Сколько стоит энергия?

Вопрос риторический — есть тарифы, есть полученная энергия, перемножаем и платим… Но стоит только задуматься, откуда берется энергия и за что мы платим, и вопрос этот уже не кажется столь простым.

Итак, откуда берется энергия? Основные этапы производства и передачи энергии — это добыча и транспортировка топлива, например самого дешевого — газа, до потребителя — ТЭЦ (потери составляют до 20% энергии топлива), преобразование энергии газа на ТЭЦ в электрическую и тепловую (средний по РФ КПД ТЭЦ — около 50%), доставка энергии непосредственному потребителю — ЖКХ, предприятиям (потери 25%), использование энергии потребителем. Потери в ЖКХ, по экспертным оценкам, составляют 70%. Это потери, которых могло бы не быть — недостаточная теплоизоляция ограждающих конструкций зданий и сооружений, зазоры и щели в дверных и оконных проемах, большая теплопроводность остекления и т. п. Если принять энергию топлива на этапе добычи за 100%, то полезно используется только 9% этой энергии! Это ответ на вопрос «за что платим»…

А стоит ли платить за такие потери или хотя бы за их часть?

Выход в том, чтобы производить энергию там, где она необходима, исключив часть потерь. Идея не новая, и локальные котельные тому подтверждение. С электроснабжением сложнее, но на настоящее время и эта проблема имеет решение. И решение это — мини- и микро-ТЭС.

Основным элементом мини-ТЭС, как и в большой энергетике, является газовый (или дизельный) электрогенератор. В качестве двигателей для таких генераторов могут использоваться микротурбины, дизельные (воспламенение топлива при сжатии) и газопоршневые двигатели (газовые ДВС с искровым зажиганием). Стоимость единицы электрической энергии, произведенной на газопоршневой установке, в 1,3 раза меньше, чем на дизельной.

Каждому из видов двигателей свойственны достоинства и недостатки.

Установка газовых турбин наиболее выгодна на крупных промышленных предприятиях, которые имеют значительные (>8–10 МВт) электрические нагрузки.

Недостатков у микротурбин мощностью от 30 кВт до 1 МВт значительно больше: КПД газовых турбин 25–34%, к тому же он резко падает на частичных нагрузках, высокие эксплуатационные затраты, связанные с дорогостоящим (только в заводских условиях) ремонтом ГТД, необходимость газопровода высокого давления.

Двигатели внутреннего сгорания имеют более высокую стоимость по сравнению с микротурбинами, но это с лихвой компенсируется их достоинствами при использовании на мини-ТЭС: КПД поршневых машин составляет 31–45% и он почти неизменен в диапазоне нагрузок от 50 до 100%, низкие эксплуатационные расходы, простой ремонт, наименьшая удельная стоимость оборудования при единичных мощностях до 3,5 МВт. (Здесь нужно заметить, что стоимость оборудования и стоимость станции не одно и то же.) Из всего этого следует, что на мини-ТЭС предпочтительнее использовать поршневые машины.

Однако при получении только электроэнергии — КПД (по топливу) 35%, что очень мало. Остальные 65% энергии топлива — тепло, и это тепло не должно быть потеряно! Оно и не теряется. Само название — мини-ТЭС (теплоэлектростанция) говорит об использовании тепла. Такие установки носят название когенерационных, т. е. вырабатывающих два вида энергии. При этом КПД мини-ТЭС (по топливу) становится экономически очень привлекательным — до 94%! Следует отметить, что и в большой энергетике используется принцип когенерации, но в силу многих факторов КПД в редких случаях достигает 70%.

С электроэнергией, вырабатываемой мини-ТЭС, все понятно, она необходима круглый год. А вот необходимость в тепловой энергии носит сезонный характер, зимой — на отопление и приготовление горячей воды, летом — только для ГВС. Избыток тепла летом приходится сбрасывать в атмосферу, а это приводит к падению среднегодового КПД установки и, кроме того, является тепловым загрязнением атмосферы. Это один из основных факторов низкого КПД в большой энергетике.

Применяя мини-ТЭС, изначально ориентированные на энергоснабжение локальных объектов, избыточное тепло и летом можно использовать с пользой. Для этого его надо превратить в холод. Устройства, которые с успехом делают это, широко известны. Это абсорбционные холодильники и абсорбционные кондиционеры. Абсорбционные холодильники были разработаны даже раньше компрессорных и для своей работы используют именно тепловую энергию. Что и требуется летом — имея избыточное тепло (фактически бросовую энергию), получаем холод! Кондиционеры в этом случае работают почти даром. И среднегодовой КПД мини-ТЭС получается весьма высоким, а, следовательно, стоимость энергии — низкой. Такие установки носят название «тригенерационные».

Сфера применения мини-ТЭС весьма широка: - промышленные предприятия, - торговые и административные центры (гостиницы, больницы, офисы), - индивидуальные и многоквартирные дома, - склады, магазины, торговые центры, - плавательные бассейны и центры досуга, - сельское хозяйство. Необходимость строительства собственной электростанции, как правило, обусловливается одной из следующих причин или их сочетанием: - затраты на подвод электроэнергии и тепла сопоставимы с расходами на строительство собственной электростанции (новое строительство), - есть проблемы с региональными энергосетями либо со стоимостью дополнительной электроэнергии (расширение мощностей), - наличие и качество электроэнергии критично с точки зрения непрерывности технологического процесса или нарушения технологии, - возможность использования «бесплатного» биогаза, - ожидание роста тарифов на электроэнергию. Экономическая эффективность использования мини-ТЭС: - относительно быстрый возврат инвестированного капитала, - максимально возможные прибыли от инвестиций, - отсутствие платы за подключение, - минимум тепловых потерь и утечек в теплотрассах, - возможность установки в помещениях действующих котельных, - отсутствие необходимости строительства ЛЭП, ТЭП, протяженной кабельной сети. Следует заметить, что качественная реализация проекта требует наличия специфических знаний и опыта, иначе значительная часть преимуществ наверняка будет потеряна. Но самое главное — мини-ТЭС позволяет почувствовать себя независимым от состояния централизованных электрических и тепловых сетей, надежность которых стремительно падает, что подтвердили события последних лет в России.

Объекты для привлечения спонсорских средств на реставрацию и воссоздание культурного наследия Санкт-Петербурга.

Барнаульский завод АТИ: стабильность качества.

«ЧЕТРА — КЗЧ»: верность качеству и новые решения.

Низковольтное электрооборудование для нефтегазовой промышленности.

Высотное строительство в России: настоящее и перспективы.

Формула архитектора: художник — инженер — бизнесмен.

Многоцелевой универсальный порт.

Главная Публикации