Когенерация представляет собой высокоэффективное использование первичного источника энергии - газа, для получения двух форм полезной энергии - тепловой и электрической. Главное преимущество когенератора перед обычными теплоэлектростанциями состоит в том, что преобразование энергии здесь происходит с большей эффективностью. Иными словами, система когенерации позволяет использовать то тепло, которое обычно просто теряется. При этом снижается потребность в покупной энергии на величину вырабатываемых тепловой и электрической энергии, что способствует уменьшению производственных расходов. Применение когенератора сокращает расходы на энергообеспечение приблизительно на 100$/кВт установленной электрической мощности когенератора.

Когенератор состоит из газового двигателя, генератора, системы отбора тепла и системы управления. Тепло отбирается из газовыхлопа, масляного холодильника и охлаждающей жидкости двигателя. При этом в среднем на 100 кВт электрической мощности потребитель получает 150-160 кВт тепловой мощности в виде горячей воды (900С- 1290С) для отопления и горячего водоснабжения. Когенераторы успешно покрывают потребность потребителей в дешевой электрической и тепловой энергии. Независимое электроснабжение влечет за собой целый ряд преимуществ. изучим историю развития когенерационной технологии на примере западных стран.
Когенераторы на западных рынках энергоснабжения

С чего началась локальная когенерация в США

Большинство ранних локальных источников электроэнергии в США появились на свет в качестве замены паровым машинам, когда обнаружилось, что электропривод может заменить громоздкие системы из ремней, шестерен и прочих блоков. Однако, по мере развития электроэнергетики и электрификации, оказалось, что для пользователей дешевле и надежнее покупать энергию у поставщиков, чем производить ее самим.
Применение крупных турбин позволило существенно снизить стоимость производства энергии. Современные энергосистемы с множественными источниками энергии, эффективными и разветвленными энергосетями, сделали энергию доступной на всей территории США.
К тому же, в начале 70-х годов наличие больших запасов дешевого топлива - нефти и природного газа - обеспечивало широкий доступ к дешевому теплу. Для большинства промышленных энергопотребителей не было смысла вкладывать деньги в более экономичные котлы, не говоря уже о рекуператорах. Очевидным решением была покупка дешевой энергии - как электрической, так и тепловой.
Но те факторы, которые прежде делали невыгодными вложения в местные источники энергоснабжения, теперь превратились в стимулы для использования локальной когенерации из-за резкого роста стоимости покупной энергии.

Нынешняя ситуация в энергетике США

Удельная стоимость сооружаемых в настоящее время ядерных станций составит 4000$ за киловатт. Для угольных электростанций, с учетом требований экологии, эта цифра приближается к 3000 $ за киловатт. Очевидно, что в будущем расходы на покупку энергии будут только расти. Согласно одному из прогнозов, ввод в эксплуатации новых атомных станций даст прирост производства энергии на 12%, но стоимость киловатт-часа при этом повысится более чем в два раза. Капитальные вложения, необходимые для строительства атомных и прочих станций, оплачиваются, в конечном счете, потребителями энергии.
В течение последних лет сооружение новых атомных станций резко затормозилось, а средний срок строительства увеличился с 7 до 12 лет. Ряд энергопотребителей высказывает мнение, что планировать новое строительство нужно исходя из потребностей, определенных так же в 1990 году. Рост потребления приведет к более интенсивной эксплуатации существующих, зачастую устарелых, мощностей, укомплектованных оборудованием с низким КПД. Надежное энергоснабжение становится все более дорогим удовольствием.
Та же тенденция наблюдается и в отношении стоимости топлива. После недавней стабилизации цен на топливном рынке, в настоящее время стоимость топлива во много раз выше уровня, существовавшего до 1973 года, который никак не стимулировал энергосбережение и локальную когенерацию.

Когенераторы на российском рынке энергоснабжения

Положение когенераторов на российском рынке энергоснабжения

Применение когенераторов в центральной части крупных городов позволяет эффективно дополнять рынок энергоснабжения, без реконструкции старых перегруженных сетей. При этом значительно увеличивается качество электрической и тепловой энергий. Автономная работа когенератора позволяет обеспечить потребителей электроэнергией со стабильными параметрами по частоте и по напряжению, тепловой энергией со стабильными параметрами по температуре и качественной горячей водой. В качестве потенциальных объектов для применения когенерации в России выступают промышленные производства, заводы, нефтеперерабатывающие заводы, больницы, объекты жилищной сферы, собственные нужды газоперекачивающих станций, компрессорных станций, котельных и т.д. В результате внедрения комбинированных источников возможно решение проблемы обеспечения потребителей теплом и электроэнергией без дополнительного строительства мощных линий электропередачи и теплопроводов. Приближенность источников к потребителям позволит значительно снизить потери передачи энергии и улучшить ее качество, а значит, и повысить k использования энергии природного газа.

Положение когенераторов на рынке тепловой энергии

Когенератор является эффективной альтернативой тепловым сетям, благодаря гибкому изменению параметров теплоносителя в зависимости от требований потребителя в любое время года. Он не подвержен зависимости от экономического состояния дел в крупных теплоэнергетических компаниях. Когенератор вырабатывает электроэнергию и тепловую энергию в соотношение 1:1, Доход (или экономия) от реализации электроэнергии и тепловой энергии покрывает все расходы на когенератор; окупаемость капитальных вложений на когенераторы происходит быстрее окупаемости средств, затраченных на подключение к тепловым сетям, обеспечивая тем самым быстрый и устойчивый возврат инвестиций.

Положение когенераторов на рынке электрической энергии

Когенераторы хорошо вписываются в электрическую схему отдельных потребителей и в электрические сети города при параллельной работе с сетью. Когенераторы покрывают недостаток генерирующих мощностей в центре городов. Появление когенераторов позволяет разгрузить электрические сети центра города, обеспечить стабильное качество электроэнергии и делает возможным подключение новых потребителей соответствующей мощности.

Конкурентный анализ российского рынка энергоснабжения

Условия, выдвигаемые поставщиками электроэнергии и тепловой энергии для подключения к электрическим и тепловым сетям, часто ведут к значительным безвозвратным расходам и даже к пересмотру этих же подключений.
Удельная стоимость подключения к энергетическим сетям уже достигла, а на ряде объектов превышает, удельную стоимость когенерационной установки с одинаковыми энергетическими параметрами. Существенная разница м. капитальными затратами на энергоснабжение от сетей и энергоснабжение от собственного источника заключается в том, что капитальные затраты, связанные с приобретением когенератора, возмещаются, а капитальные затраты на подключение к сетям безвозвратно теряются при передаче вновь построенных подстанций на баланс энергетических компаний. Капитальные затраты при применении когенератора компенсируются за счет низкой себестоимости энергии в целом. Обычно полное возмещение капитальных и эксплуатационных затрат происходит после эксплуатации когенератора в течение трех-четырех лет.
Более того,энергоснабжение от когенератора позволяет снизить ежегодные расходы на электро- и теплоснабжение по сравнению с энергоснабжением от энергосистем примерно на 100$ за каждый кВт номинальной электрической мощности когенератора, в том случае, когда когенератор работает в базовом режиме генерации энергии (при 100% нагрузке круглогодично). Такое возможно, когда когенератор питает нагрузку в непрерывном цикле работы или, если он работает параллельно с сетью. Последнее решение является выгодным также для электро- и тепловых сетей. Электрическая сеть будет заинтересована в подключения когенераторов к своим сетям, так как при этом она приобретает дополнительную генерирующую мощность без капитальных вложений на строительство электростанции. В таком случае энергосистема закупает дешевую электроэнергию для её последовательной реализации по более выгодному тарифу. Тепловые сети получают принцип. возможность снизить производство тепла и закупают дешевое тепло для его реализации близлежащим потребителям посредством существующих тепловых сетей.