Распределённая энергетика и собственная генерация на предприятии

Распределённая энергетика (малая энергетика) это собственные источники электричества и тепла рядом с потребителем: на заводе, в торговом центре, в теплице. В России так обычно называют комплектные энергообъекты мощностью до 25 МВт, чаще всего на газопоршневых установках (ГПУ). Собственная генерация имеет смысл, когда сеть не даёт нужной мощности или электричество слишком дорого, а тепло и холод можно использовать почти круглый год.

Зачем предприятиям собственная генерация?

Растут тарифы на электричество. Подключение к сети стоит дорого, или сеть не даёт нужную мощность. Производству нужно бесперебойное питание, а новые корпуса растут быстрее, чем сеть. В части наших проектов решила нехватка сетевой мощности.

На тепличном комбинате в Свердловской области электрический чиллер не проходил по мощности, подстанция была далеко, и комплекс работает в островном режиме на собственных ГПУ. На комбинате сэкономили на подключении к внешней электросети, энергоэффективность комплекса до 92 %, окупаемость 5 лет. В Москве, в историческом центре, где не хватало электрической мощности, холод для административного здания получают из тепла микротурбин и котельной. Эти объекты называем в числе многих других, весь перечень в разделе «Проекты».

Из чего собирается собственная станция?

Путь обычно в три шага.

1. Собственная генерация электричества. Берут газопоршневую или газотурбинную установку, микротурбины или топливные элементы.

2. Когенерация: тепло двигателя утилизируют для отопления и горячей воды. Подробнее на странице «Когенерация».

3. Тригенерация: летнее и избыточное тепло превращают в холод в абсорбционной машине. Об этом страница «Тригенерация».

С каждым шагом больше тепла идёт в дело, а не в воздух.

Раздельное снабжение и тригенерация

Раздельно объект покупает электричество, тепло и холод по трём разным цепочкам, в тригенерации всё делает одна станция.

Какие двигатели подходят для малой энергетики?

Данные американского каталога технологий когенерации (EPA, 2017). На газотурбинной электростанции в Казахстане (110 МВт) машина на выхлопных газах охлаждает воздух на входе в турбину, это другой способ использовать тепло турбины. Разбор по типам: виды тригенерации.

С сетью или без сети?

Есть два режима. При параллельной работе станция и сеть питают нагрузку вместе, сеть закрывает пики и служит резервом. В островном режиме сети нет, станция сама держит частоту и напряжение, а число машин подбирают с запасом на отказ одной.

С сетью или островом

Сеть закрывает пики и резерв при параллельной работе, а в острове станция рассчитана на отказ одной машины.

Остров требует больше резерва, а значит дороже. Абсорбционной машине он добавляет своё условие: провал питания до 3 минут она переживает, а дольше нужен ИБП или резервный ввод на разбавительный цикл, иначе раствор может кристаллизоваться.

Что с законом о микрогенерации?

Закон 471-ФЗ от 27 декабря 2019 года касается установок до 15 кВт, подключённых к сети до 1000 В. Промышленной тригенерации он не касается. Стоимость технологического присоединения к сетям и газу в России мы здесь не приводим: открытого источника с цифрами нет, смотрите в технических условиях вашей площадки.

Когда собственная генерация не окупится?

Не окупается, если тепла нет в нужный сезон, если часов работы мало, если мощность выбрана по электричеству, а не по тепловой нагрузке. Американские руководства дают ориентиры: больше 5000 часов в год выгодно, 3000–5000 часов может окупиться, нужен расчёт, меньше 3000 обычно не оправдывает вложений. Холод добавляет часов летом. Причины провалов и шесть стыков двигателя с холодом собраны на странице «Ошибки тригенерации». За эти стыки должен отвечать один подрядчик, поэтому «Энергия холода» поставляет и ГПУ, и машины Thermax с оборудованием NCT.

Если хотите проверить свой объект, закажите расчёт ТЭО или посчитайте в калькуляторе. Модельные расчёты по типам объектов собраны в разделе «Отрасли».

Источники

• EPA, Catalog of CHP Technologies, сентябрь 2017: https://www.epa.gov/sites/default/files/2015-07/documents/catalog_of_chp_technologies.pdf
• DOE, CHP Resource Guide for Hospital Applications, 2007: https://www.energy.gov/sites/prod/files/2013/11/f4/chp_hospital_guidebook_2007.pdf
• DOE Midwest CHP TAP, Combined Heat and Power Resource Guide, 2015: https://www.energy.gov/sites/default/files/2019/01/f58/CHPGuide2015.pdf
• Российская газета, 30.12.2019, закон 471-ФЗ: https://rg.ru/2019/12/30/energetika-dok.html

Частые вопросы