В.М. ЗАЙЧЕНКО , И.С. ИВАНОВ 1- ОБЪЕДИНЕННЫЙ ИНСТИТУТ ВЫСОКИХ ТЕМПЕРАТУР РАН

реклама
В.М. ЗАЙЧЕНКО1, И.С. ИВАНОВ2
1- ОБЪЕДИНЕННЫЙ ИНСТИТУТ ВЫСОКИХ ТЕМПЕРАТУР РАН
2 - МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ОБРАЗОВАНИЯ РФ
ПЕРСПЕКТИВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ РАЗВИТИЯ РАСПРЕДЕЛЕННОЙ
ЭНЕРГЕТИКИ
Главной причиной, определяющей приоритетное развитие децентрализованной
энергетики, является стремление к реализации совместной выработки электрической и
тепловой энергии, что является наиболее эффективной схемой производства и
распределения энергии. КПД использования топлива современных отопительных агрегатов
составляет более 90%, что приближается к максимальным требованиям по эффективности и
экологической безопасности. Тепловую энергию нельзя передавать на большие расстояния,
поэтому производство тепловой энергии необходимо располагать вблизи потребителя. Если
производство электрической энергии расположено на большом расстоянии от потребителя,
которому необходимо также и теплоснабжение, то когенерационный цикл становится
проблематичным или даже невозможным. В этом случае коэффициент использования
топлива равен электрическому КПД, т.е. крайне низок. Это и диктует необходимость
совместного производства электрической и тепловой энергии в непосредственной близости
от потребителя, что наиболее полно может быть реализовано при децентрализованной схеме
энергоснабжения.
В настоящее время во многих странах существуют жесткие ограничения на
возможность использования энергетических установок, не работающих в режиме
когенерации. Например, в Дании законодательно запрещено устанавливать системы
теплоснабжения мощностью более 1 МВт, которые одновременно не вырабатывают
электроэнергию. В Нью-Йорке мощность энергогенерирующих установок, в которых
использование когенерационной схемы является обязательным, в период 2000-2006 гг.
снизилась с 2 до 0,3 МВт. Несмотря на перспективность когенерационных схем, в нашей
стране их использование весьма ограничено. Только в Московском регионе более 50 % тепла
производится без выработки электроэнергии. Всего же в Российской Федерации без
выработки электроэнергии производится более 650 млн. Гкал в год.
В течение последних десятилетий в большинстве развитых стран потенциал,
обусловленный переводом энергетических установок в режим когенерации, уже реализован.
При этом дополнительные ресурсы, связанные с использованием органических природных
топлив, как правило, отсутствуют. Увеличение производства энергии в этих странах
осуществляется за счет внедрения методов возобновляемой энергетики, которые требуют
существенных дотаций из бюджета. В отличие от практики, принятой в настоящее время на
западе, мы не должны использовать разработки, реализация которых требует бюджетных
дотаций. Отечественная научная школа в состоянии разработать новые альтернативные
методы
использования
возобновляемых
энергоресурсов,
которые
обеспечат
конкурентоспособность разрабатываемых технологий по сравнению с технологиями,
использующими ископаемые топлива. В России существенно иная ресурсная база, чем в
западных странах. Наша страна обладает самыми большими в мире запасами природной
биомассы. На территории РФ сосредоточено около четверти имеющихся в мире ресурсов
древесины и около 45% мировых запасов торфа. По существующим оценкам ежегодный
прирост торфа в нашей стране оценивается в 260…280 млн. тонн, и только 1,1…1,2% от
этого количества добывается и используется. Ресурсы торфа в России превышают
суммарные запасы нефти и газа и уступают только запасам каменного угля. Именно на этих
ресурсах, в основном, и должна строиться политика нашего государства в области
возобновляемой энергетики.
Приведена информация о новых перспективных разработках в сфере распределенной
энергетики, основанных на использовании технических решений, разработанных в нашей
стране, в том числе о развитии производства отечественных когенерационных
газопоршневых установок на природном, попутном и сжиженном природном газе.
Рассмотрены новые методы термической переработки древесных и сельскохозяйственных
отходов и торфа с получением энергетического газа с высокими теплотехническими
характеристиками. Использование газа, получаемого по данной технологии, в качестве
топлива для газопоршневых установок будет способствовать широкому вовлечению
местных топливно-энергетических ресурсов в системы регионального энергоснабжения.
Значительные перспективы имеют разрабатываемые технологии утилизации иловых
отложений сточных вод и пометно - подстилочной массы птицефабрик.
Приведено технико-экономическое сравнение параметров различных типов тепловых
электростанций. Показано, что с точки зрения финансово-экономической эффективности
наилучшие показатели имеют газопоршневые станции на природном газе. Результаты
технико-экономического анализа показывают, что распределенная генерация оказывается
экономически выгодной не только для обособленных объектов, расположенных на
удаленных территориях, но и при использовании для энергоснабжения потребителей
различного функционального назначения в больших городах. В качестве примера приведены
результаты оценки финансово-экономической эффективности сооружения собственного
энергоисточника для одного из учреждений города Москвы. Анализ показывает, что
сооружение объектов распределенной генерации применительно к Москве является
проектом высокой инвестиционной ипривлекательности.
Показано, что высокая экономическая эффективность обеспечивается при установке в
отопительных котельных на природном газе газопоршневых двигателей для производства
электроэнергии в объеме собственного потребления котельной. Их перевод на собственное
электроснабжение за счет собственных источников обеспечит значительную экономическую
выгоду и повысит надежность работы отопительных котельных из-за снижения риска
возникновения аварий в системах электроснабжения.
Приведена информация об экономической эффективности использования в городском
хозяйстве отечественных когенерационных газопоршневых установок на сжиженном
природном газе. Рассмотрены новые методы термической переработки древесных и
сельскохозяйственных отходов растительного и животного происхождения. Промышленное
освоение данных технологий позволит решить проблему утилизации различных отходов
города. Энергетическая утилизация только древесных отходов, ежегодно образующихся,
например, в Москве, технология утилизации которых находится в наибольшей степени
готовности, позволит получить дополнительно около 40 МВт электрической и до 60 МВт
тепловой энергии. Значительные перспективы имеют разрабатываемые технологии
утилизации иловых отложений сточных вод и пометно - подстилочной массы птицефабрик.
Скачать