КОНЦЕПТУАЛЬНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ СИСТЕМ КОМПЛЕКСНОГО ЭНЕРГООБЕСПЕЧЕНИЯ АГРОГОРОДКА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МЕСТНЫХ И ВОЗОБНОВЛЯЕМЫХ ЭНЕРГОРЕСУРСОВ Содокладчики: Герасимович Л.С., академик, д.т.н., профессор Ланкевич Ю.И. ассистент, Синенький А.В., мл. научн. с-к Минск – Сектор энергетики АПК Института энергетики НАН Беларуси – 2013 г. Агрогородок Агрогородок – благоустроенный населённый пункт с социальной инфраструктурой, обеспечивающей Государственные социальные стандарты проживающему в нём населению, жителям прилегающих территорий и задачи сопряжённой градообразующей аграрной производственной сферы. 2 Развитие сельских населенных пунктов в Республике Беларусь 3 Разновидности агрогородков 1. Одно градообразующее многопрофильное СХП с населением одного агрогородка на 3 - 7 и тыс. га. 2. Градообразующее СХП с наличием: - животноводческих комплексов по откорму КРС. - животноводческого комплекса по откорму свиней. - птицефабрики. - тепличного комбината. - крупных цехов по переработке с.-х. продукции. 3. С населением двух и более агрогородков с одним градообразующим СХП 4 Концептуальное моделирование - это деятельность по обследованию агрогородков, оценке и обработке собранной информации из баз данных для определения технического и экономического потенциала энергосистем агрогородка с использованием МВЭР, имитационного моделирование и отбор наиболее перспективных вариантов для разработки концептуального проекта системы комплексного энергообеспечения агрогородка (СКЭОА) Концептуальный проект СКЭОА - это комплект технической и экономической документации вне систем СПДС и ЕСКД, предваряющий первую стадию проектирования, который: • включает наиболее перспективные и важные с энергоэкономической точки зрения структуры СКЭОА; • дает более наглядное представление о проектируем объекте для поддержки принятия решений; • содержит обоснование технико-технологической возможности и экономической целесообразности модернизации или реинжиниринга энергосети, нового строительства СКЭОА. Миссия концептуального проекта СКЭОА высокой энергоэффективности и экологической безопасности • создание экосистемы, благоприятной для развития производительных сил и уровня жизнеобеспечения сельского населения; • обоснование энергоэффективной, энергобезопасной и надежной структуры СКЭОА • обеспечение высокой производительности аграрного труда и социального уровня сельского населения; • диверсификация энергетических ресурсов с использованием МВЭР; • интеллектуализация управления СКЭОА 7 Состав и структура программного комплекса Первичные данные обследования агрогородка Нормативно правовая база Программа обработки данных «ENPEP» Веб-сайт для редактирования и наполнения БД Пользователи базы данных База Данных Сервер Программа обработки данных «АРЭП» Работа экспертов Другие приложения, использующие БД Администрирование базы данных 8 Функциональная схема концептуального проектирования с использованием базы данных в среде IDEF0 Действующие документы, определяющие развитие МВИЭ в АПК Республике Беларусь • Указ Президента Республики Беларусь от 17 сентября 2007 г. № 433 «О Концепции энергетической безопасности Республики Беларусь» • Cтратегия развития энергетического потенциала Республики Беларусь (утверждена Постановлением С М РБ 9 августа 2010 г. № 1180 • Концепция развития теплоснабжения в Республике Беларусь на период до 2020 года (утверждена Постановлением СМ РБ 18 февраля 2010 г., №225 • Национальный проект РБ «Развитие местных, возобновляемых и нетрадиционных энергоисточников на 2011-2015 годы» (утвержден Постановлением СМ РБ 10 мая 2011 г., №586) • Постановление Комитета по энергоэффективности при Совете Министров в Республике Беларусь 27 января 2004 г. № 1 «Об утверждении инструкции о порядке создания и функционирования демонстрационных зон высокой энергоэффективности Республики Беларусь». 10 Принципы методологии концептуального моделирования СКЭОА 1 - приоритет энергоэффективности и энергобезопасности производственной сферы агрогородков; 2 - соблюдение минимально допустимых государственных социальных стандартов для населения агрогородков. 3 - комплексное энергообеспечение с использованием МВЭР со сроком окупаемости СКЭОА около 5 лет 11 Принципы методологии концептуального моделирования СКЭОА (продолжение) 4. Энерго- и ресурсосберегающие технологии конверсии МВЭР 5.Инновационное энергооборудование для производственных и бытовых энергопотребителей 6.Централизованные и локальные системы интеллектуального управления нагрузками и режимами работы энергопотребителей 7.Высокоорганизованное обслуживание и технический сервиc энергосистемы и автономных энергопотредителей 12 Система требований к концептуальному проекту СКЭОА 13 Первичные энергоресурсы и энерготехнологии № 1 1.1 Тип первичного энергоресурса Местные энергоресурсы Вид первичного энергоресурса Вырабатываемый энергоноситель Тип энерготехнологий отходы древесины, солома, щепа, опилки, быстрорастущие растения, злаки, бобовые Биомасса 1.1.1 Непосредственное сжигание 1.1.2 Газификация, пиролиз 1.1.3 Ферментация 1.1.4 Прессование органические помет 1.1.5 2 Возобновляемые энергоресурсы 2.1 Солнечная энергия отходы, электромагнитное солнца навоз, Метановое сбраживание Энергия ветра Гидроэнергия Геотермальная энергия конвективное течение воздуха течение воды теплые воды 2.5 Низкопотенциальное тепло грунт, вода, воздух 3 Централизованные энергоносители 3.1 Электроэнергия 3.2 Природный давления Преобразование солнечной радиации Нагрев теплоносителя Электрогенерация Электрогенерация Нагрев теплоносителя Низкопотенциальное тепло земли, воздуха Преобразование электроэнергия в виде электроэнергии высоковольтного напряжения низковольтное напряжение высокого метан излучение 2.2 2.3 2.4 газ Смесь горючих газов Пиротопливо: газообразное, жидкое, твердое, топливный газ этанол Топливные гранулы, пеллеты природный газ низкого давления Дросселирование Электроэнергия Тепло Электроэнергия Электроэнергия Тепло Тепло Электроэнергия в низковольтного напряжения Газ низкого давления Энергетические и экономические показатели конверсионных энергоустановок Удельные Удельные КПД эксплуатационные капиталовложени энерготехнологии % затраты я долл/кВт долл/кВт/год Тип энергоустановки Вид первичного энергоносителя Вид вырабатываемой энергии Мощность установок Огневые топки Пиротопливо: газообразное, жидкое, твердое (топливные пеллеты, гранулы), топливный газ смесь горючих газов, метан, торф. тепловая 0.1-10 МВт 82-95 420-498 180-410 Газогенераторы Отходы древесины, солома, щепа, опилки, быстрорастущие растения, злаки, бобовые. тепловая 0,04-10 МВт 80-92 420-498 176 тепловая, электрическая электрической (43-380 кВт) тепловой (72-551 кВт) 90,1 (36,6/53,8) 3040-5770 183-404 8-43 1000-3000 45-66 45-96 2000-2300 250-300 Пиротопливо: газообразное, жидкое, твердое (топливные пеллеты, гранулы), топливный газ Огневая миниТЭЦ, смесь горючих газов, метан, и т.д. отходы древесины, солома, щепа, опилки, быстрорастущие растения, злаки, бобовые, торф Солнечные батареи (Фотовольтаика) Гелиотермальные коллекторы Ветрогенератор Мини ГЭС Биогазовые установки Тепловые насосы Оптическое излучение солнца Оптическое излучение солнца Конвективное течение воздуха Течение воды Органические отходы, навоз, помет Низкопотенциальное тепло земли, воздуха электроэнергия тепловая 12-300 Вт (модуль) 250-360 Вт (модуль) электроэнергия 2-1000 кВт 15-45 1500-2300 52-60 электроэнергия метан 10-200 кВт 800-2000 м3раб. об. 73 60-85 2500-2700 420-1200 $/ м3раб. об. 110-120 210-560 $/ м3раб. об./год 5-82,5 кВт Коэффициент энергоэффективности 3-4 2000-6000 350-480 тепловая 15 Универсальная расчетная схема комплексной энергосети типового агрогородка (ПО BALANCE) 16 Универсальная структурнофункциональная IDEFO-модель СКЭОА 17 Обобщенные результаты концептуального моделирования СКЭОА С учетом тренда цен на различные энергоресурсы при расчетном сроке эксплуатации энергсистемы агрогородков в течение 20 лет и сроке окупаемости до 5ти лет, целесообразно: 1.Сооружение централизованных автономных биогазовых комплексов, принадлежащих предприятию, или за счет средств специальной энергокомпании, на арендуемой производственной территории агрогородка: • с когенерационной установкой и продажей электроэнергии государственной энергосистеме, а тепловой - потребителям агрогородка; • с газоразделительным оборудованием и автогазозаправочной станцией и продажей биогаза различным энергопотребителям. 18 Обобщенные результаты концептуального моделирования СКЭОА (продолжение) 2.Сооружение собственных автономных фотоэлектростанций (ФЭС) на крышах: производственных помещений и зданий жилищно-коммунальной сферы или аренда этих площадей энергокомпаниям-собственникам этих станций, в т. ч. иностранным. 3.Индивидуальные автоматизированные комплексные энергосистемы зданий и усадеб, включая котлы на различных видах ТЭР, фотоэлектрические батареи, солнечные гелиоколлекторы, тепловые насосы, например,VIESSMANN и других иностранных фирм. 4.Ускоренное развитие НИОКР в области создания отечественного полнокомплектного автоматизированного энергооборудования с использованием МВЭР. 5.Организация развитого регионального технического сервиса энергооборудования в агрогородках. 19 Укрупненный расчет стоимости сооружения СКЭОА«Торгуны» Докшицкого р-на (без таможенного сбора и НДС) Объект Перечень оборудования Биогазовый комплекс метантенки 2700 м³ (2 шт), когенератор 400 кВт. Эл/445 кВт.тепл., панели Vitovolt 200 -1530 шт. мощностью 240 Вт каждая ФЭС мощностью 370 кВт Детский сад Каскад из 2 тепловых насосов Vitocal 300-G общей мощностью 86 кВт, Vitosol 200-T, (3 шт по 3 м2), Vitocell 360-M950 л Школа Каскад из 2 тепловых насосов Vitocal 300-G общей мощностью 128 кВт, Vitosol 200-T, (3 шт по 3 м2), Vitocell 360-M 950 л Дом Vitosolar 300-F 35 кВт, механизатора Vitocell 100-V 300 л, Vitosol 200-T (2 шт по 3 м2), Vitovolt 200 11 кВт (60 панелей) Жилой дом Vitotwin 300-W 20 кВт, Vitocell 360-M 750 л, Vitosol 200-T (2 шт по 3 м2) Итого: Стоимость Стоимость Стоимость оборудования проект. работ СМР и ПНР ЕВРО ЕВРО ЕВРО Итого ЕВРО 1 700 000 85 000 600 000 2 385 000 475 267 15 000 40 000 530 267 31 500 6 000 50 000 87 500 55 125 6 000 60 000 121 125 52 763 7 000 10 000 69 763 23 625 4 000 5 000 32 625 2 338 280 123 000 765 000 3 20 226 280 Технологическая схема автономного БГК ОАО «Торгуны» Докшицкого р-на 21 Структура ФЭС на крыше фермы комплекса КРС ОАО «Торгуны» 22 Энергокомплекс для индивидуальных жилых домов Газ Солнечная энергия Горячее водоснабжение и отопление Презентация книги диплом - 2012 Международной ассоциации Академий наук Энергоэффективность Энергоэффективность Энергоэффективность аграрного производства аграрного аграрногопроизводства производства// / В.В.Г. Г.Г.Гусаков Гусаков [и[идр.]; др.]; Нац. В. Гусаков[и др.];Нац. Нац. акад. наук наук Беларуси, акад. акад. наукБеларуси, Беларуси, Ин-т экономики; Ин-т Ин-тэкономики; экономики; Ин-т энергетики; Ин-т Ин-тэнергетики; энергетики; под общ. ред. академиков под подобщ. общ.ред. ред.академиков академиков В.В.Г. Г.Г.Гусакова Гусакова, В. и Гусакова, Л.Л.С. С.С.Герасимовича. Герасимовича. Л. Герасимовича.––– Минск Беларус. навука, Минск Минск:: :Беларус. Беларус.навука, навука, 2011. –776 с.с. 2011. 2011.–776 –776с. 24 Благодарим за внимание! ВОПРОСЫ, КОММЕНТАРИИ, СУЖДЕНИЯ конт. тел. 8-029 667 55 27 25
