Собственная генерация – это экономия и надежность — Энергетика и промышленность России — № 15-16 (251-252) август 2014 года — WWW.EPRUSSIA.RU

Газета «Энергетика и промышленность России» | № 15-16 (251-252) август 2014 года

Организатором форума стала компания Redenex – профессиональный организатор деловых мероприятий международного уровня.

Сегодня собственная выработка электричества позволяет предприятиям не только серьезно сократить расходы на электроэнергию, но и обеспечить ее бесперебойность, удовлетворить растущие потребности в новых мощностях, а в ряде отраслей – утилизировать отходы производства.

Целью форума-выставки стало содействие внедрению и эксплуатации объектов малой и средней генерации на предприятиях Юга России, а также продвижение технологических решений в сфере распределенной энергетики.

Форум своим приветственным словом открыла Ольга Исакова, генеральный директор компании Redenex: «Хочу поблагодарить вас за выбор нашей площадки для получения информации по внедрению собственной генерации на предприятии.

Программа мероприятия включает в себя двухдневный форум, выставку энергооборудования, мастер-классы и опыт предприятий, работу центра Business Connect, консультации юристов и ежедневные экскурсии на действующие энергообъекты. Мы надеемся, что знакомство с последними тенденциями в области распределенной энергетики и примерами успешной реализации проектов по созданию и использованию собственной генерации будет способствовать повышению эффективности и развитию вашего бизнеса, а также и экономики региона в целом».

Первая дискуссия была посвящена перспективам развития распределенной энергетики на Юге России. «Собственная генерация – насущная тема для многих предприятий России. В то время, когда растут тарифы на электроэнергию, предприятия, у которых электроэнергия занимает большую долю в себестоимости, это очень сильно ощущают. Но существует ряд законодательных ограничений собственной генерации. О перспективах этого направления мы сегодня поговорим, в частности – о перспективе развития распределенной генерации на Юге России», – сказал Роман Бичевой, директор по развитию и продажам ООО «ПВ Пауэр Системз».

Кроме того, в первый день обсуждались такие вопросы, как взаимодействие субъектов энергетической отрасли и юридические аспекты внедрения собственной генерации.

Достойным завершением первого дня стал визит на уникальную ГГЭС предприятия ООО «Центр Соя», функционирующую на биомассе из лузги в сплоченном виде.

Второй день форума был посвящен вопросам финансирования и сокращению издержек проектов по внедрению собственной генерации. Также участники сравнили эффективность проектов с использованием отечественных дизельных и газопоршневых генераторов и электрических агрегатов для малой энергетики. Особый интерес аудитории вызвали мастер-классы и выступления экспертов, поделившихся практическим опытом внедрения собственной генерации на производстве.

В завершение форума участники смогли посетить действующий энергоцентр компании ЗАО «Тандер» (сеть магазинов «Магнит»). Энергоцентр мощностью 17,2 МВт с когенерацией и выработкой СО2 из выхлопных газов обеспечивает энергоснабжение крупнейшего на Юге России тепличного комплекса «Зеленая линия» и административных помещений компании «Магнит».

Параллельно с деловой программой работала выставка, где все посетители могли ознакомиться с различными видами оборудования: генерирующим, энергосберегающим, оборудованием, работающим на органических видах топлива, системами бесперебойного электроснабжения, сервисным оборудованием для малой генерации и др.

За два дня работы форум посетили более двухсот делегатов, среди которых руководители и главные энергетики таких компаний, как «ЛУКОЙЛ», «Роснефть», РЖД, «НИПИгазпереработка», «СИБУР», «Евроцемент», «Тандер» (сеть магазинов «Магнит»), «Еврохим», «Сад Гигант», «Юг Руси», «Макс Моторс», «Ростовтеплоэлектропроект» и многие другие.

На площадке форума работала система Business Connect, которая в очередной раз доказала свою эффективность в организации деловых переговоров, – было проведено более ста пятидесяти встреч, которые безусловно стали основой для длительного и взаимовыгодного сотрудничества.

Мероприятие проходило при поддержке технологической платформы «Малая распределенная энергетика» и некоммерческого партнерства «Сообщество потребителей энергии».

Генеральный партнер форума – компания GE, партнер форума – Power Technologies.

Разработчик систем малой и микрогенерации

Во всем мире генерация электроэнергии может осуществляться двумя способами: централизованным и децентрализованным.

Централизованная генерация – это большие электростанции, которые обслуживают обширные территории (области, округа), децентрализованная генерация (или автономная генерация) – это малые станции, которые стоят на обслуживании отдельного потребителя (отдельное домохозяйство, предприятие). Также генерацию электроэнергии принято разделять по объему вырабатываемой энергии: большая энергетика (выработка сотен и тысяч мегаватт), мини-энергетика (выработка энергии до десятков мегаватт) и микро-энергетика (до 50 киловатт).

Технология мини- и микрогенерации относится к области Децентрализованной Энергетики (ДЭ), а именно к области распределенной энергетики. Согласно классификации WADE (Всемирный Союз Распределенной энергетики (World Alliance for Decentralized Energy)) малая или микрогенерация — это производство электроэнергии на месте или вблизи места потребления независимо от размера, технологии или топлива – как вне сети, так и параллельно с сетью.

По сути это технология создания собственных электростанций, на уровне домохозяйства или малого предприятия, что позволяет решить ряд проблем как для конечного потребителя, так и для энергетики в целом. Мини- и микроэлектростанции с небольшим объемом вырабатываемой энергии используются в случаях, когда:

·       необходимо обеспечить бесперебойное снабжение электричеством какого-либо локального объекта, например, больницы;

·       необходимо обеспечить электричеством труднодоступные поселки или отдельные домохозяйства, которые невозможно подключить к централизованной сети;

Кроме того, мини- и микроэлектростанции, использующие возобновляемые источники энергии, позволяют существенно снизить затраты на электроэнергию для отдельного домохозяйства или предприятия, а также сохранить окружающую среду.

Мини- и микроэлектростанции позволяют снизить потери при передаче электроэнергии, которые присутствуют в распределительных сетях в централизованном электроснабжении.

Сегодня уже запущен процесс перехода от централизованной энергетики к распределенной сетевой интеллектуальной энергетике. По оценкам экспертов, это один из важных долгосрочных векторов изменения энергетического уклада в мире.

Темпы роста малой генерации в Европе составляют до 5% в год. Учитывая масштабы производства, это огромные цифры. К 2020 году ожидается, что до 25% всей электроэнергии в Европе будет производится за счет малой генерации. Например, в Дании уже сейчас более 50% электроэнергии вырабатывается с помощью малых электрогенераторов, работающих на возобновляемых источниках энергии: воде, солнце, ветре и биотопливе. К 2050 году планируется полный отказ от ископаемого топлива. Соответственно, доля малой электрогенерации в общей энергетике еще больше возрастет.

В России большее распространение получила распределенная генерация для крупных компаний. Например, до недавнего времени Магнитогорский металлургический комбинат обеспечивал свои потребности за счет распределенной малой генерации на 75%. Северсталь – на 50%.

Уже сейчас существуют производства, где без малой генерации нельзя организовать бизнес.

Например, сельскохозяйственные предприятия, где устанавливаются минигенераторы энергии, которые обеспечивают электричеством и теплом несколько строений: теплицы, загоны для скота и т.д.

Одно из направлений развития микроэнергетики связано с появлением технологии «умных» домов. В таких случаях использование микрогенератора, который способен начинать выработку электроэнергии, когда это необходимо, то есть фактически по запросу от системы дома, более оправданно, чем подключение к централизованной сети.

Разработчик систем малой и микрогенерации оценивает потребности в электроэнергии объекта, где планируется установка микрогенератора, разрабатывает концепцию и план проекта, проще говоря, решает какого типа оборудование необходимо, как его следует установить, как оптимизировать его работу на техническом уровне так, чтобы результаты максимально отвечали требованиям заказчика. То есть работа разработчика систем малой и микрогенерации носит проектно-инженерный характер.

В ходе своей деятельности специалист сталкивается с решением задач из трех разных областей: проектирование в специализированном ПО, техническая экспертиза и анализ инженерных решений и экономический анализ проекта, оценка его стоимости и расчет затрат на его выполнение.

Для работы этого специалиста необходимы инженерные знания в энергетике, машиностроении, понимание экономической стороны вопроса, видение стратегического развития и оптимизации технических и экономических решений. Кроме того, специалист должен отслеживать новые и перспективные профильные технологии на регулярной основе.

Основное профессиональное образование

Проценты отражают распределение специалистов с определенным уровнем образования на рынке труда. Ключевые специализации для освоения професии отмечены зеленым цветом.

Интересные факты

В мире без доступа к электричеству сегодня живет больше народу, чем жило на Земле, когда Томас Эдисон изобрел лампочку.Уже сегодня на один смартфон в использовании телеком индустрия тратит 350 кВт*ч/год электроэнергии, что больше чем потребляет за тот же срок домашний холодильник. Уже в ближайшем 2030 году ожидается, что более половины мировой генерации будет потребляется смартфонами и инфраструктурой, которая их обслуживает.Специалисты востребованы, в (1) компаниях, владеющих пулом собственных мини ТЭЦ (например, НК Роснефть, Лукойл, ГК Тандер (Магнит) в ритеиле, УК Фабрика овощей в тепличном бизнесе), (2) инжиниринговых компаниях, занимающихся строительством мини ТЭЦ (например, СВЕКО Союз Инжиниринг, РАССЭ ГК Ай-Теко, ROLT power systems, Звезда Энергетика (СПб), и др.), (3) компаниях-производителях генерирующего оборудования (например ОАО Коломенский завод, Интер РАО Инжиниринг, ОДК – Газовые турбины и др.)

Видео о профессии

«Россия лидирует в развитии малой распределенной генерации»

Доступная энергия гораздо ближе, чем кажется. О том, почему в разгар экономического кризиса малая распределенная энергетика показывает стабильный рост, куда движется отрасль и по каким показателям опережает «технологичный Запад», в преддверии профессионального праздника — Дня энергетика — в интервью федеральному изданию «Энергетика и промышленность России» рассказал президент Ассоциации малой энергетики, директор Группы компаний «МКС», председатель подкомитета по малой генерации «Деловой России» Максим Загорнов.

— Максим Александрович, как вы оцениваете сегодняшнее состояние отрасли малой распределенной энергетики? Как эпидемия коронавируса и последовавший за ней экономический кризис сказались на предприятиях вашей отрасли?

— Безусловно, пандемия COVID-19 повлияла на все отрасли экономики. С одной стороны, произошла рецессия, с другой, в России мы наблюдаем рост интереса к малой распределённой генерации: из-за ухудшения экономической ситуации компании стали более тщательно анализировать затраты, а собственная распределенная генерация — реальный инструмент экономии. Кроме того, уже не один год развивается мировой тренд по переходу к децентрализованной энергетике, когда компании осознанно уходят из централизованной энергетики в распределенную. Это естественный процесс, который, в первую очередь, связан с появлением и развитием новых технологий. Еще один фактор — снижение стоимости газа. В будущем еще одним драйвером для реализации энергетических проектов станет дальнейшее развитие технологий СПГ (сжиженного природного газа). Это позволит обеспечить топливом объекты распределённой генерации в удаленных регионах. Можно сказать, что пандемия ускорила эти процессы и в целом положительно повлияла на сегмент малой генерации: спрос на такие объекты существенно вырос.

— Какие направления работы являются приоритетными для вас? Над какими проектами вы сейчас работаете?

— Направлений и проектов много. Одним из перспективных является реализация энергосервисных контрактов. Речь идет о создании проектов мини-ТЭС «под ключ» силами Группы компаний «МКС» за счет собственных средств или средств инвестора с дальнейшим получением им гарантированной прибыли и гарантированным экономическим эффектом для потребителя. Все чаще потребители приходят к выводу, что для них не подходит вариант самостоятельной покупки объектов собственной генерации, поскольку их компетенции находятся в другой области. Поэтому они предпочитают арендовать генерирующее оборудование. Аренда энергооборудования — мировой тренд, многие компании приходят к мысли, что необязательно чем-то владеть, можно арендовать оборудование на какой-то срок и получить от этого выгоду. В данном случае со стороны потребителей нет затрат, им не надо наращивать компетенции в электроэнергетике.

— Какие еще возможности энергосервисные контракты дают бизнесу в малой (распределенной) генерации?

— Энергосервисные контракты, основанные на аренде оборудования, по сути, — единственный реально работающий инструмент снижения стоимости электроэнергии для потребителей. За счет того, что электростанция устанавливается непосредственно вблизи потребителя, можно существенно сэкономить на транспорте электроэнергии, на который приходится практически половина стоимости тарифа. Самое главное преимущество энергосервиса — возможность снижения стоимости потребляемой электроэнергии без затрат со стороны потребителя. При этом размер арендной платы ниже, чем их обычный бюджет на приобретение энергоресурсов.

— Сейчас ведется работа по обновлению Дорожной карты по энергоэффективности, которая была принята распоряжением Правительства №703 два года назад. В обновленном документе будут прописаны шаги по разным направлениям, которые позволят улучшить ситуацию в этой сфере. В том числе разрабатываются предложения по совершенствованию законодательства в части устранения ограничений по использованию ресурсов энергосервиса. Насколько актуальна эта работа?

— На мой взгляд, существующее законодательство не препятствует развитию распределённой генерации, позволяет широко реализовывать подобные энергосервисные контракты. Но существует опасность законодательно «зарегулировать» это направление при активном участии сетевых монополий. В этом случае есть реальная опасность, что мы вылетим из мирового вектора развития распределенной энергетики и безвозвратно отстанем. Сегодня рынок малой распределенной генерации развивается самостоятельно, за счет частных средств, не перекладывая бремя расходов на государство или потребителя, снижает существующие тарифы. Не всех это устраивает.

— Насколько развитие распределенной генерации в России соответствует мировым стандартам?

— Как бы это удивительно не прозвучало, мы сейчас в чем-то даже опережаем другие страны. У нас применяется весь передовой мировой опыт. Используются самые современные и надежные двигатели, правда, пока импортные. За последние годы сформировался пул профессиональных инжиниринговых компаний, которые успешно реализуют соответствующие проекты в разных регионах. Я надеюсь, такой спрос на газовые двигатели подтолкнет наши профильные компании к созданию линейки отечественных двигателей.

— Ассоциация малой энергетики укрепляет свои позиции, в том числе и путем включения в состав организации новых сильных «игроков». В этом году в АМЭ вступила компания Schneider Electric. Насколько важно, на ваш взгляд, привлекать новых участников?

— На самом деле наша ассоциация малочисленная, мы не стремимся значительно увеличить число ее участников. Наоборот, создаем ассоциацию из компаний — лидеров отрасли, которые дополняют друг друга компетенциями и могут, объединив усилия, выходить на крупные проекты и совместно их реализовывать. Я бы провел аналогию с холдингом Boing, куда входят несколько десятков компаний, которые сообща производят хороший самолет. Мы хотим, чтобы участники нашей ассоциации создавали качественные продукты для рынка — готовые решения в энергетике.

Также внутри ассоциации планируем разрабатывать отраслевые стандарты, которые затем можно будет положить в основу единых национальных стандартов в области распределенной генерации и, в перспективе, на их основе создать подотрасль малой генерации со своими нормативами, правилами, системами надзора.

В Германии, например, есть частная организация TÜV, которая не только осуществляет контроль обеспечения безопасности продукции, но и сертификацию участников рынка машиностроения и, в частности, автомобилестроения. Эта организация, пользующаяся большим мировым авторитетом, разработала стандарты, по которым сегодня работает ряд отраслей Германии.

В России тоже нужно заниматься вопросами сертификации, и, если они будут решаться «снизу», это будет оперативнее и логичнее: ведь участники рынка лучше знают, что им необходимо для работы. Внутренние отраслевые стандарты нам нужны, чтобы соответствовать современным реалиям. Будет лучше, если мы сами их разработаем и предложим государству зафиксировать.

— В этом году прошла уже VIII Международная премия «Малая энергетика — большие достижения» — ключевой ежегодный проект Ассоциации малой энергетики. Чем конкурс этого года отличался от предыдущих?

— Вопреки всем обстоятельствам непростого 2020 года VIII Международная премия «Малая энергетика — большие достижения» не только состоялась, но, без сомнения, стала самой знаковой и прорывной за всю историю конкурсного проекта. Премия не только собрала рекордное количество заявок (91 заявка из России, Австрии и Республики Беларусь), но и в условиях пандемии и ограничений на проведение массовых мероприятий состоялась как очень яркий и качественный отраслевой event. Впервые в истории конкурса церемония вручения «Золотых молний» прошла в комбинированном формате: оффлайн (на самой статусной столичной площадке — в Конгресс-центре Торгово-промышленной палаты РФ) и онлайн (трансляцию церемонии посмотрело около 4000 человек). Также в ходе проекта было реализовано и много иных смысловых и организационных нововведений.

— Какими вы видите перспективы развития малой распределенной генерации в России?

— Данное направление имеет хорошие перспективы в России. Как известно, в нашей стране порядка 80% оборудования большой генерации старше 40 лет, и в ближайшие годы оно будет выводиться из строя. Это значит, в горизонте 5-10 лет мы столкнемся с проблемой выпадающих мощностей. Малый и средний бизнес, как правило, находится в худших условиях в части энергоснабжения, и, вероятно, будет делать акцент на развитии распределенной генерации, которая отличается не только доступностью, но и возможностью ее быстрого разворачивания на местах, требует меньших затрат, выдает электроэнергию по привлекательной цене. Думаю, в течение 10-15 лет распределённая генерация займет существенную долю в энергобалансе страны.

— Могли бы вы отметить регионы, лидирующие в развитии такой генерации?

— Прежде всего, это Челябинская область, где накоплен высокий инженерный потенциал, много крупных потребителей. В свое время Группа компаний «МКС» и Ассоциация малой энергетики провели здесь большую работу, для развития малой распределённой генерации. Сейчас и другие регионы подтягиваются, и это радует.

www.eprussia.ru

Распределенная генерация знает себе цену

Об этом свидетельствует рост числа предприятий, принимающих решение о строительстве собственной генерации, об этом же говорит и динамика обращений к профессионалам с просьбой просчитать плюсы и минусы создания автономной генерации в конкретных условиях.

Какие предпосылки повышают востребованность распределенной генерации, какие сложности сопровождают ее внедрение? На вопросы «Энергетики и промышленности России» отвечает Алексей Синельников, заместитель директора по распределенной энергетике АО «НТЦ ЕЭС» (Московское отделение).

– «Российский рынок распределенной генерации готов к двукратному росту» – сообщили участники одного из недавних энергетических форумов, посвященных одной из самых перспективных отраслей мировой энергетики.

Действительно, даже в непростых экономических условиях рынок малой генерации демонстрирует стабильность и даже небольшой рост. Не исключение и промышленные предприятия, которые строят генерацию для собственных нужд. Можете ли вы рассказать о том, какие отрасли испытывают особенно острую необходимость в создании собственной генерации, какие предпосылки определяют их решение?

– «Флагман» распределенной генерации в России – это, безу­словно, нефтегазовая отрасль. Востребованность распределенной генерации в нефтегазе объясняется как соображениями экономической целесообразности (наличие собственных энергоресурсов, отдаленность многих месторождений от источников большой генерации и сетей), так и требованиями экологического законодательства, обязывающего повышать степень утилизации попутного нефтяного газа (ПНГ). Свою собственную генерацию создают и нефтеперерабатывающие предприятия, получающие возможность снизить расходы на приобретение энергоресурсов, решив заодно проблему утилизации отходов, и нефтехимики, использующие доступные на производстве энергоносители для выработки электроэнергии.
Вторая группа предприятий, строящих собственную генерацию, – аграрии, в первую очередь тепличные хозяйства, создание которых переживает сегодня настоящий бум. Они не случайно занимают первое место в этой группе – как известно, основной статьей расходов для тепличных комплексов является именно тепловая и электрическая энергия. Далее следуют маслоэкстракционные заводы и другие переработчики растительной продукции, лесозаготовительные и деревоперерабатывающие комплексы, имеющие возможность использовать отходы производства в качестве энергоресурсов (жмых, щепу и иные отходы производства).

И наконец, в создании собственной генерации заинтересованы производители и переработчики животноводческой продукции, холодильные комплексы и склады, потребляющие очень много электроэнергии. Для многих из них строить собственную генерацию оказывается намного дешевле, чем покупать ее на внешнем рынке. Во всяком случае, такой выбор может стать оптимальным при условии, что у этих предприятий есть доступ к относительно дешевому природному газу.

– Вы говорите о доступности природного газа как одного из условий строительства распределенной генерации. Значит ли это, что агропредприятия и ЛПК, принимающие такие решения, не могут обеспечить себя электричеством и теплом исключительно за счет собственных топливных ресурсов и нуждаются в дополнительной «страховке»?

– На самом деле ни биогаз, ни жмых, ни древесная щепа не выдерживают конкуренции с относительно дешевым природным газом, параметры которого известны заранее, объемы поставок стабильны. Собственный природный газ – роскошь, которой владеют далеко не все развитые страны, но нам эта роскошь доступна.

Доступность природного газа крайне важна и для четвертой группы предприятий, создающих собственную распределенную генерацию, – достаточно крупных производств с большими объемами потребления, с четкими и реалистичными планами развития. Насколько велики энергетические потребности этих производств? Все зависит от конкретной ситуации. Это может быть молокозавод, который строит электростанцию мощностью 0,5 МВт, это может быть и автомобильный завод, который строит электростанцию 24 МВт.

Еще один тренд, работающий на развитие распределенной генерации, – создание индустриальных парков, которые нуждаются в собственных, обеспечивающих уже построенные и будущие производственные мощности, энергоисточниках. Проблема в том, что в существующем нормативном поле строить электростанцию, обеспечивающую потребности группы компактно расположенных предприятий, менее выгодно, чем строить генерацию в одиночестве для собственных нужд, так как в первом случае резиденты индустриального парка обязаны оплачивать содержание сетей, а это около 70 % от стоимости услуг по передаче электроэнергии.

Однако у нас есть основания надеяться на то, что в обозримом будущем эти правила будут откорректированы: АО «СО ЕЭС» совместно с «НТЦ ЕЭС» (МО) выступили с инициативой создания особых распределенных микроэнергокомплексов, позволяющих промышленным потребителям оплачивать услуги по передаче электроэнергии, поступающей из сети общего пользования, и не оплачивать эти услуги в отношении электроэнергии, поступающей от локального энергоисточника, без ущерба для надежности и работоспособности электросетевого комплекса в целом.

– Итак, предпосылками строительства собственной генерации для производственных предприятий являются наличие собственных топливных ресурсов и доступность природного газа, высокая энергоемкость производства, необходимость утилизации побочных продуктов производства и другие причины.

Можете ли вы назвать основной фактор, повышающий привлекательность распределенной генерации для представителей самых разных отраслей – от тепличного комплекса местного значения до гигантского автозавода?

– Предпосылка номер один, объективный фактор, объясняющий привлекательность распределенной генерации для самых разных предприятий, – производство электроэнергии в месте ее потребления может оказаться выгоднее, чем покупка электроэнергии на оптовом или розничном рынке и оплата передачи до конечного потребителя.

Именно такая ситуация имеет место сегодня в России. На привлекательность распределенной генерации «работает» динамика цен на мощность (в 2017 году здесь произошел очень существенный скачок), динамика роста тарифов на услуги по передаче электроэнергии (здесь мы имеем стабильный фактический рост). Так возникают ситуации, при которых выгоднее построить свою генерацию на основе природного газа, который остается относительно дешевым, изменение цен на него в перспективе – достаточно прогнозируемым.

Разумеется, в отдельно взятой ситуации строительство собственных энергомощностей может быть не самым выгодным решением, даже если на первый взгляд предпосылки для такого решения налицо. Прежде чем принять решение о строительстве собственной генерации, нужно взвесить все «за» и «против».

Возможно, вы сможете сократить затраты на энергоснабжение другим путем – путем перехода в другую ценовую категорию, или за счет оптимизации графика потребления, или за счет иных способов управления приобретением электроэнергии.

В любом случае перед принятием решения о строительстве собственной генерации необходимо просчитать все возможные сценарии организации электроснабжения предприятия.

– Развитие альтернативной энергетики стало стимулом для производства оборудования, позволяющего вырабатывать «чистую» энергию, и Россия в этом отношении не исключение.

Происходит ли нечто подобное с производством оборудования для распределенной генерации, насколько сильны здесь позиции российских предприятий?

– Дать однозначный ответ на этот вопрос достаточно сложно. Можно отметить, что в секторе распределенной генерации у нас используются газотурбинные установки как оте­чественного, так и зарубежного производства. В то же время паровые турбины производятся преимущественно в России. А вот в случае с газопоршневыми электростанциями мощностью свыше 1 МВт представлен исключительно импорт.

В целом на рынке строительства энергомощностей от 1 до 25 МВт преобладает все‑таки зарубежное оборудование, в то время как российские компании занимаются преимущественно пакеджированием проектов.

Между тем постепенная и посильная локализация производства оборудования для распределенной энергетики позволила бы решить множество проблем – от создания приближенного к потребителю сервисного обслуживания до гармонизации технических характеристик оборудования в соответствии со стандартами российской энергетики (альтернативы дорогостоящей и проблематичной адаптации зарубежных аналогов к местным условиям).

На наш взгляд, задача локализации является не менее насущной и своевременной целью, чем создание цифровой энергетики.

 

МНЕНИЕ

Максим Загорнов, президент Ассоциации малой энергетики Урала, директор группы компаний «МКС» (Челябинск):

На мой взгляд, востребованность распределенной генерации среди промышленников растет и будет расти в ближайшие годы. Сравнительно недавно строительством собственной генерации небольшой мощности (до 8‑10 МВт) занимались в основном представители малого и среднего бизнеса. Сегодня привлекательность распределенной генерации признают крупные корпорации и холдинги. Востребованность распределенной генерации наблюдается во всех отраслях, от мощных обрабатывающих производств до пищевой промышленности и логистики.

Неудивительно, что увеличение спроса на распределенную генерацию наблюдается в развитых индустриальных регионах, от Подмосковья до Урала. Основной стимул к развитию распределенной генерации, обеспечивающей энергетическую независимость предприятий, – постоянный рост тарифов на электроэнергию (остальные факторы, такие, как сложности техприсоединения, менее весомы и решаются в рабочем порядке). Привлекательности распределенной генерации добавляют и возможность продавать излишки электроэнергии на оптовом рынке (закрепленная в Постановлении Правительства РФ № 342), и появление на рынке более эффективных накопителей энергии. Вполне вероятно, что уже в ближайшем будущем монополизм крупных генерирующих компаний будет «размываться» и дефицит электросетевых мощностей перестанет быть ограничением в плане развития бизнеса.

На востребованность распределенной генерации указывает и постепенная локализация оборудования, необходимого для создания собственных мощностей (по оценкам нашей Ассоциации, сегодня степень локализации составляет около 70 процентов, при этом данный процесс начался не в 2014 году, когда импортозамещение стало задачей государственного значения, а лет семь назад). По большому счету, сегодня мы экспортируем двигатели и элементы управления. Производство контейнеров, блок-модулей, не говоря о пакетировке самой электростанции, давно осуществляется в РФ. Вполне возможно, что в недалеком будущем производство элементов управления тоже будет перенесено в Россию (судя по темпам развития отрасли, эта задача реальна, хотя часть необходимых компонентов все равно придется экспортировать). Намного сложнее локализовать производство двигателей для автономной генерации: как поясняют сами производители, эта задача «завязана» на особо качественные марки стали, которые пока не освоили российские металлурги. Это задача на длительную перспективу, решение которой требует изменения всей производственной цепочки.

Концепцию развития распределенной генерации представило АНО АПИ в Госдуме

Агентство Дальнего Востока по привлечению инвестиций и поддержке экспорта (АНО АПИ) представило концепцию привлечения частных инвестиций в развитие распределённой генерации, в том числе на основе возобновляемых источников энергии, в удалённых и изолированных энергорайонах ДФО и Арктической зоны РФ. Презентация состоялась на «круглом столе» на тему: «Возобновляемые источники энергии: состояние российского законодательства, перспективы развития и пути совершенствования, в том числе на примере энергообеспечения изолированных территорий», прошедшем на площадке Комитета по энергетике Госдумы РФ.

По словам генерального директора АНО АПИ Леонида Петухова, концепция служит реализации актуальных направлений государственной энергетической политики и политики по социально-экономическому развитию Дальнего Востока и Арктики, учитывает мнения всех заинтересованных сторон, включая федеральные органы отраслевого регулирования, субъекты Дальнего Востока и Арктики, энергетические компании и потенциальных инвесторов. Основным результатом проведенной работы является предложение для институтов государственной власти комплексной системы привлечения частных инвестиций в проекты локального энергоснабжения удаленных территорий, источников финансирования реализации мероприятий и механизмов доведения финансирования до заинтересованных инвесторов.

«Результатом реализации предложений АНО АПИ может стать содействие гарантированному обеспечению доступной электроэнергией в удалённых и изолированных районах на основе привлечения частных финансовых и технологических инвестиций в модернизацию объектов локальной энергетики для оптимизации расходов бюджетной системы и снижения межтерриториального перекрестного субсидирования в электроэнергетике на долгосрочную перспективу. » – заметил Леонид Петухов.

Согласно Энергетической стратегии России до 2035 года основным направлением развития энергетики является эффективное обеспечение потребностей социально-экономического развития страны. Проведенный АНО АПИ анализ программных документов в сфере развития электроэнергетики, газоснабжения, энергосбережения и повышение энергетической эффективности выявил необходимость более детального рассмотрения вопросов энергоснабжения потребителей, не связанных с развитием централизованной энергетической инфраструктуры. Этих потребителей можно очень условно разделить на три большие группы: предприятия по добыче углеводородов, предприятия горнодобывающей промышленности и малые населенные пункты (поселки, села, деревни).

Согласно предложениям АНО АПИ, источники и схемы электроснабжения указанных потребителей необходимо выбирать в соответствии с графиком электрической и тепловой нагрузки, величины электро- и теплопотребления, категории надежности электро- и теплоснабжения, возможности рационального управления спросом на электрическую и тепловую энергию, а также долгосрочным целям экономической деятельности. Особое внимание планируется уделить расположению источника генерации электрической энергии, которое в условиях Крайнего Севера должно быть максимально приближено к центру энергопотребления для обеспечения возможности комбинированной выработки электрической и тепловой энергии.

«Учитывая актуальные направления государственной политики, мы предложили подход к обеспечению энергоснабжения самой многочисленной и самой проблемной третьей группы потребителей, отсутствие должного внимания к которой может привести не только к росту нерациональных государственных расходов на северный завоз дизельного топлива, но и к снижению качества жизни населения вдали от централизованной инфраструктуры. Для этих потребителей в качестве источника энергоснабжения на долгосрочную перспективу целесообразно рассматривать гибридные энергетические комплексы на основе комбинации органического топлива и возобновляемых источников энергии с накопителями высокой емкости, при этом особое внимание следует уделять мерам по энергосбережению и повышению энергетической эффективности всего локального энергетического комплекса, включая жилищно-коммунальное хозяйство и мероприятия на стороне потребителей. Выбор наиболее рационального варианта решения в этом случае является нетривиальной задачей, для решения которой целесообразно создание соответствующей методической базы с участием научных институтов и профильных инвесторов», — отметил ведущий менеджер АНО АПИ Максим Губанов.

По словам инвестиционного директора АНО АПИ Василия Потемкина, идея обеспечения энергоснабжения удаленных территорий на основе современных технологий, включая возобновляемые источники энергии, является очень перспективной и долгое время обсуждается на многих экспертных площадках. При этом, основной проблемой в ее реализации зачастую является отсутствие реального коммерческого интереса для потенциальных инвесторов в такие проекты, что связано со значительной социальной составляющей в функционировании объектов локальной генерации в населенных пунктах Дальнего Востока и Арктики. Для участия в таких проектах частным инвесторам принципиально важны следующие моменты: гарантированное поступление средств независимо от собираемости платежей за поставленную энергию, гарантированный тариф на энергию на весь период возврата инвестиций, гарантированный объем потребления выработанной энергии и даже гарантированный выкуп оборудования по согласованной цене после окончания действия контракта. Обеспечить эти условия представляется сложной государственой задачей привлечения инвестиций в отрасль распределенной генерации, и мы со своей стороны предложили свой подход к её решению, основанный на опыте реализации инвестиционных проектах в различных отраслях экономики, включая промышленность и сельское хозяйство.

«Сильное отраслевое регулирование и значительное разнообразие проектов распределенной генерации, как по возможным техническим решениям, так и по формам собственности и особенностям функционирования, потребовало от АНО АПИ рассмотрения значительного количества возможных механизмов привлечения частных инвестиций в обеспечение надежного, экономичного и экологичного энергоснабжения населенных пунктов на долгосрочную перспективу. На наш взгляд, концепция предлагает собой актуальное решение насущной проблемы энергообеспечения изолированных территорий и при поддержке профильного комитета по энергетике Государственной Думы Российской Федерации может послужить веским основанием для дальнейшего диалога с отраслевыми органами исполнительной власти», — подвел итоги мероприятия инвестиционный директор АНО АПИ Василий Потемкин.

Информация предоставлена пресс-службой Агентства Дальнего Востока по привлечению инвестиций и поддержке экспорта

Генерация будущего | Решения на РБК+

В Германии возобновляемые источники энергии становятся основным ресурсом для выработки электричества. Власти страны усиливают курс на отказ от использования угля и сокращение доли атомной энергетики.

Доля возобновляемых источников энергии (ВИЭ) в выработке электроэнергии в Германии в первом полугодии 2019-го превысила суммарную долю угольных и атомных станций, свидетельствуют данные Института солнечно-энергетических систем Общества имени Фраунгофера (Fraunhofer ISE). Это первый в немецкой истории шестимесячный период превосходства ВИЭ над ископаемыми видами топлива и атомной энергетикой. Основной ресурс ВИЭ сейчас — это ветер: ветропарки дают примерно четверть всего объема электричества, выработанного возобновляемыми источниками.

Чистые рекорды

Чтобы представить реальную картину, нужно учесть, что за скобки выведена газовая генерация, на которую пришлось 9,3%. А доля энергии ВИЭ — ветра, солнца, воды и биомассы, на которую приходится 47,3%, сравнивается только с долей угля и АЭС — 43,4%. О том, что ВИЭ окончательно взяли верх над ископаемым топливом, не спешат говорить и в самой Германии. Сотрудник аналитического центра Agora Energiewende Фабиан Хайн, мнение которого приводит Deutsche Welle, считает, что о долгосрочной тенденции говорить преждевременно.

Кроме того, нужно иметь в виду, что в отдельные месяцы в первом полугодии было много солнечных и ветреных дней. Соответственно, остальным производителям пришлось сократить генерацию, чтобы пустить в систему электроэнергию, выработанную солнечными станциями и ветропарками. Как следствие, производство электроэнергии на основе ВИЭ, по данным Fraunhofer ISE, действительно превышало 50% от общего объема в течение 14 из 47 отчетных недель с начала года. Максимум — 65,8% — был достигнут в начале марта, минимум — 29% — в конце января.

В среднем в первом полугодии на долю ВИЭ приходилось 46% выработанной электроэнергии, свидетельствует статистика Fraunhofer ISE. И, несмотря на все оговорки, это несомненный успех немецких властей и бизнеса, давно взявших курс на «зеленую» энергетику и имплементацию в свою повседневную работу Целей устойчивого развития ООН (ЦУР), считают эксперты.

Уголь, прощай!

Уголь как источник энергии ВИЭ обходят уже стабильно. Екатерина Колбикова, консультант компании Vygon Consulting, отмечает, что генерация электрической энергии на базе ВИЭ впервые в истории превысила угольную в 2018 году, составив 40,4% общего объема вырабатываемой в Германии энергии. Хотя бурый и каменный уголь все еще остаются важным топливом для немецкой экономики (в октябре на их долю пришлось 27,1%), роль угля будет неуклонно снижаться. В 2018 году в Ботропе в федеральной земле Северный Рейн-Вестфалия была закрыта последняя каменноугольная шахта — Prosper-Haniel. Президент ФРГ Франк-Вальтер Штайнмайер сказал тогда, что подошла к концу «часть немецкой истории». В хозяйстве страны пока используются импортное сырье и добываемый в небольших объемах бурый уголь.

По статистике Fraunhofer ISE, в первом полугодии производство электричества на буром угле показало минус 20%, станции на каменном угле уменьшили выработку на 30%.

Екатерина Колбикова отмечает, что 12,7 ГВт мощностей угольной генерации должно быть выведено уже до 2022 года, а к 2038 году будет завершена работа всех угольных ТЭС мощностью 45,4 ГВт. «На выход» отправили и атомные электростанции. К концу 2022 года планируется закрыть семь действующих сегодня АЭС с установленной мощностью 9,4 ГВт. С учетом результатов аукционов ВИЭ (через которые государство субсидирует их производство) в Германии к 2022 году их доля в выработке составит 52,5%, добавляет эксперт. Екатерина Колбикова также обращает внимание на то, что с учетом активного ввода энергоэффективного оборудования валовое потребление электроэнергии в ФРГ последние годы стагнирует, а в среднесрочной перспективе может даже существенно снизиться.

Доклад об энергетической эффективности, выпущенный Министерством экономики и энергетики Германии в сентябре 2016 года, опираясь на концепцию «энергетического поворота» (Energiewende), устанавливает цели по снижению потребления электроэнергии. К 2020 году это минус 10% от уровня 2008-го, а к 2050 году потребление должно сократиться на 25%. Это означает падение выработки, что, безусловно, усиливает конкуренцию между разными энергоносителями, считает Екатерина Колбикова. По ее оценке, потребность в газе, исходя из предполагаемой трансформации энергорынка Германии, будет возрастать. «Несмотря на общее падение спроса на электроэнергию, ВИЭ не смогут заместить выбывшие угольные и атомные станции, за счет чего доля газовой генерации вырастет с 8% в 2018 году до 20% в 2022-м. Иными словами, через три года потребность в газе в данном секторе увеличится на 12 млрд куб. м», — прогнозирует Екатерина Колбикова. Но в долгосрочной перспективе, ближе к 2040 году, экономические стимулы для перехода на газ отсутствуют и роль газа может существенно снизиться, считает эксперт. В этом случае рост поставок российского газа в Германию скорее будет обеспечен падением поставок голубого топлива в страну из Норвегии и Нидерландов.

Дорогое удовольствие

Аналитики отмечают, что переход на «зеленую» энергетику и ЦУР дорого обходится немецкой экономике. Руководитель Центра германских исследований Института Европы РАН Владислав Белов говорит, что сегодня в ФРГ самая дорогая электроэнергия среди экономических лидеров Евросоюза.

Такой крупный потребитель электроэнергии, как BASF, прогнозирует значительный рост спроса на энергетику ВИЭ — примерно в три раза в ближайшем будущем, рассказали в пресс-службе концерна. Однако, как считают в BASF, промышленным отраслям, сталкивающимся с международной конкуренцией, нужна компенсация затрат на инвестиции в низкоэмиссионные технологические процессы. Оптимальным решением стали бы сопоставимые тарифы за выбросы углерода в атмосферу во всех странах мира, полагают в концерне.

«У среднего и малого бизнеса вызвала негативную реакцию новая промышленная политика, которую провозгласил министр экономики и энергетики Петер Альтмайер. В ее основе поддержка национальных промышленных чемпионов. Много вопросов есть и к пакету климатических инициатив, которые могут привести к росту налоговой нагрузки», — говорит Владислав Белов. А налоговая нагрузка в ФРГ уже одна из самых высоких в ЕС. Так, эффективная ставка налога на прибыль для бизнеса составляет 23% — это максимальный уровень в Евросоюзе, отмечает он.

По данным Eurostat, на долю налогов в стоимости киловатт-часа в ФРГ во втором полугодии 2018 года приходилось больше половины общей суммы выплат. Поэтому климатические инициативы приветствуют не все — многие считают, что средства нужно направить по другим направлениям.

Владислав Белов рассказывает, что у страны накопилось немало внутренних структурных проблем. Средний и малый бизнес подвергает правительство критике за недостаточные государственные инвестиции, прежде всего в инфраструктуру. Так, по качеству автомобильных дорог Германия сегодня не лидер в Евросоюзе и уступает, например, Нидерландам, Португалии, Австрии, говорит эксперт. Есть проблемы с развитием речного транспорта, железных дорог. Не решена проблема нехватки квалифицированных кадров. По словам Владислава Белова, на начало года свободными оставались около 600 тыс. таких вакансий. Кроме того, 83% представителей средних и малых предприятий, по его информации, говорят о том, что не могут найти на рынке людей на места учеников по причине плохих базовых школьных знаний. К инфраструктурным ограничениям относится и недостаточно развитый широкополосный интернет.

Конечно, запас прочности у Германии огромный, но если не начать решать структурные проблемы уже сейчас, то в будущем они могут привести к длительному периоду стагнации или спада, считают эксперты. Все чаще можно услышать мнение, что лучшие времена для Германии прошли и нужно искать новые пути развития, отмечает немецкий политолог Александр Рар. Надо признать, что правительство ФРГ слышит голос бизнеса, говорит Владислав Белов. Например, уже объявлено о намерении ослабить фискальное давление на средний и малый бизнес и продолжить сокращение бюрократических барьеров.

В то же время следование экологической повестке — это построение экономики будущего. Генеральный секретарь ООН Антониу Гуттериш в ходе Петербургского международного экономического форума в 2019 году заявил: «Бизнес, гражданское общество все больше понимают проблему, но отсутствие политической воли может привести к трагическим результатам. Нам нужна «зеленая» экономика, а не «серая» экономика, нужно научиться делать бизнес, нужно научиться генерировать энергию, строить города по-новому. Это означает, что пора прекратить субсидии углеродному топливу и необходимо понять, что у нас есть инструменты решения климатической проблемы».

Распределенная генерация выходит из тени

Увеличение объема распределенной генерации в ЕЭС России заставляет экспертов все чаще задумываться о технологических особенностях ее функционирования в составе Единой энергосистемы. И один из наиболее острых вопросов, встающих перед специалистами – сохранение надежности работы энергосистемы при интеграции в нее объектов распределенной генерации. Наряду с этим в центре внимания экспертов находятся вопросы присоединения объектов распределенной генерации к сетям, оперативно-диспетчерского управления такими объектами, организации надежного электроснабжения потребителей с использованием распределенной генерации. Именно эти темы стали предметом обсуждения на открытом семинаре «Технические аспекты внедрения собственной генерации: организация процесса решения проблемных технических вопросов», организованном подкомитетом С6 «Системы распределения электроэнергии и распределенная генерация» Российского национального комитета СИГРЭ в марте в рамках деловой программы III Бизнес-платформы «Собственная генерация на предприятии».

Проведенный подкомитетом С6 РНК СИГРЭ семинар собрал более 80 руководителей и специалистов крупных промышленных предприятий, которые непосредственно заинтересованы в надежной и экономичной работе объектов распределенной генерации.

В рамках обсуждения на семинаре под термином «распределенная генерация» в основном понималась собственная генерация на предприятии, несмотря на то, что традиционно под этим термином понимается генерация, подключаемая к распределительным сетям, в том числе на базе возобновляемых источников энергии. Но в России, в отличие от европейских стран, этот вид генерации в основном представлен дизельными генераторами, газопоршневыми и газотурбинными агрегатами. Это связано с требованиями заказчиков, которыми часто являются крупные нефтехимические заводы и другие промышленные предприятия, сталкивающиеся с необходимостью утилизации побочных отходов производства, например, попутного нефтяного газа. Для них использование собственной распределенной генерации такого типа экономически оправдано. Что же касается ВИЭ, то их развитие специалисты в перспективе связывают с дальневосточным регионом и регионом крайнего севера. Основную часть в структуре себестоимости электроэнергии там составляет доставка топлива, в то время как переход на ВИЭ способен существенно уменьшить транспортную составляющую в цене электроэнергии для этого региона.

В целом же, по мнению участников семинара, развитие распределенной генерации в России, несмотря на имеющиеся отличия, все же идет в ногу с мировой энергетикой. Так, в рамках 45-й Сессии CIGRE(одной из старейших и наиболее авторитетных международных научно-технических ассоциаций в мире) в числе важных тенденций в масштабах мировой энергетики называлось конструктивное сосуществование традиционной и распределенной генерации без конфронтации и взаимного вытеснения с рынка – и эта же тенденция, по мнению участников семинара, становится характерной для нашей страны.

В рамках семинара большое внимание было уделено влиянию объектов распределенной генерации на режимы работы электрических сетей, интеграции ее в региональные программы развития энергетики, взаимодействию таких объектов с диспетчерскими центрами Системного оператора, а также особенностям проектирования схем выдачи мощности и эффективному выбору генерирующего оборудования для объектов распределенной генерации. Подобные мероприятия, глубоко рассматривающие технические вопросы интеграции объектов распределенной генерации в ЕЭС России, позволяют не только обсудить проблемные вопросы, но и наметить пути их решения, обменяться успешным опытом реализации проектов строительства объектов распределенной генерации.

 

Варианты работы

Организации работы объектов распределенной генерации в составе Единой энергосистемы и возможностям обеспечения надежного электроснабжения потребителей от таких объектов было посвящено выступление заместителя генерального директора – главного инспектора ЗАО «Техническая инспекция ЕЭС» Павла Илюшина.

В своем выступлении он привел сравнительный анализ генерирующих агрегатов по КПД в зависимости от их типов и мощности. Так, самый низкий электрический КПД имеют микротурбины, наибольший – парогазовые установки, и в каждом конкретном случае проектная организация должна решать, какой тип генерирующей установки разумно выбрать .

Второе, на что следует обратить внимание при проектировании объекта распределенной генерации – это варианты подключения объекта к сети. Их, по сути, два: подключение к шинам подстанций или к фидерам (рис. 2). И тот, и другой имеют свои особенности. При подключении к шинам принципы построения РЗА в прилегающей сети не изменяются, так как не изменяется потокораспределение в прилегающей сети, а электроснабжение потребителей осуществляется по фидерам, отходящим от шин распределительных подстанций с однонаправленным потоком мощности «от шин в линию». Однако при этом снижается возможность обеспечения надежного электроснабжения потребителей при авариях на шинах подстанций, при которых отключаются и генерирующая установка, и все потребители шин.

Второй вариант, более надежный с точки зрения обеспечения бесперебойного энергоснабжения – подключение к фидерам. Но в этом случае из-за возникающих в сети реверсивных потоков мощности, зависящих от режима работы генерации и потребления в узлах нагрузки, требуется реконструкция устройств РЗА в прилегающей сети с применения более сложных защит. В ряде случаев требуется даже изменение топологии сети с установкой дополнительных коммутационных аппаратов или полная замена коммутационного оборудования.

Варианты режимов работы генерирующего оборудования также могут быть разными: параллельная работа с выдачей или без выдачи мощности в сеть, изолированная работа, направленная на обеспечение потребностей исключительно собственного предприятия, а также самый технологически сложный – комбинированный режим работы, сочетающий оба варианта. При переходе из режима параллельной работы на изолированный необходимо обеспечить идентификацию режима выделения электростанции при аварии, балансировку режима по активной и реактивной мощности без возникновения недопустимых параметров электрических режимов в сети внутреннего электроснабжения. Кроме того, необходимо предусмотреть возможность превентивного выделения объекта генерации действием АВСН (автоматики выделения на собственные нужды) по параметрам электрического режима. Собственнику объекта распределенной генерации также придется предусмотреть возможность длительной работы объекта в изолированном (автономном) режиме и возможность последующей синхронизации его с энергосистемой при восстановлении сети после аварии. «В случае если генерирующих установок несколько, задача усложняется, и чтобы предусмотреть все тонкости, необходимо грамотное проектное решение», ─ подчеркнул Павел Илюшин.

Пошаговая инструкция

Для того, чтобы обеспечить надежное электроснабжение потребителей во всех режимах работы сети, еще на этапе проектирования нужно оценить множество факторов. Проанализировать конструктивные особенности генерирующей установки (в том числе технологические ограничения), алгоритмы и параметры настройки систем автоматического управления. Оценить возможность устойчивой работы генерирующего оборудования в данном конкретном энергорайоне, предусмотреть оснащение генерирующей установки устройствами релейной защиты и противоаварийной автоматики, выбрать алгоритмы и рассчитать уставки устройств РЗА генерирующей установки и согласовать их с работой РЗА в прилегающей сети. Также требуется оценить допустимость различных режимов работы генерирующей установки в зависимости от параметров нагрузки.

Ряд проблемных вопросов, возникающих в процессе эксплуатации, связан с конструктивными особенностями генерирующих установок. К ним относятся:

• механические повреждения установок из-за воздействия ударных электромагнитных моментов при возникновении многофазных коротких замыканий или несинхронных автоматических повторных включений во внешней электрической сети;

•  неуспешные выделения действием АВСН в связи с отключением генерирующей установки технологическими защитами или защитой от обратной мощности при набросах или сбросах нагрузки;

• нарушения динамической устойчивости установок при многофазных коротких замыканиях во внешней электрической сети.

В ряде случаев возникают такие проблемы, как преждевременное отключение газотурбинных установок технологической защитой при снижении частоты в энергосистеме или выделенном энергорайоне, невозможность длительной работы в изолированном режиме из-за наличия ограничений по технологическому минимуму нагрузки генерирующей установки, снижение мощности и КПД в зависимости от температуры наружного воздуха (рис. 3) и отключение действием защиты от повышения вибрации при возникновении крутильных субсинхронных колебаний.

Павел Илюшин обозначил подходы к решению этих проблемных вопросов. По его мнению, для начала необходимо точное определение цели внедрения объекта и режимов его работы с учетом технологии основного производства. Крайне важно правильное составление технических требований к генерирующему оборудованию и технического задания на закупку данного оборудования (необходим значительный объем информации о параметрах и характеристиках генерирующей установки от заводов-изготовителей для выполнения расчетов), правильное составление технического задания на проектирование схемы выдачи мощности генерирующей установки в распределительную сеть или сеть внутреннего электроснабжения предприятия. На этапе проектирования необходимо предусмотреть решение всех технических вопросов по проблемным аспектам интеграции объекта распределенной генерации в энергосистему. Он также подчеркнул, что крайне необходимо проведение квалифицированной приемки проекта собственными специалистами или с привлечением независимых экспертов.

Не последнюю роль в решении проблем эксплуатации играет качественное обучение персонала особенностям функционирования и обслуживания современных установок распределенной генерации.

Этап согласований

Когда объект построен и все технические согласования проведены, объект распределенной генерации начинает работать как часть Единой энергосистемы. На каком этапе начинается взаимодействие с Системным оператором, осуществляющим оперативно-диспетчерское управления энергосистемой? На самом деле оно должно начинаться задолго до начала эксплуатации, утверждает заместитель главного диспетчера по режимам филиала ОАО «СО ЕЭС» «Региональное диспетчерское управление энергосистемы Москвы и Московской области» Дмитрий Пушкарский. На семинаре он рассказал о том, как именно строится взаимодействие объектов распределенной генерации с Системным оператором и какими нормативными документами оно регламентируется.

При сооружении объектов распределенной генерации компании начинают взаимодействовать с Системным оператором на этапе согласования технических условий на технологическое присоединение объекта распределенной генерации к электрическим сетям, разработки схемы выдачи мощности станций, проектной и рабочей документации. Все это требует согласования с региональным диспетчерским управлением Системного оператора. А после ввода объекта в эксплуатацию отношения с ним переходят в сферу оперативно-диспетчерского управления (планирование и управление энергетическими режимами; предупреждение и ликвидация аварий).

Регламент и процедура выдачи и рассмотрения технических условий на технологическое присоединение определены постановлением Правительства Российской Федерации от 27 декабря 2004 г. № 861. Рассмотрению и согласованию с ОАО «СО ЕЭС» подлежат технические условия на технологическое присоединение объектов генерации, установленная генерирующая мощность которых превышает 5 МВт или в случае модернизации увеличивается на 5 МВт и выше. Технические требования к объекту зависят от множества факторов, которые учитываются при их проектировании.

Системный оператор предъявляет требования к вводимому объекту генерации по частоте, предусмотренные стандартами ОАО «СО ЕЭС», действующими ГОСТами и НТД в части эксплуатации оборудования. В соответствии с этими требованиями, должна обеспечиваться работа объектов генерации на частоте 47,5 Гц не менее 30 секунд, а на частоте 47 Гц – не менее 0,3 секунд. Также Системный оператор предъявляет требования по участию в общем первичном регулировании частоты в энергосистеме. Это требование обусловлено правилами технической эксплуатации и национальным стандартом, и предъявляется ко всем объектам генерации независимо от их установленной мощности.

Еще одно требование – к системам возбуждения и автоматическим регуляторам возбуждения сильного действия синхронных генераторов. Здесь необходимо отметить, что в зависимости от мощности вводимых объектов требования различаются. Требования к объектам, мощность которых не превышает 60 МВт, определяются в соответствии с правилами технической эксплуатации. Если объект имеет мощность более 60 МВТ, то выдвигаются дополнительные требования, так, для этих объектов предусмотрена добровольная сертификация систем возбуждения. К объектам диспетчеризации Системного оператора также применяются требования о наличии каналов связи с диспетчерским центром и передаче телеметрической информации.

 

Оперативно-диспетчерское управление

Взаимодействие с Системным оператором в части управления режимами объектов распределенной генерации осуществляется на основе общих принципов организации оперативно-диспетчерского управления.

Постановление Правительства РФ от 14 февраля 2009 г. N 114 «О порядке отнесения субъектов электроэнергетики и потребителей электрической энергии к кругу лиц, подлежащих обязательному обслуживанию при оказании услуг по оперативно-диспетчерскому управлению в электроэнергетике» конкретизирует круг объектов, которые подпадают под обязательные условия по оперативно-диспетчерскому управлению. Если объект генерации получил статус субъекта оптового рынка или объект генерации имеет установленную мощность более 25 МВт – он подлежит обязательному обслуживанию Системным оператором при оказании услуг по оперативно-диспетчерскому управлению. С собственниками таких объектов генерации Системный оператор заключает двусторонний договор.  В нем находят отражение требования действующих документов в сфере электроэнергетики, в том числе Постановления Правительства РФ от 26.07.2007 N 484 «О выводе объектов электроэнергетики в ремонт и из эксплуатации», а также требования документов, действующих на оптовом или розничном рынках, в зависимости статуса объекта генерации на рынке.   Однако имеются исключения, установленные Постановлением Правительства РФ от 27 декабря 2004 г. N 861 «Об утверждении Правил недискриминационного доступа к услугам…». Согласно ему, с объектами генерации мощностью менее 25 МВт, оказывающими влияние на электроэнергетический режим работы энергетической системы, Системный оператор заключает безвозмездные соглашения. В них устанавливается порядок осуществления технологического взаимодействия Системного оператора с собственниками генерации, включая требования по обмену информацией, необходимой для управления электроэнергетическим режимом работы энергетической системы (в соответствии с Приказом Министерства энергетики РФ от 23 июля 2012 г. № 340 «Об утверждении перечня предоставляемой субъектами электроэнергетики информации, форм и порядка ее предоставления»).

В случае если объект генерации является объектом диспетчеризации Системного оператора, то все изменения его эксплуатационного состояния производятся по согласованию с диспетчерским центром Системного оператора, на стадии долгосрочного и краткосрочного (год, месяц, сутки) планирования и по командам или с разрешения при управлении в режиме реального времени.

Предотвращение технологических нарушений – важная составляющая взаимодействия с Системным оператором. Вне зависимости от статуса объекта генерации (участник оптового или розничного рынка электроэнергии и мощности), все объекты диспетчеризации участвуют в ликвидации технологических нарушений (рис. 5). Это требование определено Постановлением правительства РФ от 27 декабря 2004 г. N 854 «Об утверждении правил оперативно-диспетчерского управления в электроэнергетики», Правилами предотвращения развития и ликвидации нарушений нормального режима электрической части энергосистем, а также рядом национальных стандартов и стандартов ОАО «СО ЕЭС». Диспетчерские команды Системного оператора обязательны для исполнения субъектами электроэнергетики, кроме случаев, когда их исполнение создает угрозу жизни людей, сохранности оборудования или приводит к нарушению условий безопасной эксплуатации атомных электростанций.

К настоящему моменту у государства и в профессиональном сообществе уже назрело понимание необходимости разработки и внедрения единого стандарта, регулирующего деятельность в области распределенной генерации. В 2015 году эта работа началась в рамках работы Технического комитета по стандартизации 016 «Электроэнергетика» Росстандарта. В составе Технического комитета эту работу ведет специально созданный подкомитет ПК-5 «Распределенная генерация (включая ВИЭ)».

Программа ПК-5 на 2015 год включает разработку четырех документов: терминов и определений, классификации, требований к разработке схем выдачи мощности и требований к тепловым генерирующим установкам, подключающимся к сетям высокого напряжения. Начальные редакции первых двух документов должны появиться уже в октябре, вторых двух – в декабре этого года.

Energy Generation — обзор

13.5.2 Когенерация и пакеты энергоснабжения (промышленные и коммерческие)

С реформой регулирования и быстрым ростом цен на энергию в 1980-х годах применение когенерации для удовлетворения энергетических потребностей стало все более распространенным явлением. В настоящее время в Соединенных Штатах когенерация составляет почти 10% от общего производства электроэнергии — в Новой Англии когенерация составляет более 10% производства электроэнергии. В последние годы деятельность по когенерации стремительно расширяется.С 1988 по 1992 год общая выработка электроэнергии в Соединенных Штатах увеличилась на 7,9%, в то время как выработка электроэнергии когенерацией увеличилась на 74%. К 1992 году общий рынок когенерации достиг примерно 4 миллиардов долларов. Приложения когенерации могут обеспечить клиентов окупаемостью в течение 1–4 лет и окупаемостью примерно 15–30%.

Хотя рынок когенерации находится в стадии становления, он доказал свою применимость во многих энергоемких отраслях и, вероятно, будет продолжать расти в обозримом будущем.Коммунальные предприятия сталкиваются с повышенными трудностями в отношении передающих мощностей. В результате, предоставление локализованных источников энергии, устраняющих потребность в передающих мощностях, станет все более необходимым. Эта тенденция к распределенной генерации находится только в зачаточном состоянии, а когенерация является первым коммерческим шагом. Однако когенерация станет началом большой волны активности, которая в конечном итоге будет включать такие технологии, как топливные элементы и фотоэлектрические батареи.

Для удовлетворения потребностей в распределенном производстве энергии, бизнес-подразделение по системам энергоснабжения будет заниматься коммерческим и промышленным консалтингом, разработкой, обслуживанием и финансированием проектов когенерации. Эта дочерняя компания будет:

•

Предлагать консультационные услуги (технико-экономические обоснования и оценки)

•

Выступать в качестве разработчика для установки оборудования

•

Предоставлять контракты на обслуживание / техническое обслуживание

•

Предоставление финансовых и лизинговых услуг

Эти услуги будут предлагаться как внутри, так и за пределами территории обслуживания регулируемых предприятий, при этом первичный рынок будет определяться там, где существуют наилучшие возможности.Услуги будут продаваться промышленным предприятиям, например производственным компаниям, или крупным коммерческим предприятиям, например больницам. Энергоемкие промышленные предприятия, такие как производители целлюлозы и бумаги, химические заводы и крупные производственные предприятия, являются объектами, которые могут получить наибольшую выгоду от когенерации.

Хотя когенерация обычно нацелена на участки с одним заводом, она применима и к нескольким связанным объектам. Индустриальные парки представляют собой особенно привлекательный целевой рынок.Эта дочерняя компания будет предлагать продукты, которые удовлетворяют все потребности компаний в области энергетики в промышленном парке, включая электричество, газ и / или пар. Подобные возможности существуют в крупных офисных комплексах, университетах и ​​торговых центрах.

Соответствующая возможность существует для более стандартизированной версии когенерации, называемой комбинированной когенерацией . Дочерняя компания также предложит этот вариант коммерческим предприятиям, например ресторанам, гостиницам или многоквартирным домам.Ценность блочной когенерации заключается в ее модульности, низкой стоимости и минимальном обслуживании. Чтобы предлагать комплексную когенерацию, дочерняя компания будет объединяться с поставщиками технологии комплексной когенерации.

Эта дочерняя компания по системам энергоснабжения станет членом семейства диверсифицированных поставщиков энергии (электроэнергии, газа и пара) COM / Energy. Когенерация станет услугой, дополняющей традиционные предложения регулируемых дочерних компаний. Благодаря этой новой деловой возможности COM / Energy достигнет синергии между своими текущими предложениями продуктов и услуг.Участие в рынке когенерации предоставит опыт, которым можно поделиться с системой, чтобы система лучше понимала потребности конкретных секторов рынка.

Синергия также будет достигнута с другим новым бизнесом COM / Energy: бизнес-подразделением по управлению энергопотреблением. По мере изучения возможностей применения когенерационных технологий, вероятно, будут обнаружены соответствующие возможности для повышения энергоэффективности. Эти возможности затем могут быть использованы дочерней компанией по энергоменеджменту.Точно так же дочерняя компания по энергоменеджменту, скорее всего, обнаружит ситуации, когда потенциальные клиенты могут извлечь выгоду из когенерационной технологии, и передаст такую ​​информацию дочерней компании по энергоснабжению.

Также возможно, что между предложенными дочерними компаниями возникнут другие виды синергии. Дочерняя энергетическая брокерская компания может выступать в качестве поставщика топлива для потенциальных потребителей когенерации, поставляя природный газ и нефть и / или продавая избыточную электроэнергию. Эксплуатация и техническое обслуживание когенерационной установки также дополнят опыт COM / Energy на установке на канале и паровых установках.

Бизнес-структура дочерней компании по энергоснабжению предполагает приобретения или создание совместных предприятий. При последней структуре дочерняя компания может выступать в качестве генерального подрядчика и менеджера проекта, а партнер, как правило, поставляет ее технологии.

Подразделение общих служб COM / Energy будет предоставлять бухгалтерские, юридические и базовые информационные услуги для этой нерегулируемой операции. Эти услуги будут оплачиваться отдельным планом счетов, созданным специально для этой операции, и будут финансироваться за счет прибыли от этой операции.Дочерняя компания может также приобретать услуги извне системы.

Распределенное производство электроэнергии и его влияние на окружающую среду

Просмотреть интерактивную версию этой схемы >>

О распределенном поколении

Распределенная генерация относится к различным технологиям, которые производят электричество там или поблизости от того места, где она будет использоваться, например, солнечные панели и комбинированное производство тепла и электроэнергии. Распределенная генерация может обслуживать одну структуру, такую ​​как дом или бизнес, или она может быть частью микросети (меньшая сеть, которая также связана с более крупной системой доставки электроэнергии), например, на крупном промышленном объекте, военной базе. , или большой кампус колледжа.При подключении к низковольтным линиям распределения электроэнергии распределенная генерация может помочь обеспечить доставку чистой и надежной энергии дополнительным потребителям и снизить потери электроэнергии на линиях передачи и распределения.

В жилом секторе распространенные системы распределенной генерации включают:

• Солнечные фотоэлектрические панели
• Малые ветряные турбины
• Топливные элементы, работающие на природном газе
• Аварийные резервные генераторы, обычно работающие на бензине или дизельном топливе

В коммерческом и промышленном секторах распределенная генерация может включать такие ресурсы, как:

• Комбинированные теплоэнергетические системы
• Солнечные фотоэлектрические панели
• Ветер
• Гидроэнергетика
• Сжигание или совместное сжигание биомассы
• Сжигание твердых бытовых отходов
• Топливные элементы, работающие на природном газе или биомассе
• Поршневые двигатели внутреннего сгорания, включая резервные генераторы, которые могут работать на масле

Распределенная генерация в США

Использование блоков распределенной генерации в США увеличилось по ряду причин, в том числе:

• Возобновляемые источники энергии, такие как солнечные батареи, стали рентабельными для многих домовладельцев и предприятий.
• Несколько штатов и местные органы власти продвигают политику, поощряющую более широкое внедрение возобновляемых технологий из-за их преимуществ, включая энергетическую безопасность, отказоустойчивость и сокращение выбросов.
• Системы распределенной генерации, в частности, комбинированные генераторы тепла и электроэнергии и аварийные генераторы, используются для обеспечения электроэнергией во время перебоев в подаче электроэнергии, в том числе тех, которые происходят после сильных штормов и в дни с высокой потребностью в энергии.
• Сетевые операторы могут рассчитывать на то, что некоторые предприятия будут использовать свои локальные аварийные генераторы для обеспечения надежного электроснабжения всех потребителей в часы пиковых нагрузок.

Системы распределенной генерации подчиняются иному сочетанию местных, государственных и федеральных политик, правил и рынков по сравнению с централизованной генерацией. Поскольку политика и стимулы сильно различаются от одного места к другому, финансовая привлекательность проекта распределенной генерации также варьируется.

По мере того, как электроэнергетические компании интегрируют информационные и коммуникационные технологии для модернизации систем доставки электроэнергии, могут появиться возможности для надежного и экономичного увеличения использования распределенной генерации.

Воздействие распределенной генерации на окружающую среду

Распределенная генерация может принести пользу окружающей среде, если ее использование снижает количество электроэнергии, которая должна быть произведена на централизованных электростанциях, что, в свою очередь, может снизить воздействие на окружающую среду централизованной генерации. В частности:

• Существующие рентабельные технологии распределенной генерации могут использоваться для выработки электроэнергии в домах и на предприятиях с использованием возобновляемых источников энергии, таких как солнце и ветер.
• Распределенная генерация может использовать энергию, которая в противном случае могла бы быть потрачена впустую — например, через систему комбинированного производства тепла и электроэнергии.
• За счет использования местных источников энергии распределенная генерация снижает или устраняет «потери в линии» (потери энергии), которые происходят во время передачи и распределения в системе поставки электроэнергии.

Однако распределенная генерация также может привести к негативному воздействию на окружающую среду:

• Системы распределенной генерации требуют «следа» (они занимают место), и поскольку они расположены ближе к конечному пользователю, некоторые системы распределенной генерации могут быть неприятны для глаз или вызывать проблемы с землепользованием.
• Технологии распределенной генерации, которые включают сжигание, в частности сжигание ископаемого топлива, могут вызывать многие из тех же типов воздействий, что и более крупные электростанции, работающие на ископаемом топливе, например, загрязнение воздуха. Эти воздействия могут быть меньше по масштабу, чем воздействия от большой электростанции, но также могут быть ближе к населенным пунктам.
• Некоторые технологии распределенной генерации, такие как сжигание отходов, сжигание биомассы и комбинированное производство тепла и электроэнергии, могут потребовать воды для производства пара или охлаждения.
• Системы распределенной генерации, использующие сжигание, могут быть менее эффективными, чем централизованные электростанции из-за эффективности масштаба.

Распределенные энергетические технологии могут вызвать некоторые негативные экологические проблемы в конце своего срока полезного использования при замене или удалении.

---

Откуда у нас электричество?

Электроэнергия необходима для современной жизни, но почти миллиард человек живет без доступа к ней.Такие проблемы, как изменение климата, загрязнение и разрушение окружающей среды, требуют, чтобы мы изменили способ производства электроэнергии.

За последнее столетие основными источниками энергии, используемыми для производства электроэнергии, были ископаемое топливо, гидроэлектроэнергия, а с 1950-х годов — ядерная энергия. Несмотря на стремительный рост возобновляемых источников энергии за последние несколько десятилетий, ископаемые виды топлива остаются доминирующими во всем мире. Их использование для производства электроэнергии продолжает расти как в абсолютном, так и в относительном выражении: в 2017 году на ископаемом топливе было произведено 64.5% мировой электроэнергии по сравнению с 61,9% в 1990 году.

Доступ к надежному электроснабжению жизненно важен для благополучия человека. В настоящее время каждый седьмой человек в мире не имеет доступа к электричеству. Таким образом, спрос на электроэнергию будет продолжать расти. В то же время выбросы парниковых газов должны резко сократиться, если мы хотим смягчить последствия изменения климата, и мы должны перейти на более чистые источники энергии, чтобы уменьшить загрязнение воздуха. Это, вероятно, потребует значительного увеличения всех низкоуглеродных источников энергии, важной частью которых является ядерная энергия.

Для достижения устойчивого мира необходимо декарбонизация всех секторов экономики, включая транспорт, тепло и промышленность. Электричество предоставляет средства для использования низкоуглеродных источников энергии, и поэтому широко распространенная электрификация рассматривается как ключевой инструмент декарбонизации секторов, традиционно работающих на ископаемом топливе. По мере того, как конечное использование электроэнергии растет, а выгоды от электричества распространяются на всех людей, спрос будет значительно расти.

Уголь, газ и нефть

Электростанции, работающие на ископаемом топливе, сжигают уголь или нефть для производства тепла, которое, в свою очередь, используется для выработки пара для привода турбин, вырабатывающих электричество.На газовых установках горячие газы приводят в действие турбину для выработки электроэнергии, в то время как газотурбинная установка с комбинированным циклом (ПГУ) также использует парогенератор для увеличения количества производимой электроэнергии. В 2017 году ископаемое топливо произвело 64,5% электроэнергии во всем мире.

Эти электростанции надежно вырабатывают электроэнергию в течение длительных периодов времени и, как правило, дешевы в строительстве. Однако при сжигании топлива на основе углерода образуется большое количество углекислого газа, что приводит к изменению климата. Эти растения также производят другие загрязнители, такие как оксиды серы и азота, которые вызывают кислотные дожди.

Электростанция Коттам в Великобритании, которая использует уголь и газ для производства электроэнергии (Изображение: EDF Energy)

Сжигание ископаемого топлива для получения энергии вызывает значительное число смертей из-за загрязнения воздуха. Например, по оценкам, только в одном Китае 670 000 человек умирают преждевременно — каждый год из-за использования угля.

Установкам, работающим на ископаемом топливе, требуется очень большое количество угля, нефти или газа. Во многих случаях это топливо необходимо транспортировать на большие расстояния, что может привести к потенциальным проблемам с поставками.Цена на топливо исторически была нестабильной и может резко возрасти в периоды нехватки или геополитической нестабильности, что может привести к нестабильным затратам на генерацию и повышению потребительских цен.

Гидроэнергетика

Большинство крупных гидроэлектростанций вырабатывают электроэнергию, накапливая воду в обширных резервуарах за плотинами. Вода из резервуаров проходит через турбины для выработки электроэнергии. Плотины гидроэлектростанций могут генерировать большое количество электроэнергии с низким содержанием углерода, но количество площадок, подходящих для новых крупномасштабных плотин, ограничено.Гидроэлектроэнергия также может производиться русловыми электростанциями, но большинство рек, которые подходят для этого, уже освоены.

Плотина «Три ущелья» в Китае — самая большая в мире плотина гидроэлектростанций и самая большая в мире электростанция (Изображение: Le Grand Portage, CC BY-SA 2.0)

В 2017 году на гидроэнергетику приходилось 16% мирового производства электроэнергии.

Затопление водохранилищ за плотинами и замедление течения речной системы ниже плотины также может иметь серьезные последствия для окружающей среды и местного населения.Например, во время строительства крупнейшей в мире плотины гидроэлектростанции — плотины «Три ущелья» в Китае — около 1,3 миллиона человек были перемещены.
По количеству погибших в результате аварий гидроэнергетика — самый смертоносный источник энергии. Несчастным случаем, повлекшим за собой наибольшее количество погибших, стало обрушение в 1975 году плотины Баньцяо в китайской провинции Хэнань, в результате которого, по официальным оценкам, прямо и косвенно погибло 171 000 человек.

Атомная энергетика

Ядерные энергетические реакторы используют тепло, выделяемое при расщеплении атомов, для выработки пара для привода турбины.В процессе деления не образуются парниковые газы, и в течение всего жизненного цикла ядерной энергии образуются лишь очень небольшие количества. Атомная энергия является экологически чистой формой производства электроэнергии и не способствует загрязнению воздуха. В 2018 году ядерная энергия произвела 10,5% мировой электроэнергии.

Атомная электростанция Палюэль на севере Франции, одна из крупнейших в мире атомных электростанций (Изображение: Areva)

Атомные электростанции, как и электростанции, работающие на ископаемом топливе, очень надежны и могут работать в течение многих месяцев без перебоев, обеспечивая большое количество чистой электроэнергии, независимо от времени суток, погоды или сезона.

Ядерное топливо можно использовать в реакторе в течение нескольких лет благодаря огромному количеству энергии, содержащейся в уране. Мощность одного килограмма урана примерно равна 1 тонне угля.

В результате образуется соответственно небольшое количество отходов. В среднем реактор, снабжающий человека электроэнергией в течение года, создает около 500 граммов отходов — их можно было бы поместить в банку из-под газировки. Всего 5 граммов из этого количества используется ядерное топливо — эквивалент листа бумаги.Существует несколько стратегий управления использованным топливом, таких как прямая утилизация или переработка в реакторах для выработки более низкоуглеродной электроэнергии.

Ветровая и солнечная

Возобновляемые источники энергии, такие как ветер, солнечная энергия и малая гидроэнергетика, производят электроэнергию с низким уровнем выбросов парниковых газов на протяжении всего их жизненного цикла. В 2017 году ветряная и солнечная энергия производили 4,4% и 1,3% соответственно мировой электроэнергии. Они не производят электричество предсказуемо или постоянно из-за своей естественной зависимости от погоды.Производство электроэнергии от ветряных турбин зависит от скорости ветра, и если ветер слишком слабый или слишком сильный, электричество не производится вообще. Мощность солнечных панелей зависит от силы солнечного света, которая зависит от ряда различных факторов, таких как время суток и количество облачного покрова (а также количество пыли на панелях).

Другая проблема заключается в том, что может не хватить места или желания общественности разместить огромное количество турбин или панелей, необходимых для выработки достаточного количества электроэнергии.Это связано с тем, что энергия ветра или солнца является рассеянной, а это означает, что для выработки значительного количества электроэнергии требуется очень значительное количество земли.

Поскольку электроэнергию нелегко хранить, возобновляемые источники энергии должны поддерживаться другими формами производства электроэнергии. Самые большие батареи не могут работать в течение нескольких дней, не говоря уже о неделях, которые потребовались бы для резервного копирования возобновляемых источников энергии, чтобы обеспечить круглосуточное электроснабжение. Чтобы обеспечить стабильную подачу электроэнергии, газовые заводы все чаще предоставляют услуги резервного копирования электроэнергии из возобновляемых источников.Установки, работающие на природном газе, выделяют большое количество углекислого газа во время работы, и при добыче и транспортировке газа часто выделяется значительное количество метана, что способствует изменению климата.

Биомасса

Электростанции, работающие на биомассе, работают аналогично газовым и угольным электростанциям. Вместо сжигания газа или угля установка работает на различных формах биомассы (например, специально выращенных деревьях, древесной щепе, бытовых отходах или «биогазе»). В 2017 году биомасса произвела 2.3% мировой электроэнергии.

Электростанция Drax в Великобритании частично заменила уголь импортной биомассой в качестве топлива для производства электроэнергии (Изображение: Andrew Whale, CC BY-SA 2.0)

Для производства биомассы может потребоваться много энергии, как с точки зрения производства самой биомассы, так и с точки зрения транспорта. Из-за этого требуемая энергия может быть больше, чем энергетическая ценность конечного топлива, а выбросы парниковых газов могут быть такими же или даже большими, чем выбросы от эквивалентного ископаемого топлива.Кроме того, для абсорбции выделяемого углекислого газа может потребоваться более 100 лет, что приводит к кратковременному увеличению выбросов.

Другие воздействия на окружающую среду, связанные с землепользованием и экологической устойчивостью, могут быть значительными. Кроме того, как и в случае с углем, использование биомассы может способствовать загрязнению воздуха и, таким образом, иметь негативные последствия для здоровья населения, проживающего на заводах по производству биомассы.

Что будет движущей силой нашего электрического будущего?

Электричество приобретает все большее значение.Если мы хотим решить проблему изменения климата и уменьшить загрязнение воздуха, нам нужно будет расширить использование всех низкоуглеродных источников энергии, важной частью которых является ядерная энергия.

Чтобы удовлетворить растущий спрос на устойчивую энергию, Всемирная ядерная ассоциация представила программу Harmony, которая ставит цель для ядерной энергетики обеспечить не менее 25% электроэнергии до 2050 года. Это будет означать, что к тому времени производство ядерной энергии в мире должно будет утроиться. . Чтобы резко снизить уровень ископаемого топлива, ядерная и возобновляемая энергия должны работать вместе, чтобы обеспечить надежное, доступное и чистое энергоснабжение будущего.

Официальный документ Всемирной ядерной ассоциации «Тихий гигант» содержит дополнительную информацию о необходимости использования ядерной энергии в системе чистой энергии.

---

Вас также может заинтересовать

3 Технологии производства электроэнергии из возобновляемых источников | Электроэнергия из возобновляемых источников: состояние, перспективы и препятствия

Эрнст, Б., Б. Оуклиф, М.Л. Альстром, М. Ланге, К.Moehrlen, B. Lange, U. Focken и K. Rohrig. 2007. Предсказание ветра. Журнал IEEE Power & Energy 5 (6): 78-89.

ETSO (Европейские операторы систем передачи). 2007. Европейское исследование интеграции ветра (EWIS) на пути к успешной интеграции ветроэнергетики в европейские электрические сети. Брюссель. Доступно на http://www.etsonet.org/upload/documents/Final-report-EWIS-phase-I-approved.pdf.

Флетчер, Э.А. 2001. Солнечная термическая обработка: обзор. Журнал инженерии солнечной энергии 123: 63-74.

Гюк, И. 2008. Хранение энергии для более зеленой сети. Презентация на третьем заседании Группы экспертов по электроэнергии из возобновляемых источников, 16 января 2008 г., Вашингтон, округ Колумбия,

Хоулинс Д. и М. Ротледер. 2006. Возрастающая роль прогнозирования ветра в рыночных операциях CAISO. Стр. 234-238 на конференции и выставке Power Systems, 2006 (PSCE ’06). Вашингтон, округ Колумбия: Институт инженеров по электротехнике и радиоэлектронике.

IEEE (Институт инженеров по электротехнике и радиоэлектронике).2005. Выпуск за ноябрь / декабрь: Работа с ветром — интеграция ветра в энергосистему. Журнал IEEE Power & Energy 3 (6).

IEEE. 2007a. Выпуск за ноябрь / декабрь: Интеграция ветроэнергетики, политика вождения и экономика. Журнал IEEE Power & Energy 5 (6).

Джонс А.Т. и У. Финли. 2003. Последние разработки в области мощности градиента солености. Стр. 2284-2287 в ОКЕАНАХ 2003: празднование прошлого, объединение в будущее. Колумбия, штат Мэриленд: Общество морских технологий.

Кинг, Д.L., W.E. Бойсон, Дж. Мраточвиль. 2004. Модель производительности фотоэлектрических массивов. Отдел исследований и разработок фотоэлектрических систем. Альбукерке, Северная Мексика: Sandia National Laboratories.

Кропоски, Б. 2007. Взаимосвязь и хранение возобновляемых источников энергии. Презентация на первом заседании Группы экспертов по электроэнергии из возобновляемых источников, 18 сентября 2008 г., Вашингтон, округ Колумбия,

Манчини Т., П. Хеллер, Б. Балтер, Б. Осборн, С. Вольфганг, Г. Вернон, Р. Бак, Р. Дайвер, К. Андрака и Дж.Морено. 2003. Системы Блюдо Стирлинга: Обзор развития и состояния. Журнал инженерии солнечной энергии 125: 135-151.

Маккенна, Дж., Д. Блэквелл, К. Мойес и П.Д. Паттерсон. 2005 г. Возможна поставка геотермальной электроэнергии с побережья Мексиканского залива и нефтяных месторождений Среднего Континента. Нефтегазовый журнал (5 сентября): 3440.

Miles, A.C. 2008. Гидроэнергетика в Федеральной комиссии по регулированию энергетики. Презентация на третьем заседании Группы экспертов по электроэнергии из возобновляемых источников, 16 января 2008 г.Вашингтон, округ Колумбия,

Миллс, Д., П. Ле Ливр и Г.Л. Моррисон. 2004. Подход к более низким температурам для очень больших солнечных электростанций. Материалы 12-го Международного симпозиума по солнечной энергии и химическим энергетическим системам (SolarPACES ’04), Оахака, Мексика. Доступно на http://www.ausra.com/pdfs/LowerTempApproach_Mills_2006.pdf.

Power Generation • Факты и новости отрасли • Fluid Handling Pro

Электростанции — это промышленные объекты, вырабатывающие электроэнергию из первичных источников энергии, таких как уголь, природный газ, атомная энергия, солнечная энергия или энергия ветра.Большинство электростанций используют один или несколько генераторов, преобразующих механическую энергию в электрическую. Исключение составляют солнечные электростанции, в которых для выработки электроэнергии используются фотоэлементы (вместо турбины).

Типы электростанций

Все электростанции созданы с одной целью: максимально эффективно производить электроэнергию. Существует несколько типов электростанций, в основном в зависимости от используемых источников энергии. Внедрение более устойчивых форм энергии привело к увеличению количества усовершенствований и создания конкретных электростанций.

Тепловые электростанции

Тепловые электростанции делятся на две разные категории; те, которые вырабатывают электричество путем сжигания топлива, и те, которые создают электричество с помощью первичного двигателя:

• Электростанции, работающие на ископаемом топливе: вырабатывают электроэнергию за счет сжигания ископаемого топлива, такого как уголь, природный газ или дизельное топливо.
• Атомные электростанции: контролируемая ядерная реакция поддерживается для выработки электроэнергии.

Гидроэлектростанции

Гидроэлектростанции используют энергию падающей воды в реках и водохранилищах для вращения генератора и производства электроэнергии.Этот источник энергии имеет тенденцию быть более надежным (управляемым), чем другие возобновляемые ресурсы, особенно когда объект выходит из резервуара.

Солнечные электростанции

Солнечные электростанции основаны на преобразовании солнечного света в электричество либо напрямую с использованием фотоэлектрических элементов (PV), либо косвенно с использованием концентрированной солнечной энергии (CSP). Концентрированные солнечные энергетические системы используют линзы, зеркала и системы слежения для фокусировки большой площади солнечного света в небольшой луч.

Ветряные электростанции

Ветряные электростанции / Ветровые турбины преобразуют кинетическую энергию ветра в механическую энергию.Эту механическую мощность можно использовать для конкретных задач (например, измельчения зерна или перекачивания воды), или генератор может преобразовать эту механическую мощность в электричество.

Как работают электростанции?

Электроэнергия запускается на электростанции. В большинстве случаев электростанция состоит из электрогенератора. Что-то должно вращать этот генератор — это может быть водяное колесо на плотине гидроэлектростанции, большой дизельный двигатель или газовая турбина. Но в большинстве случаев объектом, вращающим генератор, является паровая турбина.Пар может создаваться при сжигании угля, нефти или природного газа. Или пар может исходить из ядерного реактора.

Как электростанции вырабатывают электричество?

Электричество — это вторичный источник энергии, что означает, что электричество получают путем преобразования других первичных источников энергии, таких как уголь, природный газ, ядерная энергия, солнечная энергия или энергия ветра. Электростанция — это место, в котором происходит преобразование энергии.

Генератор электростанции

Производство электроэнергии — это процесс производства электроэнергии из первичных источников энергии, таких как уголь, природный газ, атомная энергия, солнечная энергия или энергия ветра.

Генератор электростанции — это устройство, которое преобразует механическую энергию, полученную от внешнего источника, в электрическую энергию на выходе. Важно понимать, что генератор на самом деле не «создает» электрическую энергию. Он использует подводимую к нему механическую энергию, чтобы заставить движение электрических зарядов, присутствующих в проводе его обмоток, через внешнюю электрическую цепь.

Энергетика

Отрасль производства электроэнергии можно разделить на три области: производство электроэнергии, сети передачи и распределения, а также учет и продажа.Крупные энергетические компании, как правило, работают во всех трех областях, поскольку это более рентабельно, но более мелкие компании часто работают только в одной из этих областей.

Энергетическое оборудование

На каждой станции, будь то атомная или работающая на ископаемом топливе, имеется следующее основное оборудование для выработки электроэнергии:

• Источник тепла: обеспечивает тепло для генерации пара. На атомной электростанции источником тепла является ядерный реактор, часто называемый активной зоной реактора.
• Турбина / генератор: использует энергию пара для вращения турбины / генератора, вырабатывающего электричество.
• Конденсатор: Конденсирует пар обратно в воду, чтобы его можно было вернуть к источнику тепла для повторного нагрева.
• Насос: обеспечивает принудительную циркуляцию воды в системе.

Электростанция

Технология каждой электростанции имеет свои преимущества и недостатки. Например, атомные электростанции обеспечивают большие объемы надежной электроэнергии с низким уровнем выбросов парниковых газов.Электростанции, работающие на ископаемом топливе, поставляют стабильную и надежную энергию по требованию при наличии ресурсов. Гидроэлектростанции, солнечные и ветряные электростанции вырабатывают возобновляемую электроэнергию, тем самым обеспечивая электроэнергию без выбросов.

Статьи об электроэнергетике

Каждая биореакторная система основана на введении кислорода для питания клеточных культур и удалении углекислого газа для предотвращения токсичности клеток. …

Подробнее

29 июня 2021

Стремление к разработке продукции и поддержке клиентов в критически важных областях применения привело экспертов по решениям для уплотнения из компании James Walker к новому предложению за…

Подробнее

9 марта 2021

Поскольку мир работает над разработкой стратегий и технологий для меняющегося и все более декарбонизированного энергетического ландшафта, Emerson признает неотъемлемую роль потока…

Подробнее

2 марта 2021

Электростанции и парораспределительные системы зависят от прочного и надежного оборудования для регулирования расхода для безопасной работы.…

Подробнее

17 февраля 2021

Hayward Tyler, мировой лидер в производстве насосов и двигателей с критически важными характеристиками для энергетического сектора, рада объявить о двух отдельных соглашениях с Ruhrpumpen,…

Подробнее

5 февраля 2021

Шаровые краны KLINGER KHI гарантируют бесперебойную работу и отсутствие накипи…

Читать далее

15 октября, 2020

В статье

Val-Matic для электроэнергетической отрасли подробно описано, как шаровые краны на цапфе QuadroSphere® могут справляться с летучей золой в тяжелых условиях…

Читать далее

20 августа, 2020

С помощью недавно построенного биогазового трубопровода ассоциация «Biogaspartner Bitburg» в будущем объединит поставки сырого биогаза для 48 биогазовых установок из…

Читать далее

11 июня, 2020

Спрос на электроэнергию растет в условиях изменения климата и необходимости поиска лучших, возобновляемых и менее вредных ресурсов для производства электроэнергии.…

Читать далее

22 января, 2020

Leslie Controls, торговая марка CIRCOR International и всемирный производитель клапанов для электроэнергетики, промышленного, морского и нефтегазового рынков для…

Читать далее

3 января, 2020

Производство электроэнергии | Энергия Великобритании

В Великобритании электричество вырабатывается разными способами. Важно иметь разные источники топлива и разные технологии для выработки электроэнергии, чтобы у нас было постоянное снабжение и не было чрезмерной зависимости от одного типа выработки электроэнергии.Различные виды энергии и количество производимой ими электроэнергии перечислены ниже:

Ископаемое топливо

Большая часть электроэнергии в Великобритании производится за счет сжигания ископаемого топлива, в основном природного газа (42% в 2016 году) и угля (9% в 2016 году). Очень небольшое количество производится за счет других видов топлива (3,1% в 2016 году). Объем электроэнергии, вырабатываемой угольными и газовыми электростанциями, меняется каждый год, при этом некоторые переключения между ними зависят от цен на топливо.

Ядерная

21% нашей электроэнергии вырабатывается в ядерных реакторах, в которых атомы урана расщепляются для получения тепла с помощью процесса, известного как деление.Атомные электростанции Великобритании будут постепенно закрываться в течение следующего десятилетия или около того, и ожидается, что все, кроме одной, прекратят работу к 2035 году. Несколько компаний планируют построить реакторы нового поколения, первый из которых может быть запущен к 2018 году.

Возобновляемая энергия

Возобновляемые источники энергии используют природную энергию для производства электроэнергии. Источники топлива включают ветер, волны, море, воду, биомассу и солнечную энергию. На его долю приходилось 24,5% электроэнергии, произведенной в 2016 году, и эта цифра будет расти, поскольку Великобритания стремится к достижению цели ЕС по выработке 30% своей электроэнергии из возобновляемых источников к 2020 году.

Импорт

Электросеть Великобритании подключена к системам во Франции, Нидерландах и Ирландии с помощью кабелей, называемых межсоединениями. Великобритания использует их для импорта или экспорта электроэнергии, когда это наиболее экономично. В 2015 году Великобритания была нетто-импортером из Франции и Нидерландов с чистым импортом 13,8 ТВтч и 8,0 ТВтч соответственно, что составило 5,8% электроэнергии, поставленной в 2015 году. Общий чистый экспорт в Ирландию составил 0,9 ТВтч.

Дополнительная информация

Возобновляемые источники энергии | Центр климатических и энергетических решений

Биомасса

Источники энергии биомассы используются для выработки электроэнергии и обеспечения прямого отопления, а также могут быть преобразованы в биотопливо в качестве прямого заменителя ископаемого топлива, используемого на транспорте.В отличие от непостоянной энергии ветра и солнца, биомассу можно использовать постоянно или по расписанию. Биомассу получают из древесины, отходов, свалочного газа, сельскохозяйственных культур и спиртового топлива. Традиционная биомасса, включая древесные отходы, древесный уголь и навоз, была источником энергии для приготовления пищи и обогрева в домашних условиях на протяжении всей истории человечества. В сельских районах развивающегося мира он остается основным источником топлива. В глобальном масштабе в 2017 году на традиционную биомассу приходилось около 7,5% от общего потребления энергии.Растущее использование биомассы привело к увеличению международной торговли топливом из биомассы в последние годы; древесные гранулы, биодизель и этанол являются основными видами топлива, продаваемыми на международном уровне.

В 2018 году мировая электрическая мощность на биомассе составила 130 ГВт. В 2018 году в Соединенных Штатах было 16 ГВт установленной мощности по выработке электроэнергии, работающей на биомассе. В Соединенных Штатах большая часть электроэнергии из древесной биомассы вырабатывается на лесопильных и бумажных комбинатах с использованием их собственных древесных отходов; Кроме того, древесные отходы используются для выработки тепла для сушки деревянных изделий и других производственных процессов.Отходы биомассы — это в основном твердые бытовые отходы, то есть мусор, который сжигается в качестве топлива для работы электростанций. В среднем из тонны мусора производится от 550 до 750 кВтч электроэнергии. Свалочный газ содержит метан, который можно улавливать, обрабатывать и использовать в качестве топлива для электростанций, производственных предприятий, транспортных средств и домов. В США в настоящее время установлено более 2 ГВт генерирующих мощностей, работающих на свалочном газе, в более чем 600 проектах.

Помимо свалочного газа, биотопливо можно синтезировать из специальных сельскохозяйственных культур, деревьев и трав, сельскохозяйственных отходов и сырья для выращивания водорослей; к ним относятся возобновляемые формы дизельного топлива, этанола, бутанола, метана и других углеводородов.Кукурузный этанол — наиболее широко используемое биотопливо в Соединенных Штатах. Примерно 38 процентов урожая кукурузы в США было направлено на производство этанола для бензина в 2018 году по сравнению с 20 процентами в 2006 году. Бензин с содержанием этанола до 10 процентов (E10) может использоваться в большинстве транспортных средств без дополнительных модификаций, в то время как специальные гибкие возможности В качестве топлива для транспортных средств можно использовать смесь бензина с этанолом, содержащую до 85 процентов этанола (E85).

Биомасса с замкнутым контуром, где энергия вырабатывается с использованием сырья, выращенного специально для производства энергии, обычно считается нейтральным по отношению к диоксиду углерода, поскольку диоксид углерода, выделяемый при сгорании топлива, ранее улавливался во время роста сырья.Хотя биомасса позволяет избежать использования ископаемого топлива, чистое воздействие биоэнергетики и биотоплива на выбросы парниковых газов будет зависеть от выбросов в течение всего жизненного цикла источника биомассы, способа его использования и косвенных эффектов землепользования. Однако в целом энергия биомассы может оказывать различное воздействие на окружающую среду. Древесная биомасса, например, содержит серу и азот, которые выделяют диоксид серы и оксиды азота, загрязняющие воздух, хотя и в гораздо меньших количествах, чем при сжигании угля.

Геотермальная В 2018 году компания

Geothermal обеспечила во всем мире примерно 175 ТВт-ч, половину из которых приходилось на электроэнергию (примерно 13.3 ГВт мощности), а оставшаяся половина — в виде тепла. (Общая выработка электроэнергии в мире в 2018 году составила 26700 ТВтч).

В Соединенных Штатах Америки в 2018 году было произведено 16 миллиардов кВтч геотермальной электроэнергии, что составляет около 4 процентов производства негидроэлектрической возобновляемой электроэнергии, но лишь 0,4 процента от общего производства электроэнергии. Семь штатов производили электричество из геотермальной энергии: Калифорния, Гавайи, Айдахо, Невада, Нью-Мексико, Орегон и Юта. Из них на Калифорнию приходилось 80 процентов этого поколения.

Традиционная геотермальная энергия использует естественные высокие температуры, расположенные относительно близко к поверхности Земли в некоторых областях, для выработки электроэнергии и для непосредственного использования, такого как отопление и приготовление пищи. Геотермальные зоны обычно расположены вблизи границ тектонических плит, где происходят землетрясения и извержения вулканов. В некоторых местах горячие источники и гейзеры веками использовались для купания, приготовления пищи и обогрева.

Выработка геотермальной электроэнергии обычно включает бурение скважины глубиной примерно в одну-две мили в поисках температур горных пород в диапазоне от 300 до 700 ° F.В этот колодец откачивают воду, где ее подогревают горячими камнями. Он проходит через естественные трещины и поднимается во вторую скважину в виде пара, который можно использовать для вращения турбины и выработки электроэнергии, а также для отопления или других целей. Возможно, придется пробурить несколько скважин, прежде чем будет установлена ​​подходящая, и размер ресурса не может быть подтвержден до завершения бурения. Кроме того, часть воды теряется на испарение в этом процессе, поэтому добавляется новая вода для поддержания непрерывного потока пара.Подобно биоэнергетике и в отличие от периодической энергии ветра и солнца, геотермальная электроэнергия может использоваться непрерывно.