям, ни окружающей среде.
• Многофункциональности. Установки работают на различном топливе и способны вырабатывать сразу 2 ресурса, покрывая потребительские нужды.
• Надежности. Эксплуатационные характеристики оборудования позволяют использовать его продолжительное время до первых сервисных и ремонтных работы (от 30 000 часов и выше).

Компания «Макс Моторс» предлагает когенерационные установки от ведущего австрийского бренда Innio Jenbacher. Будучи официальным дистрибьютором и сервис-провайдером в России, мы гарантируем высокое качество агрегатов. Помимо продажи, мы готовы взять на себя обязанности по:

• подбору установок;
• расчету их мощности;
• установке и вводу в эксплуатацию;
• обслуживанию и обеспечению запасными частями.

В интересах нашей компании наладить сотрудничество с различными компаниями и частными лицами, заинтересованными в бесперебойной, а главное – экономичной поставке тепловой и электрической энергии.

эффективный способ производства электрической и тепловой энергии

Знаете ли вы, что:

Когенерация — это одновременное производство электрической и тепловой энергии. При такой технологии потери энергии при сжигании топлива снижаются в два раза.

Германия установила цель удвоить объем энергии, получаемой в комбинированном цикле, с 12,5% до 25% к 2020 году.

В Великобритании применяются финансовые стимулы и гранты наряду с государственной поддержкой когенерации.

С 1980 года ВВП Дании вырос на 50%, но энергопотребление не увеличилось благодаря энергоэффективности. Развитие когенерации способствовало возросшей энергонезависимости, развитию энергетического машиностроения.

Благодаря развитию теплоэлектроцентралей в Швеции выбросы углекислого газа сократились на 60%, двуокиси серы — на 80%, окиси азота — на 95%. Стокгольм назвали экологической столицей Европы.

В России отпуск тепла от комбинированных ТЭЦ за 20 лет сократился в 1,5 раза. Стоимость тепловой энергии для жителей г. Копейска в полтора раза выше, чем для жителей г. Челябинска, потому что в Копейске тепло производится только котельными.

Потребляя тепло от эффективных комбинированных станций, мы экономим потребление природного топлива и делаем тепло дешевле. Каждый житель, пользующийся теплом от ТЭЦ, также помогает производить более дешевую электроэнергию не только для себя, но и для энергосистемы страны!

Когенерация: разумно, экономично, надежно

Комбинированные ТЭЦ — надежный источник электроэнергии и тепла. ТЭЦ имеют низкий уровень отказов оборудования, резервное и аварийное топливоснабжение.

Парогазовый цикл — самая передовая технология производства тепла и электричества на ТЭЦ. Эффективность сжигания топлива может превышать 90%. Нагрузка на экологию значительно снижается. «Фортум» производит тепло и электричество с уважением к окружающей среде!

Получать тепло можно как от комбинированных ТЭЦ, так и от котельных.
Что надежнее и выгоднее? Оценивая перспективу, посчитайте, сколько придется платить за тепло сейчас и в будущем?

Квартальные или домовые котельные — это автономные источники, которые производят только тепло, выбрасывая половину полезной энергии топлива в атмосферу.

Кроме стоимости топлива и электроэнергии, собственник оплачивает эксплуатацию автономной котельной, как правило — содержание газопровода и другой инфраструктуры к ней.

Вибрация, фоновый шум, дымовые выхлопы… Часто ли архитекторы и строители предусматривают такие последствия крышных и дворовых котельных?

Теплофикация — централизованное теплоснабжение на основе комбинированной выработки тепла и электричества на ТЭЦ — обеспечивает комфорт, безопасность и увеличивает стоимость объектов недвижимости.

Строительство современных и экономичных котельных оправдано только там, где нет возможности получать тепло от источников когенерации — эффективных ТЭЦ.

Экономия ресурсов снижает платежи за тепло

Оборудование ТЭЦ позволяет производить тепло при одновременной выработке электричества и разделять затраты на производство между видами энергии, делая каждый из них дешевле.

При совместном производстве тепла и электричества потери энергии при сжигании топлива снижаются в два раза. Сокращая сжигание газа и угля, мы сокращаем количество вредных выбросов в атмосферу.

Эффективное использование топлива для совместной выработки тепловой и электрической энергии на ТЭЦ позволяет снизить стоимость тепловой энергии до 40% по сравнению с самой лучшей котельной.

«Мы производим тепло для 2 000 000 человек и заботимся о том, чтобы в Вашем доме всегда было комфортно»

Когенерация (CHP) | Решения | INNIO

Системы когенерации INNIO Jenbacher используют отводимое тепло, выработанное в ходе работы двигателя, для достижения общего КПД установки 90% и выше. Этот эффективный и экономичный способ преобразования энергии обеспечивает примерно 40% экономии первичной энергии топлива за счет использования когенерационной системы с газопоршневым двигателем вместо отдельного оборудования для производства электроэнергии и тепла. Потери от передачи энергии, зачастую также могут быть существенно снижены за счет установки решений для собственной генерации в непосредственной близости к потребителям энергии.

Решения INNIO для когенерации используются в более чем 100 странах в различных отраслях, таких как, промышленное производство, коммерческий сектор, коммунальное хозяйство, теплицы и многих др.

Собственная теплоэлектростанция может помогать предприятиям в достижении экономических целей благодаря одному или нескольким факторам, например:

• Снижение операционных расходов на электро- и теплоснабжение по сравнению с централизованными источниками энергии, или
• Запуск/ расширение деятельности предприятия в связи с возможностью самостоятельно генерировать электроэнергию в районах с дефицитом энергии, или
• Снижение времени простоя производственной деятельности благодаря улучшению качества энергоснабжения в регионах с нестабильной сетевой инфраструктурой.

Потенциальный экономический эффект от внедрения проекта собственной генерации зависит от текущих экономических обстоятельств на предприятии и прочих факторов. На него серьезно влияют текущая стоимость электричества, тепла и газа для предприятия, потенциальная упущенная выгода из-за задержек запуска новых производственных линий и прочие факторы. Наши эксперты могут проконсультировать вас о потенциальном экономическом эффекте от внедрения собственной генерации для вашей компании.

Основная структура когенерационных электростанций INNIO Jenbacher.

Когенерационная система включает двигатель, генератор, систему управления и теплообменники, которые используют отводимое тепло. Используется широкий спектр источников тепла, от воды и масла, охлаждающих двигатель, до тепла газовоздушной смеси и выхлопных газов. Это позволяет повышать общую эффективность газопоршневой электростанции и адаптировать решения под нужды отдельно взятого проекта.

Газопоршневые когенерационные установки Jenbacher могут устанавливаться как внутри зданий, так и пакетироваться в контейнеры. По желанию заказчика, ГПУ INNIO Jenbacher могут быть поставлены в виде готового к использованию стандартизированного контейнерного решения. Такие решения позволяют нашим клиентам начать получать экономические преимущества от внедрения проектов собственной генерации в короткие сроки.

Комбинированные системы тепла и электроэнергии могут быть дополнены котельной системой, чтобы охватить периоды пикового спроса на тепло. Использование теплоносителя позволяет увеличить долговечность и эффективность системы.

Системы управления теплоэлектростанции распределяют электричество и управляют двигателями, а гидравлическое оборудование обеспечивает распределение тепла. Вырабатываемая электроэнергия используется объектом или подается в общественную электросеть.

Тепловая энергия может быть использована для выработки сетевой воды и пара, а также для различных типов тепла для технологических нужд.

Также системы когенерации с газовыми двигателями используются для удобрения CO2 в тепличных комплексах и тригенерационных системах (комбинированное производство тепла, охлаждения и электроэнергии).

Преимущества и Особенности

• Комбинированные системы вырабатывают как тепло, так и электроэнергию
• Вырабатывайте электричество с КПД в 48%, а совместно с теплом вплоть до 90%
• По сравнению с оборудованием для раздельного производства электроэнергии и тепла, экономия составляет около 40%
• Доступно повышение энергии выхлопных газов до 18%
• Когенерация значительно уменьшает или устраняет потери при передаче энергии
• Выход на полную мощность за 10 минут
• Вырабатываемая энергия используется отдельным объектом или подается в общественную сеть
• Тепловая энергия может быть использована для выработки сетевой воды и пара, а также для различных типов тепла для технологических нужд
• Блочная электростанция Jenbacher отличается легким и компактным исполнением
• Подходит для использования в удобрении CO2 для тепличных комплексов и в тригенерационных системах

СВЯЖИТЕСЬ С НАМИ

Независимо от того, ищите ли вы для вашего бизнеса решения по распределенной энергетике, доступ к электричеству, снижение затрат на энергоснабжение или даже продажу электроэнергии в сеть/потребителям, локальные специалисты INNIO могут подсказать, какое решение будет наиболее подходящим именно для вас.

Свяжитесь с нами, чтобы получить бесплатную консультацию по следующим вопросам:

• Преимущества решений по распределенной генерации для вашей компании
• Потенциальные финансовые выгоды, рассчитанные с помощью экономической модели
• Технические аспекты вашего проекта — виды топлива, технико-экономическое обоснование, выбор оборудования и комплектации и многое другое.
• Местные поощрительные программы, относящиеся к вашему бизнесу
• Варианты реализации вашего проекта: покупка, финансирование и лизинг, энергосервисные контракты
• Соответствие нормам по выбросам

Заполните контактную форму справа (для мобильных устройств — внизу страницы), или отправьте нам email [email protected], а также вы можете связаться с нами по телефону +7 (495) 928 8333.

Когенерация и Тригенерация

Теплоэлектростанция в Цвиккау, Германия

Цель инсталляции:
покрытие собственного потребления электростанции

Когенерационная установка: TEDOM Cento 500

Дополнительная энергоэффективность:
выработка э/э и тепла

• Генерирует тепла в год: 80 млн. кВтч
• Генерирует электроэнергии в год: 35 млн. кВтч
• Обеспечение потребности в тепле города: 40 %

Когенерационная установка в Японии

Цель инсталляции:
выработка электроэнергии

Две когенерационные установки: TEDOM Quanto 1600

Первичный источник Энергии:
природный газ центрального газопровода (Био-Газ)

• Генерирует электроэнергии в час: около 80 кВт

Месторождение нефти Кумкол, Казахстан

Установленная эл.мощность: 8 МВт

Количество когенерационных установок: 4

Год инсталляции: 2008

Свалка Гетлини, Рига, Латвия

Установленная эл. мощность: 5,2 МВт

Количество когенерационных установок: 5

Год инсталляции: 2001

Котельная МВВ Энергия, Чехия

Установленная эл.мощность: 13,4 МВт

Количество когенерационных установок: 9

Год инсталляции: 2009

Очистка сточных вод Мораг, Польша

Тип устройства: Cento T100

Количество когенерационных установок: 1

Топливо: природный газ (Био-Газ)

Электрическая мощность: 106 кВт

Тепловая мощность: 143 кВт

Годовая выработка электроэнергии

Годовая выработка электроэнергии: 690 МВтч

Год установки: 2015

Расположение: КОС Мораг, Польша

ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ИСТОЧНИКИ на городских свалках Здеховице, Польша

Тип устройства: Quanto C1100 BIO

Количество когенерационных установок: 1

Топливо: природный газ (Био-Газ)

Электрическая мощность: 1100 кВт

Годовая выработка электроэнергии: 5 500 МВтч

Год установки: 2003

Расположение: Муниципальная свалка Здеховице

Летний бассейн на Крави Горе Брно, Чехия

Тип устройства: Cento T180

Количество когенерационных установок: 4

Топливо: природный газ (Био-Газ)

Электрическая мощность: 720 кВт

Годовая выработка тепла: 3600 МВтч

Годовая выработка электроэнергии: 4 460 МВтч

Тепловая мощность: 892 кВт

Год установки: 2008

Расположение: Милан (Италия)

CHARLOTTY MASARYK SCHOOL, Velká Chuchle, Прага

Тип устройства: Micro T30

Количество когенерационных установок: 1

Топливо: природный газ (Био-Газ)

Электрическая мощность: 30 кВт

Годовая выработка тепла: 650 ГДж

Годовая выработка электроэнергии: 85 000 кВтч

Тепловая мощность: 62 кВт

Год установки: 2011

Расположение: Velká Chuchle, Прага

КЕЛЬТСКИЙ МАНОР, КУРОРТ, НЬЮПОРТ, УЭЛЬС

Тип устройства: Cento T200

Количество когенерационных установок: 2

Топливо: природный газ (Био-Газ)

Электрическая мощность: 400 кВт

Годовая выработка тепла: 2 580 000 кВт

Годовая выработка электроэнергии: 2175000 кВт

Тепловая мощность: 506 кВт

Год установки: 2016

Расположение: Ньюпорт, Уэльс, Великобритания

БАНКА МЕДИОЛАНУМ, ИТАЛИЯ

Тип устройства: Cento T180

Количество когенерационных установок: 4

Топливо: природный газ (Био-Газ)

Электрическая мощность: 720 кВт

Годовая выработка тепла: 3600 МВтч

Годовая выработка электроэнергии: 4 460 МВтч

Тепловая мощность: 892 кВт

Год установки: 2008

J & G FOODS В САТТОНЕ / МАССАЧУСЕТТС, США

Тип устройства: Cento T150 SP

Количество когенерационных установок: 1

Топливо: природный газ (Био-Газ)

Электрическая мощность: 148 кВт

Тепловая мощность: 225 кВт

Год установки: 2015

Расположение: Саттон / Массачусетс, США

Больницы Domazlice, Чехия

Тип устройства: Quanto 260 SPE

Количество когенерационных установок: 1

Топливо: природный газ (Био-Газ)

Электрическая мощность: 260 кВт

Тепловая мощность: 430 кВт

Год установки: 2005

Расположение: Домажлице, Чехия

Дом престарелых в Чехии

Тип устройства: Micro T30

Количество когенерационных установок: 1

Топливо: природный газ (Био-Газ)

Электрическая мощность: 30 кВт

Годовая выработка тепла: 1 286 ГДж

Годовая выработка электроэнергии: 208 800 кВтч

Тепловая мощность: 62 кВт

Год установки: 2011

Расположение: Киншперк-над-Огржи, Чехия

Не только электричество: различные области применения ядерной энергии

Ядерная энергетика может применяться в разных областях, помимо производства электроэнергии. К таким теплоемким процессам относится опреснение морской воды, производство водорода, централизованное теплоснабжение и технологический нагрев для нужд промышленности (производство стекла, цемента, металлов), нефтепереработка и производство синтез-газа. Сегодня, когда мировое сообщество стремится к достижению целей по борьбе с изменением климата, повышение роли ядерной энергетики в этих областях может стать ключом к успешному переходу к экологически чистой энергии.

Узнайте, как ядерная энергетика может заменить уголь в рамках перехода к экологически чистой энергии.

Тепло, вырабатываемое атомными электростанциями, используется для генерации пара, который приводит в движение турбины, вырабатывающие электроэнергию. Рабочие температуры на современных АЭС достигают около 300°C, в то время как для централизованного теплоснабжения и опреснения морской воды требуется около 150°C. Конструкция современных АЭС такова, что в электроэнергию преобразуется треть производимого ими тепла — это обусловлено технологическими причинами, связанными в основном со свойствами и характеристиками материалов. Остальное тепло обычно поступает в окружающую среду.

Вместо этого его можно использовать для отопления или охлаждения, а также в качестве источника энергии для опреснения воды, производства водорода или другой продукции, такой как нефть или синтетическое топливо. Эти продукты могут производиться на существующих электростанциях — это называется когенерацией. Ядерная когенерация — это одновременное производство электроэнергии и тепла либо продукта, полученного на основе тепла. Используя тепло для когенерации, можно повысить тепловой КПД до 80%.

Что такое ядерная энергия и как работает атомная электростанция? Узнайте о научных основах ядерной энергетики.

Генерация тепловой и электрической энергии

Инвестировать в когенерационные установки экономически выгодно: после их ввода в эксплуатацию капитальные затраты полностью окупаются за первые 5 лет и возможно, быстрее. В дальнейшем собственная ТЭС способствует существенной экономии на энергоресурсах. Владельцы собственной энергетической установки обретают микроисточник сравнительно дешевой тепло- и электроэнергии. Между тем, инвесторы, которые решили сэкономить на собственной генерации, будут всегда зависимы от центральных энергетических сетей и их тарифов на покупку энергии и в особенности от тарифа на технологическое присоединение. Сравнивая объемы капитальных затрат, вы можете увидеть, что стоимость технологического присоединения будет эквивалентна расходам на строительство энергоцентра с двойным (а иногда и тройным) резервированием генерирующего оборудования. Ко всему прочему, приобретать электроэнергию придется по тарифам выше, чем вдовое от себестоимости собственной генерации. Однако, было бы опрометчиво отказаться от сети окончательно, да мы и не предлагаем этого.

Мы предлагаем:

• Прийти к балансу эффективности и надежности энергосистемы предприятия.
• Сократить капитальные затраты.
• Получить доход от собственной генерации.

Как это реализовать?

Подключенная к центральной электрической и тепловой сети когенерационной установки может стать источником дополнительного стабильного дохода. Благодаря тому, что лишнюю неизрасходованную энергию можно продавать региональным энергетическим компаниям, которые, в свою очередь, могут реализовывать ее, получая свою определенную выгоду. При пиковых нагрузках эти компании могут использовать ресурсы такой мини-ТЭС. То же относится и к тепловым сетям.

У когенерационных установок есть большой потенциал для работы как в России, так и в странах со схожим климатом. Так как большинство наших регионов находится в северных широтах, где отопительный сезон достаточно продолжительный, в среднем 7 и более месяцев, периоды без недостаточных нагрузок на когенерационные установки в течение года весьма непродолжительны.

При надлежащей эксплуатации когенерационные установки дают экономическую выгоду почти сразу в виде снижения затрат на электричество и тепло не менее чем в 2 раза.

Но не стоит забывать, что для получения высоких экономических показателей, которые дают когенерационные установки, последние должны работать с нагрузкой довольно близкой к максимальной. Так уменьшение потребления энергии влечет за собой снижение коэффициента использования установленной мощности (КИУМ) всего энергоцентра, и повышению себестоимости производимой энергии.

Каковы недостатки когенерации?

Основной недостаток – это зависимость выработки тепловой энергии от генерации электроэнергии. Кроме того, в летний период года потребность в тепле резко снижается, как следствие — уменьшается КИУМ (тепловой) мини-ТЭЦ. Эту проблему легко решить, если дополнить энергоцентр на базе газопоршневой установки пиковым газовым котлом или пристроить ГПУ к существующей котельной, что еще более упрощает проект.

Исходя из вышеперечисленного, можно сделать вывод о том, что развивать системы совместного производства электро- и теплоэнергии в современной России крайне необходимо. Использование таких систем, учитывая существующие монопольные тарифы, позволяет значительно уменьшить затраты на потребляемую энергию.

Когенерационные установки обладают значительным ресурсным потенциалом, высокой надежностью, большим диапазоном мощностных ресурсов. Использование когенерационных установок позволяет значительно уменьшить загрязнение окружающей среды, что является важным преимуществом в мире, где стремятся использовать безопасные для экологии материалы и процессы.

Вместе мы построим выгодную для Вас энергетику будущего!

Двойной козырь — Журнал «Сибирская нефть» — №103 (июль-август 2013) — Газпром нефть

ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ПРОЕКТЫ NIS

В планах блока «Энергетика» реализация проекта по строительству ветропарка «Пландиште» мощностью 102 MВт, состоящего из 34 ветрогенераторов. Этот проект станет первым такого рода в Сербии и позволит стране приблизиться к выполнению норм ЕС по интеграции «зеленой» энергии в энергетический баланс государства, сформулированных в директиве ЕС 2008/29/EU.

Правительство Сербии уже приняло стратегию по развитию возобновляемых источников энергии, в соответствии с которой доля экологически чистой энергии к 2020 году должна составить не менее 29% от общего объема потребления.

Кроме того, планируется строительство и реконструкция двух крупных объектов энергетической инфраструктуры Сербии — ТЭС Панчево (мощность — 200 MВт) и ТЭС Нови-Сад (доведение мощности до 240 MВт). Пуск этих объектов позволит NIS полностью перевести снабжение НПЗ Панчево необходимой электрои тепловой энергией на автономный режим, что снизит затраты на обеспечение завода энергоресурсами и повысит рентабельность производства.

В настоящее время представители NIS ведут активные переговоры по обоим проектам с потенциальными партнерами.

Реализация
проекта строительства
и реконструкции
двух ТЭС позволит
NIS полностью
перевести
снабжение НПЗ
Панчево необходимой
электрои
тепловой энергией
на автономный
режим

Фото: FOTOBANK, FOTODOM

Сербская NIS в рамках программы по строительству малых теплоэлектростанций (ТЭС) на месторождениях компании начала эксплуатацию первого когенерационного модуля. Развитие когенерации* и утилизация за счет нее попутного нефтяного газа — часть программы по увеличению эффективности использования газовых ресурсов компании, реализация которой позволит NIS выйти на национальный рынок электроэнергии и снизить затраты на закупку энергоносителей.

Текст: Анатолий Поморцев

ПЕРВЫЕ НА БАЛКАНАХ

Для российского топливно-энергетического комплекса (ТЭК) в развитии когенерации за счет утилизации попутного нефтяного газа (ПНГ) нет ничего нового. Согласно принятому еще в 2009 году решению правительства РФ, уже к 2012-му уровень утилизируемого ПНГ должен был составить не менее 95% от общего объема, добываемого той или иной нефтяной компанией. Однако в Сербии подобных нормативов никогда не существовало — ПНГ десятилетиями сжигали на факельных установках, размещенных на территории нефтесборных коллекторов.

Однако в 2011 году менеджмент NIS принял решение постепенно отказаться от такой практики. Мотивов для этого было несколько. Во-первых, сжигание ПНГ без попыток его утилизировать с позитивным для компании эффектом, особенно в условиях европейского экономического кризиса, обоснованно казалось ненужным расточительством. Во-вторых, компания, активно диверсифицирующая бизнес и двигающаяся к трансформации в энергетический холдинг, изначально планировала активно входить в сектор электроэнергетики, а потенциал ПНГ представлялся одним из логичных инструментов создания собственных генерирующих мощностей. Линию поведения компании диктовало и внимательное отношение NIS к экологическим аспектам бизнеса.

ЧЕРЕЗ КОГЕНЕРАЦИЮ К УТИЛИЗАЦИИ

Итогом пересмотра отношения к проблеме использования ПНГ стала программа строительства когенерационных модулей на месторождениях компании — именно за счет использования этой технологии планировалось, с одной стороны, обеспечить утилизацию и монетизацию попутного нефтяного газа, с другой — снизить затраты нефтесборных коллекторов и скважин на закупку энергоносителей, заменив внешние поставки на вырабатываемую когенерационными модулями энергию. К середине 2012 года алгоритм действий был выработан и утвержден руководством компании, а в июле 2013 года открыта первая в NIS и на Балканах когенерационная установка на нефтесборном коллекторе в районе населенного пункта Сираково (Сербия).

Мощность первой установки, на строительство которой было затрачено более 1 млн евро, составила порядка 1 MВт, а объем ежегодно производимой электроэнергии должен превысить 6 млн КВт/ч. По оценке специалистов NIS, отказ от традиционного производства тепловой энергии для нефтесборного коллектора — в котельной — позволит сократить затраты на закупку энергоносителей на 20–40%, что в условиях продолжающейся в европейских странах рецессии — значительная экономия.

«При выборе модели когенераторов, один из которых установлен в Сираково, мы ориентировались на современные технологические и технические решения, — рассказал директор блока „Энергетика“ NIS Алексей Белов. — Благодаря электроэнергии, производимой когенерационным модулем, NIS фактически выйдет на национальный рынок электроэнергии, работа на котором для нас — стратегический приоритет. Напомню, что к 1 января 2015 года этот рынок будет полностью либерализован, и мы намерены встретить эту ситуацию подготовленными». По словам господина Белова, для компании важен не только коммерческий эффект от проекта — большое значение придается его экологической стороне, так как уменьшение объемов сжигаемого газа серьезно снизит нагрузку на окружающую среду в районах, где ведется добыча углеводородов.

В 2013 году на месторождениях NIS в Сербии планируется смонтировать семь когенерационных установок общей мощностью 7,65 MВт, совокупный объем инвестиций превысит 10 млн евро. Программа по утилизации ПНГ будет продолжена и в 2014 году — к началу 2015-го число установок достигнет 14, а объем инвестиций в это направление превысит 30 млн евро, при этом суммарная мощность установок составит порядка 25 MВт при уровне ежегодно производимой электроэнергии порядка 61 тыс. МВт/ч.

В НОГУ С ЕВРОПОЙ

По оценке Алексея Белова, запуск парка когенерационных модулей дает компании сразу несколько преимуществ: «Мы диверсифицируем каналы поставок электроэнергии, причем не только для наших объектов, но и для третьих лиц. После либерализации рынка электроэнергии мы таким образом снизим нашу зависимость от колебаний тарифной политики государства, сможем серьезно стабилизировать наши затраты на закупку электроэнергии».

То есть можно говорить о том, что NIS инвестирует не только в повышение эффективности собственной работы, — в итоге вложения компании ведут к развитию энергетической инфраструктуры Сербии и повышению уровня стабильности ее энергосистемы, не раз в последние годы испытывавшей критические нагрузки.

Не менее важным является и то, что масштабная утилизация ПНГ полностью укладывается в канву интеграционных процессов, ведущихся между Сербией и Европейским союзом. Достаточно сказать, что в таких странах, как Дания или Голландия, объем когенерационного электричества составляет порядка 50% от общего объема потребления и продолжает расти. Европейцы традиционно крайне бережно относятся к природным ресурсам, и старт программы по развитию когенерационных мощностей NIS может стать одним из козырей сербских переговорщиков в готовящихся консультациях с представителями ЕС по вопросам дальнейшего процесса интеграции Сербии в эту структуру.

Таким образом выгоду от реализации программы получают все: NIS развивает электрогенерацию и снижает затраты, Сербия получает дополнительные инвестиции в энергетику, альтернативный источник снабжения электроэнергией и козырь на переговорах с ЕС, а общество — как минимум снижение экологических рисков.

* Когенерация — процесс совместной выработки электрической и тепловой энергии. Широко применяется в малой энергетике, так как использование тепловой энергии в месте ее получения дешевле, чем строительство и эксплуатация многокилометровых теплотрасс, а при выработке электроэнергии удается избежать накладных расходов поставщиков энергии. Кроме того, потребитель приобретает энергетическую независимость

Как когенерация обеспечивает тепло и электроэнергию?

Уважаемый EarthTalk! Что такое «когенерация» как средство производства тепла и электроэнергии?
— Джерри Шлеуп, Андовер, Массачусетс

Когенерация — также известная как комбинированное производство тепла и электроэнергии, распределенная генерация или переработанная энергия — это одновременное производство двух или более форм энергии из одного источника топлива. Когенерационные электростанции часто работают с КПД на 50-70% выше, чем электростанции с одиночной генерацией.

С практической точки зрения когенерация обычно подразумевает использование того, что в противном случае было бы потрачено впустую (например, выхлопы производственных предприятий), для получения дополнительной энергетической выгоды, например, для обеспечения теплом или электричеством здания, в котором оно работает. Когенерация очень полезна для прибыли, а также для окружающей среды, поскольку переработка отработанного тепла предотвращает сжигание других видов ископаемого топлива, выделяющих загрязняющие вещества.

Большинство из тысяч когенерационных установок, работающих в Соединенных Штатах и ​​Канаде, представляют собой небольшие объекты, эксплуатируемые некоммерческими компаниями, а также такими учреждениями, как университеты и военные.Для небольших когенерационных установок — тех, которые производят от одного до 20 мегаватт электроэнергии — биомасса или даже метан из мусорных свалок могут использоваться в качестве начального источника топлива, но природный газ гораздо чаще используется в качестве основного источника.

Например, расположенная в Саннивейле, Калифорния компания Network Appliance Inc., компьютерная сетевая компания, полагается на когенерационную систему мощностью 1 мегаватт, работающую на природном газе, для обеспечения обширных потребностей в кондиционировании воздуха в здании и для резервного питания для использования во время пиковой нагрузки. раз.По оценкам компании, благодаря системе когенерации она экономит около 300 000 долларов в год на затратах на электроэнергию.

В другом примере компания Epcor USA Ventures из Иллинойса управляет тремя когенерационными электростанциями среднего размера (25 мегаватт и выше) в Сан-Диего для снабжения там баз морской пехоты и ВМС США. Все три установки работают одинаково: турбины, работающие на природном газе, приводят в действие электрические генераторы, которые, в свою очередь, выбрасывают горячие газы. Затем они используются для привода парогенератора, подключенного к централизованным системам отопления и охлаждения.Поскольку системы производят дополнительную энергию, Epcor ведет переговоры с местными компаниями о том, чтобы получать долю пара, чтобы держать под контролем свои счета за электроэнергию и углеродный след.

Когенерация не ограничивается стационарными электростанциями. Honda изучает возможность использования специализированного автомобильного когенерационного генератора, предназначенного для повышения общей эффективности гибридных автомобилей за счет рекуперации тепла выхлопных газов двигателя внутреннего сгорания и преобразования его в электричество для подзарядки аккумуляторной батареи.Идея все еще находится на стадии исследований и разработок, она может быть внедрена в новые автомобили в течение нескольких лет, что еще больше улучшит и без того впечатляющую эффективность гибридных автомобилей.

КОНТАКТЫ : Network Appliance Inc., www.netapp.com; Epcor USA Ventures, www.primaryenergy.com; Honda Motor Company, http://world.honda.com.

ЕСТЬ ВОПРОС ОБ ЭКОЛОГИИ? Отправить по адресу: EarthTalk , c/o E/The Environmental Magazine , P.O. Box 5098, Вестпорт, Коннектикут 06881; представить его на: www. emagazine.com/earthtalk/thisweek/ или по электронной почте: [email protected]. Читайте прошлые колонки на: www.emagazine.com/earthtalk/archives.php.

Когенерационная установка Массачусетского технологического института | MIT Central Utilities Plant

Почему MIT выбрал когенерацию для своей электростанции на территории кампуса?

Когенерация — это высокоэффективный процесс, использующий одно топливо для выработки двух видов энергии: электрической и тепловой. Улавливая и используя тепло, которое в противном случае было бы потрачено впустую, когенерация снижает общий расход топлива в процессе.Это один из самых чистых и экономически эффективных вариантов производства энергии.

• Массачусетский технологический институт производит собственную электроэнергию путем когенерации с 1995 года с использованием турбины, работающей на природном газе.
• Модернизированная система когенерации будет разработана, чтобы помочь Массачусетскому технологическому институту повысить отказоустойчивость кампуса, позволяя кампусу функционировать даже при отсутствии электросети.
• По сравнению с возможностью покупать всю электроэнергию из сети и производить пар с помощью котлов, работающих на природном газе, когенерация позволяет MIT сократить выбросы, экономить энергию и работать более эффективно при меньших затратах.
• Когенерация является ключевым компонентом Плана действий Массачусетского технологического института по борьбе с изменением климата, в котором изложены наши обязательства по сокращению выбросов парниковых газов не менее чем на 32% к 2030 году.
• Подробную информацию о преимуществах когенерации с точки зрения эффективности, экономичности и воздействия на окружающую среду см. на веб-сайте EPA.

Как работает когенерация в Массачусетском технологическом институте?

• Существующая газовая турбина мощностью 21 МВт вырабатывает электроэнергию
• Парогенератор-утилизатор улавливает отработанное тепло выхлопных газов турбины
• Захваченный пар используется для отопления и охлаждения (через чиллеры, приводимые в действие паровыми турбинами)
• Электроэнергия от когенерационной установки смогла удовлетворить большинство потребностей кампуса в электроэнергии (MIT также покупает электроэнергию у коммунальных компаний)

Чем когенерация отличается от «обычных источников» энергии?

Крупные коммунальные предприятия обычно производят электроэнергию в централизованном месте, а затем передают электроэнергию по милям проводов (часто называемых «сетью»). Процесс передачи и потери тепла на централизованной электростанции приводят к большим потерям энергии. Напротив, когенерационная система ТЭЦ обычно располагается на месте, и система предназначена для улавливания отходящего тепла от производства электроэнергии и использования этого тепла (получение как электроэнергии, так и тепла в рамках одного процесса). Учитывая расположение на месте и процесс двойного назначения, когенерация является для MIT более эффективным способом выработки электроэнергии и тепла по сравнению с традиционными вариантами генерации.

Будет ли MIT в конечном итоге использовать больше мазута в результате модернизации завода?

Нет. В последние годы из-за характера нашего контракта на поставку газа Массачусетскому технологическому институту приходилось полагаться на мазут в среднем 20–30 дней в году, а в остальные дни — на природный газ. Мы заключили новое соглашение с Eversource, которое позволит ТЭЦ полностью работать на природном газе, за исключением аварийных ситуаций и испытаний. К 2020 году мы планируем использовать мазут № 2 всего 2-3 дня в году для испытаний и в качестве резервного топлива в случае чрезвычайной ситуации.Это поможет в усилиях Массачусетского технологического института по сокращению выбросов.

Будет ли Массачусетский технологический институт хранить природный газ на месте?

Нет. Завод в Массачусетском технологическом институте будет получать стабильные поставки природного газа по специальному газопроводу.

Если на новом заводе Массачусетского технологического института будет использоваться больше природного газа, чем на старом, нарушит ли это и/или уменьшит ли это подачу газа в Кембридж?

Нет. На самом деле газоснабжение Кембриджа улучшится. Массачусетский технологический институт заключил партнерское соглашение с Eversource, чтобы сделать выделенную линию трансмиссионного газа доступной для Eversource через регулирующую станцию ​​внутри нового завода.Эта новая регулирующая станция дополнит и поддержит существующую станцию ​​на Третьей улице и улучшит доступность природного газа в районе Кембриджа вокруг Массачусетского технологического института.

Я регулярно вижу пар из люков. Что вызывает это, и не должен ли MIT исправить это в первую очередь?

• В большинстве случаев люки выпускают водяной пар (не пар), образующийся при контакте местных грунтовых вод с подземной паровой или конденсатной системой. Массачусетский технологический институт работает над тем, чтобы свести к минимуму эти контакты, но некоторые контакты неизбежны, учитывая близость кампуса к реке Чарльз и относительно высокий местный уровень грунтовых вод.
• В некоторых случаях проблема в системе распределения пара MIT (например, утечка пара) может привести к тому, что пар или пары будут подниматься из люка. MIT решает каждую проблему как можно быстрее. Если проблема, возникающая в холодную погоду, незначительна, ремонт может быть отложен до весны или лета, чтобы не нарушить подачу тепла в здания кампуса.
• Кроме того, частная энергетическая компания обслуживает локальную подземную систему распределения пара для близлежащих предприятий и жилых домов, и пар или испарения, поднимающиеся из люка, могут быть связаны с текущим ремонтом системы этой компании.

В случае повышения уровня моря завод будет затоплен?

Мы многому научились из событий в Нью-Йорке и Нью-Джерси во время и после урагана «Сэнди». В результате проект завода улучшит способность Массачусетского технологического института справляться со штормами; оборудование проектируется и размещается специально для поддержания работы в суровых погодных условиях. Все ключевое оборудование модернизированной теплоэлектроцентрали будет построено выше ожидаемого 500-летнего уровня наводнения.По мере выполнения коммунальных работ в кампусе мы также будем вносить коррективы в исторические стандарты проектирования Массачусетского технологического института, перемещая критически важное и легко повреждаемое оборудование на возвышенности, которые в будущем не будут подвержены наводнениям.

Массачусетский технологический институт поддерживает город Кембридж в их оценке уязвимости к изменению климата. Просмотр текущей информации, размещенной городом.

Когенерационная установка Массачусетского технологического института получила какие-либо награды?

В 2002 году завод получил награду Energy Star Combined Heat and Power Award за экологические достижения от Министерства энергетики США. S. Агентство по охране окружающей среды (EPA) и Министерство энергетики.

Что такое когенерационная установка? Введение в системы ТЭЦ

Этот пост для тех, кто когда-либо задавался вопросом что такое когенерационная установка или как она работает.

Термин «когенерация», также известный как комбинированное производство тепла и электроэнергии (ТЭЦ), описывает одновременное производство электроэнергии и полезного тепла из одного первичного источника энергии, часто природного газа или биотоплива.

Существует несколько определений системы когенерации, но в целом этот термин применяется, когда один источник топлива производит две или более формы энергии.Когенерацию также иногда называют переработанной энергией.

Как работает когенерационная установка?

Когда электростанция вырабатывает электричество, она производит тепло. Если завод выделяет это тепло в окружающую среду в виде выхлопных газов, это представляет собой огромную трату энергии. Большую часть этого тепла можно уловить и использовать для других целей. Когда происходит повторное использование тепла, электростанция работает как когенерационная система.

Процесс когенерации может повысить общую энергоэффективность, при этом типичные системы колеблются от 65 до 90 процентов.Предприятия, использующие когенерацию, могут снизить эксплуатационные расходы и повысить свою самодостаточность, одновременно сокращая выбросы парниковых газов и загрязняющих веществ.

История создания CHP

Томас Эдисон, которого часто называют величайшим изобретателем Америки, спроектировал и построил станцию ​​Перл-Стрит в Нью-Йорке в 1892 году.

Концепция комбинированного производства тепла и электроэнергии не нова. Европа и США использовали формы ТЭЦ еще с 1880 по 1890 год. В те годы многие отрасли промышленности использовали свои собственные угольные электростанции для выработки электроэнергии, которая питала их мельницы, фабрики или шахты.

Пар, полученный в качестве побочного продукта, использовался в качестве тепловой энергии для различных промышленных процессов или для обогрева помещений.

Томас Эдисон спроектировал и построил первую коммерческую электростанцию ​​в США в 1882 году, и так получилось, что это была когенерационная установка. Тепловой побочный продукт станции Эдисона на Перл-Стрит в Нью-Йорке распределялся в виде пара среди местных производителей, а также обогревал близлежащие здания.

Взлет и падение использования ТЭЦ

В начале 1900-х годов системы ТЭЦ производили около 58 процентов всей местной электроэнергии, вырабатываемой на промышленных предприятиях в США.S. Этот процент резко упал до 5 процентов к 1974 году, согласно «Когенерация: технологии, оптимизация и внедрение» под редакцией Христоса А. Франгопулоса.

Причин такого резкого падения было много.

Электричество из центральных электросетей стало более надежным и дешевым, а топливо, такое как природный газ, стало доступным по низкой цене, что сделало частные угольные электростанции менее желательными. Кроме того, правительство увеличило количество и охват правил и ограничений, касающихся производства электроэнергии.

Однако, когда в 1973 году цены на топливо резко возросли, а осведомленность о пагубном воздействии загрязнения окружающей среды возросла, когенерация снова стала очень актуальной.

Зачем использовать когенерацию?

Когенерация имеет несколько преимуществ. Основными причинами использования ТЭЦ являются экономия энергии и затрат за счет снижения расхода топлива. Например, в Великобритании существующие пользователи ТЭЦ экономят 20 процентов своих затрат на электроэнергию.

В случае ТЭЦ, когда энергия топлива преобразуется в механическую или электрическую энергию, основная часть выделяемого тепла не тратится впустую.Для производства того же количества полезной работы, что и обычная электростанция, требуется меньше топлива.

Снижение расхода топлива имеет ряд преимуществ, в том числе:

• Снижение затрат на топливо
• Снижение потребностей в хранении и транспортировке топлива
• Сокращение выбросов – ТЭЦ является одним из наиболее рентабельных способов сокращения выбросов углерода
• Меньший износ оборудования благодаря уменьшению воздействия загрязняющих веществ

Еще одним преимуществом является безопасность.

Когенерация считается безопасным источником питания, поскольку обеспечивает автономную электроэнергию, не зависящую от муниципальной энергосистемы. Предприятие, использующее когенерацию, может работать в автономном режиме или легко дополняться, чтобы удовлетворить всплеск спроса на электроэнергию.

Опыт компании

в области когенерации варьируется от проектов «микро» когенерации, которые могут генерировать от 5 до 10 МВт электроэнергии, до гораздо более крупных когенерационных установок.

Что такое когенерационная установка: основные элементы

На самом базовом уровне типичная когенерационная установка имеет генератор электроэнергии и систему рекуперации тепла.

Вот некоторые основные элементы установки ТЭЦ:

• Первичные двигатели: преобразуют топливо в тепловую и электрическую энергию, которые можно использовать для выработки механической энергии. Примеры первичных двигателей включают газовые турбины и поршневые двигатели

.

• Электрический генератор: преобразует механическую энергию в электрическую
• Система рекуперации тепла: улавливает тепло от первичного двигателя
• Теплообменник: обеспечивает использование захваченного тепла

Какие виды топлива используются на когенерационных установках?

На когенерационных установках можно использовать различные виды топлива, в том числе:

• природный газ
• дизель
• бензин
• уголь
• биотопливо

Использование биотоплива в когенерации обычно включает возобновляемые ресурсы, такие как отработанные газы свалок и твердые отходы сельского хозяйства.

Два основных типа систем ТЭЦ

• Установки цикла топпинга: Система цикла топпинга начинается с выработки электроэнергии
• Установки нижнего цикла: В первую очередь вырабатывается тепло — отработанное тепло производит пар, который затем используется для выработки электроэнергии

Установки с подовым циклом используются в отраслях, где используются печи с очень высокой температурой. Они менее распространены, чем циклические электростанции, отчасти потому, что излишки электроэнергии легче продать.

Кто может использовать когенерацию?

Промышленный сектор остро нуждается в тепле и электричестве. Некоторые отрасли в основном используют тепло, например, производители металлов, а некоторые в основном используют электричество. Другим отраслям промышленности требуется и тепло, и электричество в различных соотношениях.

Каждый сценарий может выиграть от системы рециркуляции энергии. Завод, которому требуется больше электроэнергии, чем тепла, может продавать тепло коммунальным предприятиям, и аналогичным образом можно продавать излишки электроэнергии.

Когенерационные установки имеют три категории размера:

• Малый: Многие небольшие ТЭЦ в США.Южная Корея и Канада находятся в ведении военных, университетов и коммунальных предприятий. Что их объединяет, так это высокие требования к использованию энергии, а также острая потребность в надежных и самодостаточных источниках энергии. В статье Scientific American упоминается компания, занимающаяся компьютерными сетями, которая экономит около 300 000 долларов США в год на затратах на электроэнергию благодаря использованию ТЭЦ.
• Medium: Рынок средних когенерационных систем растет. Согласно «Когенерация: руководство пользователя» Дэвида Флина, средние установки определяются как блоки, которые генерируют от 50 до 500 кВт мощности.В эту категорию попадают сектора, требующие высоких нагрузок по теплу и энергии, такие как больницы и гостиницы.
• Большой: Крупные ТЭЦ существуют в энергоемких областях, таких как нефтеперерабатывающие заводы и предприятия пищевой промышленности. Они могут выдавать 500 кВт и более энергии.

Vista Projects имеет большой опыт проектирования и оптимизации систем комбинированного производства тепла и электроэнергии в различных отраслях и секторах.

При благоприятных условиях имеет смысл использовать когенерацию.Это надежный и эффективный способ обеспечить электроэнергию на месте, что выгодно с экономической и экологической точки зрения.

Когенерация — обзор | ScienceDirect Topics

5.1 Введение

Проблемы, связанные с ценами на ископаемое топливо, ресурсами и воздействием на окружающую среду, в последние десятилетия привели к усилению усилий по разработке более эффективных систем. Один из способов сделать это — создать несколько выходов в одной системе. Когенерация, или комбинированное производство тепла и электроэнергии (ТЭЦ), представляет собой метод производства тепла и электроэнергии в едином процессе, который является очень эффективным и, таким образом, позволяет значительно сократить потребление энергии. Когенерация часто связана со сжиганием ископаемого топлива, но также может осуществляться с использованием других источников тепловой энергии (например, некоторых возобновляемых источников энергии, ядерной энергии и сжигания отходов). В последнее время наблюдается тенденция к использованию более чистых видов топлива, таких как природный газ, для когенерации. Когенерация, по-видимому, имеет значительные долгосрочные перспективы на мировых энергетических рынках, в первую очередь благодаря своим многочисленным эксплуатационным, экологическим и экономическим преимуществам.

Когенерация часто экономически эффективно снижает потребление энергии и повышает надежность энергоснабжения.Кроме того, поскольку когенерационные установки обычно располагаются близко к потребителям, при использовании когенерации можно уменьшить потери в электрической сети, а когенерация часто хорошо подходит для использования в изолированных или удаленных районах. Когенерация может быть привлекательным вариантом для объектов с высокими тарифами на электроэнергию и зданий, потребляющих большое количество горячей воды и электроэнергии. Обычно чем выше тарифы на электроэнергию, тем больше экономия при когенерации и меньше срок окупаемости (т.е., сбережения быстрее окупают первоначальные капитальные вложения). Продукт тепловой энергии от когенерации может использоваться для нагрева горячей воды для бытовых нужд, отопления помещений, обогрева бассейнов и спа, процессов стирки и абсорбционного охлаждения. Чем больше тепла от когенерации используется круглый год в существующих системах, тем более финансово привлекательно когенерация в большинстве случаев. Объекты, потребляющие большое количество тепловой энергии во все месяцы года, включают

•

квартиры и кондоминиумы;

•

колледжи, университеты и другие учебные заведения;

•

больницы;

•

гостиницы;

•

спортивные клубы;

•

дома престарелых, дома престарелых и дома престарелых;

•

промышленные и очистные сооружения; и

•

прачечные.

Когенерация помогает преодолеть один из основных недостатков традиционных электрических систем: значительные потери тепла, которые сильно снижают эффективность. Потери тепла сокращаются, а эффективность повышается, когда когенерация используется для снабжения теплом различных приложений и объектов. Общая энергоэффективность системы когенерации представляет собой процент топлива, преобразованного как в электрическую, так и в полезную тепловую энергию. Типичные когенерационные системы имеют общую эффективность в диапазоне от 65% до 90%.

Тригенерация, также известная как комбинированное охлаждение, тепло и электроэнергия (CCHP), представляет собой одновременную выработку электроэнергии, тепла и холода либо за счет сжигания ископаемого топлива, либо за счет других источников тепловой энергии (например, возобновляемых источников тепловой энергии). источники, такие как геотермальная и солнечная энергия). Одна относительно распространенная система тригенерации использует высокотемпературное тепло для привода газовой или паровой турбины, а затем остаточное низкотемпературное тепло (которое может быть отработанным теплом) рекуперируется для нагрева и/или для производства охлаждения. Системы тригенерации отличаются от систем когенерации тем, что одновременно производятся и отопление, и охлаждение. В системах тригенерации часто используется абсорбционная система охлаждения для обеспечения охлаждения за счет части тепловой энергии, хотя также могут использоваться электрические чиллеры.

Потенциальное повышение общей эффективности системы за счет тригенерации в некоторых случаях может быть улучшено за счет расширения тригенерации до мультигенерации, обычно подразумевающей одновременное производство более трех продуктов.В системах с несколькими генерациями часть электроэнергии или энергии на охлаждение или нагрев часто используется для производства дополнительного продукта, такого как водород, сушка или горячая вода.

Системы мультигенерации иногда могут помочь удовлетворить глобальные потребности в энергии, одновременно снижая воздействие на окружающую среду и затраты. Сокращение потребления топлива и выбросов CO ₂ и отходов, а также повышение эффективности — вот некоторые из потенциальных преимуществ систем с несколькими генерациями по сравнению с обычными процессами с одной генерацией. На рис. 5.1 показано, как оценивается общая энергоэффективность системы по мере увеличения количества выходов. Системы с несколькими выходами иногда могут демонстрировать другие преимущества по сравнению с обычными процессами выработки энергии/тепла и охлаждения/топлива, например повышенную надежность.

Рисунок 5.1. Иллюстрация энергоэффективности нескольких поколений по мере увеличения количества выходов (Dincer and Acar, 2015).

Районные энергетические системы могут использовать многочисленные энергетические ресурсы, начиная от ископаемого топлива и заканчивая возобновляемой энергией и отработанным теплом, и иногда их называют «общинными энергетическими системами».” Связывая потребителей энергии в сообществе, районные энергетические системы могут помочь повысить эффективность и предоставить возможности для подключения производителей отработанной энергии (например, электростанций или промышленных объектов) с потребителями, которые могут использовать отработанную энергию. Тепло в системе централизованного энергоснабжения может использоваться для отопления или может быть преобразовано в охлаждение с помощью абсорбционных чиллеров или чиллеров с паровой турбиной.

Системы централизованного энергоснабжения обычно включают в себя как системы централизованного теплоснабжения, так и системы централизованного холодоснабжения.Они распределяют пар, горячую и охлажденную воду от центральной станции к отдельным зданиям через сеть труб. Системы централизованного энергоснабжения могут обеспечивать отопление помещений, кондиционирование воздуха, горячее водоснабжение и/или энергию промышленных процессов и часто связаны с производством электроэнергии посредством когенерации. При централизованном энергоснабжении котлы и чиллеры в отдельных зданиях не требуются. Централизованное энергоснабжение часто является привлекательным, эффективным и экологически безопасным способом снижения энергопотребления.Межправительственная группа экспертов по изменению климата (МГЭИК) определила когенерацию и централизованную энергетику в качестве ключевых мер по сокращению выбросов парниковых газов (ПГ), а Европейская комиссия разрабатывает системы когенерации и централизованной энергетики для Европейского Союза. Районные энергетические системы могут обеспечить другие экологические и экономические преимущества, в том числе

•

снижение местного/регионального загрязнения воздуха,

•

расширение возможностей использования технологий охлаждения, не наносящих вреда озоновому слою,

•

модернизация и развитие инфраструктуры, создающие новые рабочие места,

•

расширенные возможности для снижения пикового спроса на электроэнергию за счет хранения охлажденной воды или льда,

•

повышение гибкости использования топлива и

•

•

энергетическая безопасность.

Интегрированные энергетические системы интегрируют несколько процессов способами, которые обычно обеспечивают одно или несколько преимуществ. Под интегрированными энергетическими системами часто понимаются системы, описанные до сих пор в этой главе, такие как мультигенерирующие и централизованные энергетические системы, но они могут быть и шире. Скорее, например, интегрированная энергетическая система другого типа представляет собой систему, которая объединяет несколько систем таким образом, что позволяет каскадировать отработанное тепло при высоких температурах, чтобы оно становилось входом для пользователей, нуждающихся в тепле при более низких температурах.Размещение промышленных предприятий, требующих отработанного тепла или материалов, рядом с другими отраслями, чтобы они могли производить эти отходы, тем самым потенциально превращая их в побочные продукты, является способом интеграции энергетических систем.

Энергетический и эксергетический анализ когенерации, тригенерации, централизованного теплоснабжения и охлаждения (DHC) и интегрированных энергетических систем описывается в этой главе. По сравнению с обычными системами такие системы могут быть сложными, особенно потому, что они одновременно обеспечивают электроснабжение, отопление и охлаждение.В этой главе также описываются преимущества применения эксергетического анализа к таким системам и объясняются ключевые показатели производительности таких систем, основанные на эксергетике. Рассмотрен конкретный случай, чтобы проиллюстрировать затронутые темы, включая определение эффективности системы и компонентов и их улучшение.

В этой главе раскрываются идеи, которые могут помочь в проектировании когенерационных и интегрированных энергетических систем и связанных с ними действий по оптимизации, а также в выборе надлежащих типов систем для различных приложений и ситуаций.Эти знания могут помочь энергетическим компаниям улучшить существующие установки, где это уместно, и разработать более совершенные конструкции. Еще один затронутый ключевой момент касается трудностей, связанных с типами инструментов анализа, используемых для когенерации, тригенерации, централизованной энергетики и интегрированных энергетических систем. В целом энергетические технологии обычно изучаются термодинамически с использованием энергетического анализа, хотя лучшее понимание достигается при использовании более полного термодинамического взгляда. Эксергетический анализ обеспечивает дополнительную термодинамическую перспективу и в сочетании с энергетическим анализом позволяет проводить более полный термодинамический анализ.

Применение эксергетического анализа к когенерации, тригенерации, централизованной энергетике и интегрированным энергетическим системам в последние годы расширилось (Rosen et al., 2005; Dincer and Rosen, 2013; Dincer and Zamfirescu, 2012) и дало полезные и содержательные выводы. в производительность, которые помогают в достижении оптимальных конструкций.

Когенерация — Энергетическое образование

Рисунок 1: Цикл когенерации использует отработанное тепло, генерируемое термодинамическим процессом, для обогрева домов, автомобилей и других бытовых приборов.

Когенерация или комбинированное производство тепла и электроэнергии (ТЭЦ) — это производство электроэнергии на месте из отработанного тепла. При выработке электроэнергии из угля, природного газа или ядерной энергии только часть фактической энергии, выделяемой при сгорании, преобразуется в электричество. Остальная часть энергии теряется в виде отработанного тепла. На ТЭЦ это отработанное тепло рекуперируется для других применений, таких как отопление помещений или другие промышленные процессы, требующие тепла. Таким образом, ТЭЦ является эффективным процессом восстановления энергии, которая в противном случае была бы потеряна. ^[1] Благодаря такому повышению эффективности когенерация имеет много преимуществ для окружающей среды и может стать ключевым фактором в уменьшении последствий изменения климата. ^[2]

Когенерационные установки обеспечивают значительную экономию средств, обеспечивая дополнительную конкурентоспособность для промышленного и коммерческого использования, предлагая доступное тепло для бытовых потребителей. ^[1] Они обеспечивают явные экологические преимущества благодаря улучшенному преобразованию энергии и использованию отработанного тепла. Тем не менее, есть много препятствий на пути строительства таких заводов. ^[3] Одним из факторов являются относительно высокие капитальные затраты, связанные с такими установками, что делает их непривлекательными для потенциальных разработчиков. Когенерационные установки представляют угрозу для таких компаний, и известно, что при строительстве этих станций было много юридических споров. ^[4] Кроме того, источники распределенного производства электроэнергии могут создавать опасность поражения электрическим током для энергетической компании, электрифицируя часть электрической сети, которая в противном случае была бы отключена, когда компании необходимо работать с этой частью сети.

Поскольку ископаемое топливо в основном используется в качестве входного источника, ТЭЦ не может считаться в конечном счете устойчивым решением в долгосрочной перспективе. Тем не менее, это может помочь снизить уровень выбросов углерода при существенной экономии энергии за счет более высокой эффективности в ситуациях, когда более устойчивые варианты недоступны или недоступны. ^[5]

Обсуждение некоторых плюсов и минусов ТЭЦ можно увидеть в блоге TriplePundit здесь.

Эффективность

Электростанции производят примерно в два раза больше энергии, чем отработанного тепла, чем электричества.Дома обычно отапливаются печами, а также требуют топлива для выработки тепла. Отвод части отработанного тепла от производства электроэнергии экономит значительные суммы денег и энергии.

Производство эквивалентного количества тепла и электроэнергии с использованием системы ТЭЦ намного эффективнее, поскольку тепло от производства электроэнергии можно использовать с пользой. Общий КПД системы ТЭЦ определяется отношением общей потребляемой энергии, как электрической, так и тепловой, к поступающей энергии.Гораздо меньшая часть тепла невозвратна и по-прежнему теряется в виде отработанного тепла.

Рисунок 2: Диаграмма потока энергии, сравнивающая эффективность раздельной генерации и когенерации. Данные по эффективности, потребности в тепле и энергии являются образцовыми. ^[6] Зеленые стрелки связаны с полезной энергией, черные с потерями.

Расчет эффективности

Домохозяйство имеет удельный спрос на тепловую энергию [math]Q_{th}[/math] и спрос на электроэнергию [math]W_{el}[/math]. ТЭЦ имеет тепловой КПД [math]\eta_{th}[/math] и электрический КПД [math]\eta_{el}[/math]. Благодаря комбинированной выработке КПД ТЭЦ представляет собой сумму этих КПД [math]\eta_{CHP}=\eta_{th} + \eta_{el}[/math], где общее количество топлива, необходимого для удовлетворения потребностей дома, равно [math]Q_{топливо,ТЭЦ}= \frac{Q_{th} + W_{el}}{\eta_{CHP}} [/math]. Из-за гораздо более высокой эффективности [math]\eta_{ТЭЦ}[/math] по сравнению с домохозяйством, не использующим ТЭЦ, количество топлива, необходимое для удовлетворения его энергетических потребностей, намного меньше. Например, если дом, использующий ТЭЦ, имеет КПД 90%, он будет использовать только 1/3 топлива, которое использовал бы дом, работающий с КПД 30%! ^[7]

Типы

Схематический вид подключенной к сети бытовой когенерационной установки ^[8]

Необходимая электрическая мощность будет зависеть от размера системы когенерационной установки.Как правило, микро-ТЭЦ будет вырабатывать менее 5 киловатт (кВт), а мини-ТЭЦ будет иметь мощность более 5 кВт и менее 500 кВт. Системы микро-ТЭЦ обычно устанавливаются в домах и регулируются потреблением тепла. Это означает, что они включаются, когда возникает потребность в тепле для производства побочного тепла при выработке электроэнергии.

Различные типы систем микро-ТЭЦ включают, например:

Интеграция ТЭЦ в электрическую сеть

Чтобы интегрировать систему ТЭЦ в сеть, ее сначала необходимо подключить к инвертору для преобразования электричества постоянного тока в электричество переменного тока.Это позволяет использовать выработанную электроэнергию другими пользователями сети.
Высокая скорость проникновения систем микро-ТЭЦ в дома может вызвать нестабильность в электрической сети. Это связано с трудностью прогнозирования того, когда эти системы будут вырабатывать электроэнергию, поскольку они должны производить тепло в доме, чтобы получать электроэнергию, необходимую для нагрузки. В часы пик, когда потребление электроэнергии высокое, потребность в дополнительном электричестве в электросети больше, чем в непиковые часы.Области, представляющие интерес для решения этой проблемы, включают аккумулирование тепла, которое может эффективно заставить ТЭЦ управлять спросом на электроэнергию, а не спросом на тепло. Система будет вырабатывать электроэнергию в соответствии с требованиями сети и сохранять избыточное тепло для использования в другое время.

Для дальнейшего чтения

Для получения дополнительной информации см. соответствующие страницы ниже:

Каталожные номера

1. ↑ ^{1.0 1.1} COGEN, Что такое когенерация? [Онлайн], Доступно: http://www.cogeneurope.eu/what-is-cogeneration_19.html
2. ↑ Code Project, Справочник по примерам когенерации [онлайн], доступно: http://www.code-project.eu/wp-content/uploads/2011/04/CODE_CS_Handbook_Final.pdf
3. ↑ МЭА. (2014). Соединение систем отопления и электроснабжения [Онлайн]. Доступно: https://www.iea.org/publications/freepublications/publication/LinkingHeatandElectricitySystems.pdf
4. ↑ Forbes, Самые эффективные электростанции [Онлайн], Доступно: http://www.forbes.com/2008/07/03/energy-efficiency-cogeneration-biz-energy_cx_jz_0707efficiency_horror. html
5. ↑ Triple Pundit, Комбинированное производство тепла и электроэнергии: плюсы и минусы [Онлайн], доступно: http://www.triplepundit.com/special/energy-options-pros-and-cons/combined-heat-power-pros -минусы/
6. ↑ Agert, Prof. Dr. Carsten, Хранение энергии, лекция 4, Хранение тепла вместо электричества, неопубликовано.
7. ↑ [математика]\frac{Q_{топливо,ТЭЦ}}{Q_{топливо,не-ТЭЦ}}=\frac{30\%}{90\%}=\frac{1}{3}[/math ]
8. ↑ Оклендский университет.(2013) Лаборатория приложений и интеграции энергетических систем (ESAIL) . [Онлайн]. Доступно: http://www.oakland.edu/ESAIL.

Energy IQ: что такое когенерация, ее преимущества и принцип работы когенерации

По оценкам, почти 75% всей производимой нами энергии рассеивается в виде отработанного тепла. Сюда входит тепло, выделяемое двигателем вашего автомобиля, лампочками в доме и другими устройствами, для работы которых требуется энергия.

Отработанное тепло также образуется при производстве электроэнергии, краеугольного камня нашей современной жизни. К счастью, такие технологии, как когенерация и тригенерация, помогают нам уменьшить эти потери тепла.

Давайте рассмотрим общие вопросы и ответы о когенерации и тригенерации, чтобы повысить ваш энергетический IQ.

Что такое когенерация и что такое тригенерация?

Когенерация, также известная как комбинированное производство тепла и электроэнергии (ТЭЦ), представляет собой одновременное производство нескольких форм энергии из одного источника топлива 1. Тепловая (тепло) и электрическая (электричество) обычно представляют собой две формы энергии, производимые во многих видах. применения когенерации.

Тригенерация обычно представляет собой одновременное производство холода в дополнение к теплу и электроэнергии за счет одного источника топлива. Тригенерация также известна как комбинированное охлаждение, тепло и электроэнергия (CCHP). Некоторые приложения тригенерации производят электроэнергию и утилизируют тепло, одновременно используя углекислый газ (CO2) из ​​выхлопных газов. CO2 используется для фотосинтеза растений в теплицах или газирования напитков на предприятиях по розливу.

И когенерация, и тригенерация часто рассматриваются как приложения распределенной генерации.Обычно они находятся на объектах, которые они питают, или рядом с ними, в отличие от традиционных электростанций, которые расположены в центре и испытывают потери энергии из-за передачи и распределения.

Как работает когенерация?

Система когенерации построена вокруг первичного двигателя, которым может быть поршневой двигатель, турбина или топливные элементы. Этот первичный двигатель в сочетании с генератором переменного тока, где это применимо, преобразует химическую энергию, хранящуюся в топливе, в электрическую энергию. В качестве топлива часто используется природный газ, но также могут использоваться дизельное топливо и водород.

Этот процесс производства электроэнергии также создает тепло. Затем тепло улавливается и используется для полезных целей, а не выбрасывается в атмосферу в виде потерь тепла. Отопление, охлаждение, горячее водоснабжение и промышленное использование — вот некоторые из способов продуктивного использования этого тепла.

Каковы выгоды и преимущества когенерации?

Когенерация приносит пользу как окружающей среде, так и прибыльным предприятиям. Его высокая эффективность преобразования энергии исходного топлива в полезную энергию является основой этих преимуществ.

Типичное применение когенерации преобразует 70-90% энергии исходного топлива в полезную энергию. Для сравнения, менее трети энергии исходного топлива преобразуется в полезную энергию в традиционной энергосистеме с центральными электростанциями.

• Экологичность: Более высокая эффективность означает использование меньшего количества топлива. Учитывая, что электроэнергия в мире по-прежнему производится в основном за счет ископаемого топлива, меньшее количество топлива обычно снижает углеродный след предприятия.Вторичным экологическим преимуществом когенерации является уменьшение избыточного тепла, выделяемого в атмосферу.
• Экономика: Потребление меньшего количества топлива для выполнения работы снижает затраты на электроэнергию и повышает финансовые показатели. Эта операционная экономия может компенсировать первоначальные инвестиции, необходимые для системы когенерации, в течение первых двух лет.

Какие приложения и отрасли могут выиграть от внедрения когенерации?

Несколько факторов влияют на внедрение когенерации в разных отраслях.Двумя из этих факторов являются стоимость приобретения энергии и профиль тепловых потребностей объекта.

Когда дело доходит до различных видов бизнеса, одни используют когенерацию больше, чем другие.

• Медицинские учреждения: В домах престарелых и больницах используются сложные системы управления воздухом для повышения качества обслуживания. Эти объекты часто нуждаются в непрерывном обогреве или охлаждении, что делает когенерацию идеальным решением.
• Теплицы: Постоянная потребность в тепле и углекислом газе для выращивания продукции является ключевой причиной, по которой многие тепличные предприятия внедряют системы когенерации.
• Университеты и колледжи: Эти учреждения, как правило, имеют большие помещения, которые используются в течение всего года и нуждаются в значительном количестве электроэнергии и тепла.

Многие другие предприятия, от химических заводов и производственных предприятий до отелей, также используют когенерацию для улучшения своих финансовых показателей и уменьшения воздействия на окружающую среду.

Участие Cummins в когенерации и тригенерации

Камминс Инк.является ведущим поставщиком дизельных и газовых генераторов, цифровых решений и систем управления. Предприятия, начиная от теплиц и заканчивая медицинскими учреждениями, сотрудничают с Cummins, чтобы минимизировать свой углеродный след и улучшить свои финансовые показатели с помощью приложений когенерации. Недавние инвестиции Cummins в накопители энергии, топливные элементы, высокоэффективные газогенераторы и передовые технологии управления микросетями расширили ее возможности по адаптации энергетических решений для различных приложений когенерации и тригенерации.

Подпишитесь ниже на Energy IQ, чтобы получать информацию об энергетике на рынках, начиная от центров обработки данных и медицинских учреждений и заканчивая производственными предприятиями и всем остальным. Чтобы узнать больше о решениях Cummins для когенерации и тригенерации, посетите нашу веб-страницу.

Думаете, вашим друзьям и коллегам понравится этот контент? Поделитесь на LinkedIn и Facebook.

Ссылки:

1 Гамильтон, Дж. (без даты). Оценка когенерации для вашего объекта [Бюллетень].Cummins Inc. Получено с https://www.cummins.com
 

Когенерационные системы｜Энергетические системы｜YANMAR

Обзор когенерационных систем Yanmar

Yanmar предлагает широкий спектр систем когенерации, которые обеспечивают отличные решения для эффективного производства электроэнергии и горячей воды. Благодаря широкому диапазону выходной мощности системы когенерации Yanmar могут использоваться как отдельные блоки, так и в составе многоблочных систем для обеспечения электроэнергией и теплом всего спектра зданий, в которых люди живут, работают и отдыхают.
Yanmar также предлагает когенерационные установки на биогазе для многоблочных установок. Это позволяет эффективно вырабатывать электроэнергию и тепло даже при колебаниях количества доступного биогаза.

Блоки CP (25 кВт)

Типичные области применения когенерационных систем

Когенерационный механизм и достоинства

И генераторная установка, и когенерационная установка производят электроэнергию, но в системе когенерации тепло рекуперируется от двигателя для производства нагретой воды, которую можно использовать вне установки.Благодаря рекуперации этого тепла общая эффективность первичной энергии значительно повышается, что дает ряд других преимуществ, включая более низкие затраты на энергию и сокращение выбросов CO ₂ и других.

Поколение

Когенерация

Это также верно для большинства дистанционно генерируемых коммерческих энергосистем, где, помимо потерь при преобразовании, в системе энергосистемы имеются также потери при распределении.

В этом примере когенерация дает гораздо более высокую энергоэффективность по сравнению с коммерческой электроэнергией, а также снижает затраты на энергию и снижает выбросы CO ₂ .

Экономия энергии

CO ₂ сокращение выбросов

Производство электроэнергии с использованием газообразного топлива, такого как природный газ, оказывает меньшее воздействие на окружающую среду по сравнению со многими другими широко используемыми видами топлива.Это преимущество дополнительно усиливается за счет использования высокоэффективной когенерационной системы, такой как микрокогенерационная установка Yanmar.

.