Статьи
Успешные примеры развития технологии тригенерации
Тригенерация представляет собой высокоэффективное осуществление электро-, тепло- и хладоснабжения от одного источника (combined cooling, heating and power, CCHP). Благодаря вторичному использованию отходящего тепла при производстве электроэнергии эта технология позволяет обеспечить снижение выбросов углекислого газа. Локальные источники тригенерации также могут применяться для резервного питания в аварийных ситуациях. И, пожалуй, самое главное – она помогает удовлетворить повышенный спрос на кондиционирование воздуха, не подвергая дополнительной нагрузке электрическую сеть.
5 Ноя 2013
Тригенерация пока не получила такой известности, как другие виды энергетики. Но в ряде регионов мира в настоящее время она успешно развивается.
Благодаря перечисленным преимуществам станции тригенерации появляются по всему миру – в дата-центрах, аэропортах, супермаркетах, офисных зданиях, университетах и промышленных объектах. Тем не менее не всегда применение тригенерации является успешным. Существуют барьеры, которые могут затруднять использование этой технологии даже там, где имеется постоянная потребность в электричестве, тепле и холоде.
Во многих отношениях показательным является пример австралийского Сиднея. Город с населением 4,6 миллиона человек поставил перед собой цель сократить выбросы парниковых газов на 70 процентов к 2030 году от уровня 2006 года. Централизованные электростанции дают 80 процентов выбросов города, по большей части вследствие угольной генерации. Город подготовил план по вытеснению угля, децентрализации системы и сокращению выбросов.
В перспективе Сидней хочет иметь 100 процентов локальных источников, и тригенерация является центральным элементом стратегии. Сидней планирует построить источники тригенерации мощностью 360 МВт, сумма инвестиций – 440 миллионов австралийских долларов (401 миллион долларов США) по оценкам 2010 года. Использование газовой тригенерации приведет к сокращению выбросов парниковых газов города на 1,1‑1,7 миллиона тонн в год. Это обеспечит более четверти от объема, необходимого для достижения цели. Кроме того, тригенерация позволит снизить потребление электроэнергии в Сиднее на 30‑60 процентов, что позволит сэкономить 1,5 миллиарда долларов США от расходов на электроэнергию к 2030 году.
Чтобы реализовать свой план, Сидней в 2010 году объявил тендер на строительство источников тригенерации для снабжения пяти аквапарков, таун-холла, таможенного терминала и еще двухсот зданий города. К весне 2012 года городом было заключено соглашение с Cogent, дочерней компанией австралийского энергетического гиганта Origin, в качестве предпочтительного разработчика.
Компания начала вести переговоры с частными владельцами зданий и готовить источники тригенерации для снабжения принадлежащих городу объектов. Мэр Кловер Мур описывал перспективы Сиднея как «ведущего низкоуглеродного города Австралии». В это время пришли плохие новости.
В июне Сидней объявил, что больше не собирается осуществлять проект с Cogent. Экономические и нормативные причины побудили отказаться от плана. В городе был отменен первый проект тригенерации. Сочетание факторов подорвало экономику проекта, в том числе снижение государственной поддержки. Но Сидней не сдается. Главный исполнительный руководитель Моника Бароне называет отмену «небольшим препятствием». Город планирует при помощи государственных и федеральных чиновников лоббировать свои интересы с надеждой на пересмотр проекта в будущем.
Сидней также планирует продолжать развитие тригенерации в части снабжения муниципальной собственности и будет объявлять новый тендер, пригласив Cogent и других потенциальных участников принять участие в торгах. Тем не менее городские чиновники сетовали, что Австралия отходит от плана развития тригенерации в то время, как в других мегаполисах мира – Лондоне, Нью-Йорке, Париже, Берлине, Копенгагене и Сеуле – технология находится на подъеме.
Cogent ввела источник тригенерации на заводе Coca-Cola в северном Сиднее в 2011 году. Источник, который обеспечивает электроэнергию, горячую и холодную воду, включает в себя газопоршневой двигатель 774 кВт и абсорбционный охладитель 650 кВт, которые могут поставлять охлажденную или горячую воду в здание. Совсем недавно компанией Cogent установлена первая в Австралии городская распределительная станция с использованием тригенерации, в Виктории.
Установка мощностью 6 МВт является частью крупного городского проекта в Central Dandenong. В других странах тригенерация тоже успешно развивается. В Лондоне компания PricewaterhouseCoopers получила правительственную награду после установки системы unque Trigen в своем офисе рядом с лондонским Тауэром. В Германии автопроизводитель Daimler в мае ввел в эксплуатацию третью тригенерационную станцию на заводе Mercedes-Benz в Раштатте.
Испанский производитель пива DAMM установил генерирующий источник на своем заводе в Барселоне. В Саудовской Аравии компания CES Energy объединилась с Al Aman для строительства и эксплуатации тригенерационной установки мощностью 16 МВт в бизнес-парке в Джидде, включающем в себя 52‑этажную башню. В Саудовской Аравии данная технология востребована вследствие роста спроса и желания сократить расходы и выбросы.
В США системы тригенерации стали частью решения проблемы последствий штормов и торнадо. Ураган «Сэнди» в прошлом году лишил на две недели электричества некоторые районы Нью-Йорка. Объекты с собственной тригенерацией, такие, как медицинский центр, снабжались бесперебойно. При этом система была внедрена там незадолго до урагана. Когда персонал больницы получил информацию о приближении шторма, было принято решение отключиться от централизованной сети и перейти на автономное питание от собственной газовой системы тригенерации мощностью 2 МВт (такая же мощность резервных дизельных источников Mitsubishi). Больница функционировала бесперебойно.
Изначально в качестве резервного источника рассматривался и вариант солнечной электростанции, но было принято решение о применении тригенерации, учитывая большую паровую нагрузку больницы. Затраты больницы по оплате электроэнергии снизились с 4,8 миллиона до 2,8 миллиона долларов США благодаря установке собственного источника. Больница получила грант на 1 миллион долларов США от штата Нью-Джерси.
Благодаря этому ожидается возврат инвестиций в течение примерно двух с половиной лет. Неудивительно, что в штате рассматривается возможность установки аналогичных источников еще на трех объектах здравоохранения. Хотя тригенерация обычно рассматривается как «зеленая» технология, особенно когда работает на природном газе или биотопливе, существует неопределенность в отношении ее развития в соответствии с правилами по охране окружающей среды. Сторонники технологии надеются, что регуляторы будут принимать во внимание эффективность тригенерации.
Между тем совершенствование тригенерации не стоит на месте. В Северной Ирландии компания ContourGlobal использует то, что она называет quadgeneration, на своем заводе Knockmore. Источник производит не только электроэнергию, пар и охлажденную воду, но и углекислый газ для расположенной по соседству компании Coca-Cola Hellenic Bottling. Газогенераторную станцию мощностью 15 МВт по электроэнергии и 13,5 МВт по тепловой энергии проектировало предприятие Clarke Energy.
В Калифорнии станция очистки сточных вод района Orange County имеет систему тригенерации, которая производит электроэнергию, тепло и водород. Для этого используется высокотемпературный топливный элемент и биогаз. Электричество и тепловая энергия потребляются самой станцией, а водород идет на автозаправочную станцию.
Компания Maersk Oil предлагает необычную систему тригенерации – она вырабатывает энергию, чистую воду и углекислый газ в процессе добычи нефти и газа. Можно сделать вывод, что тригенерация продолжает испытывать взлеты и падения. Тем не менее ясно, что эта технология поможет повышать эффективность производства энергии, снижать выбросы парниковых газов, обеспечивать водородные автомобили топливом и пустынные местности чистой водой.
Автор: к. т. н. Александр МОГИЛЕНКО
Источник: Энергетика и промышленность России
Начало активности (дата): 05.11.2013 06:35:15
