Сколько стоит энергия?

Вопрос риторический. Есть тарифы, есть полученная энергия, перемножаем и платим. Но стоит только задуматься, откуда берется энергия и за что платим? И вопрос этот уже не кажется столь наивным.

Итак, откуда берется энергия? Основные этапы ее производства и потребления таковы: добыча и транспортировка топлива, например самого дешевого — газа, до потребителя — ТЭЦ (потери составляют до 20 % энергии топлива), преобразование энергии газа на ТЭЦ в электрическую и тепловую (средний по России КПД ТЭЦ — около 50 %), доставка энергии непосредственному потребителю — ЖКХ, предприятиям (потери 25 %), использование ее потребителем. Потери в ЖКХ, по экспертным оценкам, составляют 70 %. Их могло бы и не быть, ведь виной им недостаточная теплоизоляция ограждающих конструкций зданий и сооружений, неплотности дверных и оконных проемов, большая теплопроводность остекления и т. п.

Если принять энергию топлива на этапе добычи за 100 %, то полезно используется только 9 %! Это ответ на вопрос «за что платим». А стоит ли платить за такие потери или хотя бы за их часть?

Выход — производить энергию там, где она необходима, исключив часть транспортных потерь. Идея не новая, и локальные котельные тому подтверждение. С электроснабжением сложнее, но на настоящее время и эта проблема имеет решение. И решение это: мини- и микро-ТЭС.

Основным элементом мини-ТЭС, как и в большой энергетике, является газовый (или дизельный) электрогенератор. В качестве двигателей для него могут использоваться микротурбины, дизельные (воспламенение топлива при сжатии) и газопоршневые двигатели (газовые ДВС с искровым зажиганием). Стоимость единицы электрической энергии, произведенной на газопоршневой установке, в 1,3 раза меньше, чем на дизельной.

Каждому из видов двигателей свойственны свои достоинства и недостатки.

Установка газовых турбин наиболее выгодна на крупных промышленных предприятиях, которые имеют значительные (> 8–10 МВт) электрические нагрузки.

Недостатков у микротурбин мощностью от 30 кВт до 1 МВт немало: КПД газовых турбин всего 25–34 % (к тому же резко падает на частичных нагрузках), высокие эксплуатационные затраты, связанные с дорогостоящим (только в заводских условиях) ремонтом ГТД, необходимость иметь газопровод высокого давления.

Двигатели внутреннего сгорания имеют более высокую стоимость, чем микротурбины, но это с лихвой компенсируется их достоинствами при использовании на мини-ТЭС. КПД поршневых машин составляет 31–45 % и он почти неизменен в диапазоне нагрузок от 50 до 100 %, низкие эксплуатационные расходы, простой ремонт, наименьшая удельная стоимость оборудования при единичных мощностях до 3,5 МВт (здесь нужно заметить, что стоимость оборудования и стоимость станции не одно и то же). Из всего этого следует, что на мини-ТЭС предпочтительнее использовать поршневые машины. Однако получение только электро-энергии дает КПД (по топливу) 35 %, что очень мало. Остальные 65 % энергии топлива преобразуются в тепло, и это тепло не должно быть потеряно! Оно и не теряется. Само название — мини-ТЭС (теплоэлектростанция) — говорит об использовании тепла. Такие установки носят название когенерационных, т. е. вырабатывающих два вида энергии. При этом КПД мини-ТЭС (по топливу) становится экономически очень привлекательным — до 94 %! Следует отметить, что и в большой энергетике используется принцип когенерации, но в силу многих факторов КПД в редких случаях достигает 70 %.

Электроэнергия, вырабатываемая мини-ТЭС, необходима круглый год. А вот необходимость в тепловой энергии носит сезонный характер, зимой — на отопление и приготовление горячей воды, летом — только для ГВС. Избыток тепла летом приходится сбрасывать в атмосферу, а это приводит к падению среднегодового КПД установки и, кроме того, является тепловым загрязнением атмосферы. Это один из основных факторов низкого КПД в большой энергетике.

Применяя мини-ТЭС, изначально ориентированные на энергоснабжение локальных объектов, избыточное тепло и летом можно использовать с пользой. Для этого надо превратить его в холод. Устройства, которые с успехом делают это, широко известны. Это абсорбционные холодильники и кондиционеры. Абсорбционные холодильники были разработаны даже раньше компрессорных, и для своей работы они используют именно тепловую энергию. Что и требуется летом — имея избыточное тепло (фактически бросовую энергию), получаем холод! Кондиционеры в этом случае работают почти даром. И среднегодовой КПД мини-ТЭС получается весьма высоким, а следовательно, стоимость энергии низкой. Такие установки носят название тригенерационных.

Сфера применения мини-ТЭС весьма широка: - промышленные предприятия; - торговые и административные центры (гостиницы, больницы, офисы); - индивидуальные и многоквартирные дома; - склады, магазины, торговые центры; - плавательные бассейны и центры досуга; - сельское хозяйство. Необходимость строительства собственной электростанции, как правило, обусловливается одной из следующих причин или их сочетанием: - затраты на подвод электроэнергии и тепла сопоставимы с расходами на строительство собственной электростанции (новое строительство); - есть проблемы с региональными энергосетями либо со стоимостью дополнительной электроэнергии (расширение мощностей); - наличие и качество электроэнергии критично с точки зрения непрерывности технологического процесса или нарушения технологии; - возможность использования «бесплатного» биогаза; - ожидание роста тарифов на электроэнергию. Экономическая эффективность использования мини-ТЭС: - относительно быстрый возврат инвестированного капитала; - максимально возможные прибыли от инвестиций; - отсутствие платы за подключение; - минимум тепловых потерь и утечек в теплотрассах; - возможность установки в помещениях действующих котельных; - отсутствие необходимости строительства ЛЭП, ТЭП, протяженной кабельной сети. Следует заметить, что качественная реализация проекта требует наличия специфических знаний и опыта, иначе значительная часть преимуществ наверняка будет потеряна. Но самое главное — мини-ТЭС позволяет почувствовать себя независимым от состояния централизованных электрических и тепловых сетей, надежность которых стремительно падает, что подтвердили события последних лет в России.

Здания от АЗНХ-М: быстро, качественно, красиво.

Коми — высокий старт.

«СтройПРОФИль» в Швеции.

СТРОИТЕЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ДОЛЖНЫ РЕШАТЬ ПРОФЕССИОНАЛЫ. «ЖЕЛЕЗКИН И СЫНОВЬЯ»: РАЗГОВОР ПО ДОРОГЕ.

Система управления качеством строительства.

ГУП «Ленсвет» предлагает в аренду универсальные телескопические погрузчики MERLO ROTO.

Химическое производство «ИНТА-СТРОЙ» — строителям.

Главная Публикации