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