Внедрение в теплоэнергетику систем комбинированного производства тепловой и электрической энергии(далее по тексту - когенерация) в Украине до этого времени в основном реализовывалась только на ТЭЦ.
Теплоэнергетика Украины имеет идеальные условия для применения технологий когенерации. На протяжении десятилетий создавалась разветвленная система котельных для централизованного теплообеспечения и горячего водоснабжения в городах и больших населенных пунктах, что обеспечивала около 85 % нужной тепловой энергии. По экологической причине подавляющее большинство котельных муниципального теплоснабжения работает на естественном газе, благодаря чему доля газа в затратах топлива на теплоснабжение превышает 75 %. Всего на отопление расходуется свыше 20 % газа, который потребляется Украиной в целом. так же 66 % естественного газа расходуется в промышленной теплоэнергетике, где также возможно применение комбинированного производства теплоты, которая используется в теплотехнологических циклах, и электрической энергии. Благодаря этому потребности предприятий в значительной мере, а в некоторых случаях и полностью, могут быть обеспечены собственной электроэнергией.
На на данный момент промышленностью Украины (ДНВП Машпроект, НВО Зоря, ВАТТ Турбоатом, АО Мотор-Сечь, АОКонстар и много других) освоены и серийно выпускаются разнообразные газотурбинные двигатели мощностью от 1,6 до 50 Мвт. Они пригодны для создания довольно экономических парогазовых ТЭС и ТЭЦ и реконструкции существующих станций путем надстройки ими действующих паротурбинных блоков и котельных, которая повысит экономичность их работы. Разработанные и подготовленные к производства мощные ГТУ которые по своим техническим и экономическим показателям не уступают наилучшим заграничным аналогам.
Также одним из путей решения указанной проблемы есть направление развития использования потенциальной энергии избыточного давления естественного газа в газотранспортных сетях Украины для производства электроэнергии и получения теплоты или холода. Эта технология тоже относится к направлению когенерации и использование сбросового энергетического потенциала, который дает принцип. возможность значительно сократить затраты естественного газа. Целый ряд мероприятий в этом направлении (в частности, и использование избыточного давления газовых потоков ГТС) предусмотрен Программой государственной поддержки развития нетрадиционных и возобновляемых источников энергии и малой гидро- и теплоэнергетики (Программы НВДЭ), в которой, по предшествующим оценкам, определен годовой объем технически доступного потенциала энергосбережения за счет использования избыточного давления газотранспортных сетей Украины в объеме 2,4 млрд. квтч, что равняется экономичности органического топлива в объеме до 840 тыс. т.у.т. на год.
В 2001 году, по заказу Госкомэнергосбережения, Институтом электродинамики НАН Украины проведен анализ энергетического потенциала избыточного давления естественного газа в газотранспортных сетях областей Украины (в котором взято ко вниманию разработанное ВАТТ ИВП ВНИПИТРАНСГАЗ технико-экономическое обоснование использования утилизационных турбодетандерных установок разной мощности на газораспределительных станциях (ГРС), газорегуляторных пунктах (ГРП) и котельных установках, и определен перечень объектов первоочередного внедрения этих установок), согласно которому первоочередная потребность в утилизационных турбодетандерных установках (с утилизаторами холода) будет составлять: мощностью до 0,1 МВт - 2000 шт.; мощностью 1,0 МВт - 30 шт.; мощностью 2,0 МВт - 14 шт.; мощностью 6,0 МВт - 42 шт., а суммарная мощность утилизационных турбодетандерных установок может составить большее, чем 290 Мвт.
Украина имеет достаточный научно-технический потенциал, отработанные технологии и производственные мощности, которые способны обеспечить разработку и производство высокоэффективных турбодетандерных установок разной мощности, строительство и эксплуатацию турбодетандерных электростанций. Так, производственные мощности АО Мотор-Сечь(г. Запорожье), ВО Энергияи АО Констар(г. Кривой Рог) позволяют вырабатывать турбодетандерные установки мощностью 0,1...6,0 мвт, как для внутреннего, так и для внешнего рынков. ВАТТ СМНВО им. М.В.Фрунзе(г.Суммы) ДНВП Машпроэкт(г.Николаев) и ВОЗоря также разработали, на текущий момент, целый ряд ТДУ и готовы начать их выпуск, при условии определения потребности в них на ближайшие года, и разработки схемы финансирования производства и внедрение ТДУ.
Дочерней компанией (ДК) Укртрансгаз НАКНафтогаз Украины, с целью повышения энергетической эфф. ГТС Украины, для инвестиционного проекта внедрения когенерационных технологий предложена компрессорная станция (КС) Богородчаны УМГ Прикарпаттрансгаз, где планируется установить генерирующее оборудование для производства 520-540 млн. квт.час электроэнергии и до 100 тыс Гкал тепловой энергии в год, которая полностью удовлетворит потребность КС в электрической и тепловой энергии, и разрешит реализовывать остатки энергии для потребностей г. Богородчаны. Кроме того, как известно, на на данный момент в системе ДК Укртрансгаз с 1991 года находится в эксплуатации турбодетандерная установка УТДУ-2500 (на ГРС -7 г. Днепропетровска), разработка ВАТТ Турбоатом (г.Харьков) которая уже выработала около 20,0 млн. квт.час электроэнергии.
В ходе реализации Программы развития энергетики на базе когенерационных технологий (разработанной институтом технической теплофизики НАН Украины и ОАО Рассвет(г.Запорожье) с учетом региональных специфик энергообеспечения и энергосбережения при производстве и использовании тепловой и электрической энергии), под руководством и с участием ИТТФ НАН Украины и ВАТТ Рассвет, осуществлено строительство первой на Украине когенерационной установки электрической мощностью 2,5 МВт на базе котельной Южная и газотурбинной электростанции в г.Запорожье. Там же, на ГРС-1, в стадии строительства находится опытно-промышленная утилизационная ТДУ мощностью 1,0 Мвт. Кроме того, на на данный момент, благодаря финансовой поддержке Госкомэнергосбережения, ООО Укрнафтозапчастына(г.Суммы) завершает разработку новой конструкции турбодетандерного агрегата мощностью до 0,1 МВт с применением струминно-реактивной турбины, которая может существенно расширить область использования сбросового энергопотенциала за счет использования ТДУ небольшой мощности.
Комитет считает, что использование потенциальной энергии избыточного давления естественного газа в газотранспортных сетях, как одно из средств когенерации, является одним из перспективных направлений рекуперации энергии, которая целиком отвечает политике энергосбережения в Украине и задаче Программы государственной поддержки развития нетрадиционных и возобновляемых источников энергии и малой гидро- и теплоэнергетики.
Реализация такого направления энергосбережения Украины, которым есть утилизация избыточного давления его газотранспортных сетей, в технически возможном и экономически целесообразном объеме (каждый проект может быть обоснован необходимостью и возможностью установления ТДУ оптимальной мощности (исходя из потребностей имеющихся потребителей энергии) и подтвержденный расчетной ценой выработанной этой установкой электроэнергии) требует значительных капиталовложений и, соответственно, инвестиций. Принимая во внимание ограниченность финансирования из государственного бюджета, реальным путем обеспечения внедрения проектов, имеющихся в этой сфере, остается привлечение собственных средств предприятий, местных бюджетов, кредитов Украинской государственной инновационной компании и коммерческих банков, инвестиций и других источников финансирования, не запрещенных действующим законодательством Украины.
Существуют также техническая и организационная сложность при эксплуатации турбодетандерных установок (образование газогидратов, проблемы с использованием значительного количества холода, который получается при работе ТДУ, необходимость предшествующего подогрева газа перед дальнейшей подачей его в трубопровод, и изменения в объемах и режиме обслуживания установок и т.п.). Учитывая это, целесообразно осуществлять внедрения когенерационных технологий постепенно, на тех объектах, где это экономически целесообразно и подтвержден тщательными технико-экономическими расчетами, с одновременной наработкой опыта эксплуатации этих установок. Кроме того, в действующих на на данный момент Правилах пользования электрической энергией, утвержденных постановлением НКРЭ от 31.07.96г. № 28 и зарегистрированных в Минюстиции Украины за № 417/1442, к сожалению, не предусмотренные взаимоотношения м. электропередающими, электроснабжающими организациями и субъектами хозяйствования, которые имеют желание работать в когенерационных режимах. На практике, учитывая режимы работы ГРС, это приводит к несогласованию технологии передачи выработанной ТДУ электроэнергии к общей сети и порождает весьма высокую стоимость работ по подключению по требованиям электропередающих организаций, которые, в конце концов, отражается на эфф. использования ТДУ и тормозит темпы наращивания объемов рекуперации энергии за счет использования сбросового энерготехнологичческого потенциала. Облэнерго подключает к своим электросетям, объекты электрической мощностью начиная с 20 МВт, это отрицательно влияет на развитие использования электрической энергии выработанной на объектах альтернативной энергетики. Первый демонстрационный объект электрической мощностью 2,5 МВт в г.Запорожье, который введен в действие, направлен на отрабатывание новейших технологий и создание в Украине благоприятных условий для организации широкомасштабного внедрения в теплоэнергетику когенерационных систем.
На основе Соглашения О сотрудничестве м. Украинской государственной инновационной компанией и Государственным комитетом Украины по энергосбережению к Перечню энергоэффективных проектов, направленных на выполнение Программы НВДЭ, и Законов Украины Об энергосбережении и Об альтернативных видах жидкого и газового топлива, внесен проект Создание газогенераторной теплоэлектростанции в г. Бориславе с использованием отбензиненого газа на Бориславском ГПЗ.
Этот проект относится к первоочередным проектам по энергосбережению и, на выполнение поручения Президента Украины относительно предложений Восточно-Европейского Энергетического Союза (СЕЭС), может осуществляться на производственных площадках Бориславского ГПЗ с целью улучшения экологической ситуации в г. Бориславе. Им предусмотрены использования полученного при осуществлении вакуум-цикла из дегазационных и других буровых скважин отбензиненого вакуумного газа, который, через повышенное содержимое кислорода, есть некондиционным и сжигается на факелах.
В то же время, сопутствующий отбензиненый вакуумный газ низкого давления есть нетрадиционным видом газового топлива, использование которого, в соответствии с проектом СЕЭС, предоставит принцип. возможность решить проблемы Государственной комиссии по вопросам технолого-экологической безопасности и чрезвычайных ситуаций относительно уменьшения загазованности в г. Бориславе, разрешит получить дополнительное количество тепловой и электрической энергии (что будет оказывать содействие уменьшению пиковых нагрузок на энергосистему в этом районе) за счет использования внебалансных энергоресурсов, создаст рабочие места, распространит приобретенный опыт новейших технологий на другие предприятия в данной области экономики Украины.
Своевременная реализация этого проекта разрешит обеспечить выполнение задач относительно увеличения объемов применения альтернативных видов топлива. Заслуживают внимания установки, разработки НВП Машпроект, с впрыскиванием пара в проточную часть двигателя для получения дополнительной механической энергии ГТД и установки типа Водолей, последние могут применяться в маловодных регионах. Учитывая важность внедрения когенерационных технологий в общественное производство Украины и с целью создания нормативно-правовых основ для обеспечения наращивания объемов их внедрения, Комитет осуществляет финансирование научно-исследовательской работы Обоснование приоритетных направлений когенерации в промышленности Украины, планирует провести разработку соответствующих Рекомендаций и начал работу над проектом Закона Украины О комбинированном производстве тепловой и электрической энергии и использования сбросового энергетического потенциала.
Качественные экономические следствия от реализации этих мероприятий состоят, во-первых, в развитии наиболее эффективных энергосберегающих технологий комбинированного производства в Украине электрической энергии и теплоты. Поясняется это уменьшением топливной составляющей стоимости производства теплоты на этом объекте в сравнении с существующими котельными. Это может существенно повысить экономическую соблазнительность централизованного теплофикационного энергообеспечения и, в конце концов, изменить опасную тенденцию последних лет к массовому отказу потребителей теплоты от услуг ТЭЦ из-за искусственно завышеную стоимость снабжения ими теплоты.
Распространенное внедрение когенерационных установок будет стимулировать восстановление и развитие отечественного энергомашиностроения (газовые поршневые двигатели, газотурбинные установки, электрогенераторы, распределительные щиты и системы автоматики и т.п.).
Комплексное решение проблем поддержки, реконструкции и развития большой и малой теплоэнергетики Украины обеспечит повышение технико-экономических показателей и надежности оборудования, значительную экономию топливно-энергетических ресурсов и уменьшение отрицательного влияния на окружающую среду. Уменьшение электрической нагрузки на существующие конденсационные электростанции приведет к уменьшению затрат топлива, которое сжигается в топках энергетических котлов, и, как следствие, к снижению выбросов загрязняющих окружающую среду веществ. Экологические характеристики когенерационной установки, которая работает на газе, являются весьма благоприятными и отвечают современным нормам.
Разработка гибкой стратегии организации широкомасштабного внедрения в теплоэнергетику систем когенерации даст принцип. возможность выполнить в Украине запланированные Правительством мероприятия по наращиванию объемов экономичности топливно-энергетических ресурсов.
В перспективе развитие когенерации в системах теплоснабжения разрешит: существенно повысить уровень энергетической независимости и жизнеспособность городов и регионов; минимизировать затраты на транспортирование топлива и электроэнергии; уменьшить затратные части местных бюджетов за счет важной экономичности импортного естественного газа; увеличить доходные части бюджета за счет того, что средства от реализации теплоты и электроэнерги остаются в регионе; создать дополнительные рабочие места и, тем самым, решить социально-экономические вопросы в регионе. Например. Проведенные расчеты только для мощных котлов свыше 5 Мвт обнаружили, что надстройка когенерационных установок к существующим в г.Запорожье котлам разрешит ввести в действие 200 Мвт высокоэкономических, маневровых мощностей, а по области этот показатель достигнет 285 Мвт. Учитывая мощности подобных котлов в системе коммунального хозяйства Украины, можно сделать оценку объемов возможного внедрения когенерации в котельных систем теплоснабжения на уровне 5-8 тыс. Мвт. Большой потенциал когенерации есть у промышленной теплоэнергетике Украины. Только на объектах промышленного производства возможно установить около 1000 МВТ когенерационных электрогенерирующих мощностей. (По данным Института технической теплофизики НАН Украины).
можно приходить к заключению, что: В Украине есть достаточный потенциал для внедрения когенерационных технологий. Необходимо все новосоздаваемые энергетические объекты проверять на принцип. возможность использования когенерационных технологий и там где экономически целесообразно внедрять когенерационные технологии, они должны иметь надлежащий стимул и поддержку для внедрения. Институтом технической теплофизики НАН Украины и ВАТТ Рассвет(г.Запорожье) предложено проводить развитие и техническое переоснащение и дооборудование котельных когенерационными энергосберегающими установками, потенциал которых 10-15 тыс. МВт генеририующих мощностей до 2020 года. При этом определено три типичных схемы модернизации теплогенерирующего оснащения разной мощности и разработанны технико-экономические параметры с типичным составом оснащения.
Это направление есть перспективным для внедрения в Украине в связи с тем что при этом могут быть использованны разные механизмы финансирования строительства когенерационных установок в сжатые сроки при использовании уже существующего оснащения (котлов котельных для использования в качестве теплоутилизирующего, насосного оснащения и тому подобное). В Украине появляются все возможности наладить и поставлять под заказ соответствующее когенерационное оснащение в достаточных объемах.

Источник: http://necin.com.ua