Несколько дней назад Министерство восстановления распространило новость о том, что Харьковская область получила 6 мини-ТЭЦ, которые призваны дать тепло в квартиры.
Председатель совета Украинской ассоциации возобновляемой энергетики, генеральный директор "Solar Generation" Станислав Игнатьев рассказал SQ некоторые детали. По его словам, Харьковская область получила мини-ТЭЦ мощностью 2 МВт производства австрийской компании Jenbacher. Их распределили по деоккупированным городам - в Купянск, Изюм и др.
По словам Игнатьева, одна такая ТЭЦ может дать освещение и тепло примерно на 1200 квартир. Для того, чтобы обеспечить отоплением город размером с Харьков, необходимо как минимум 1500 таких ТЭЦ, но желательно, конечно, больше.
Никаких сложностей с установкой и обслуживанием мини-ТЭЦ такого типа нет. Фактически они представляют собой контейнер: если это ТЭЦ на 2 МВт - он небольшой, если на 10 МВт (а такие тоже существуют) - размером с морской контейнер. Они устанавливаются на бетонные блоки, количество которых как раз зависит от размера самой ТЭЦ - либо на 2 блока, либо на 4, - и подключаются к газовой сети. Наличие газовой сети является важной предпосылкой функционирования такой станции. К негазифицированным районам можно проложить газопровод: само его строительство не требует много времени.
Касательно стоимости этого оборудования: ТЭЦ на 1 МВт стоит примерно 800 тысяч евро.
Игнатьев отметил, что такие ТЭЦ могли бы стать альтернативой централизованному теплоснабжению, и сейчас на уровне стран ведутся переговоры о предоставлении Украине помощи для их покупки.
Новость о том, что первые ТЭЦ уже переданы, внушила надежду на то, что следующей зимой, несмотря на разрушение ТЭЦ-5, регион не замерзнет. Мы решили разобраться, что же это такое – «мини-ТЭЦ» или, если называть их правильно, «когенерационные установки».
Итак, когенерационные установки (КГУ) – это системы, которые одновременно производят электрическую и тепловую энергию из одного источника топлива. Этот процесс называется "когенерацией" или "комбинированным производством тепла и электроэнергии" (КПТЭ). КГУ позволяют эффективно использовать энергию топлива, снижая потери и повышая общий КПД.
Принцип работы когенерационной установки
- Топливо (природный газ, биогаз, дизельное топливо и др.) сжигается в двигателе или турбине, приводя в действие электрогенератор.
- Электрогенератор производит электроэнергию, которая может быть использована для собственных нужд или передана в сеть.
- Тепло, выделяемое при работе двигателя или турбины, не теряется, а улавливается специальными теплообменниками.
- Полученная тепловая энергия используется для отопления, горячего водоснабжения или технологических нужд.
Таким образом, КГУ обеспечивают максимально полное использование энергии топлива, достигая высокого общего КПД (до 90% и выше).
Типы когенерационных установок
Существует несколько основных типов КГУ, различающихся по типу первичного двигателя:
- Газопоршневые КГУ: используют газопоршневой двигатель внутреннего сгорания, работающий на природном газе или биогазе.
- Газотурбинные КГУ: оснащены газовой турбиной, приводимой в действие продуктами сгорания топлива (обычно природного газа).
- Паровые турбины: используют паровую турбину, работающую на паре, получаемом в результате сжигания топлива в котле.
- Микротурбинные КГУ: компактные установки с высокоскоростной турбиной, подходящие для небольших объектов.
Преимущества когенерационных установок
- Высокая эффективность: КГУ обеспечивают общий КПД до 90% и выше за счет одновременного производства электроэнергии и тепла.
- Экономия топлива: комбинированное производство позволяет снизить расход топлива на 30-40% по сравнению с раздельной выработкой электроэнергии и тепла.
- Снижение выбросов: КГУ сокращают выбросы парниковых газов и других вредных веществ благодаря эффективному использованию топлива.
- Автономность: возможность обеспечить объект собственной электроэнергией и теплом, снизив зависимость от централизованных сетей.
Недостатки когенерационных установок
- Высокие начальные затраты: стоимость КГУ и их установки может быть довольно высокой.
- Необходимость постоянного обслуживания: КГУ требуют регулярного технического обслуживания для поддержания эффективной работы.
- Зависимость от цен на топливо: экономическая эффективность КГУ зависит от стоимости используемого топлива.
- Ограничения по мощности: КГУ имеют ограничения по электрической и тепловой мощности, что может не подходить для некоторых объектов.
Теперь подробнее сравним КГУ с традиционным центральным отоплением.
Преимущества когенерационных установок (КГУ) по сравнению с центральным отоплением:
1. Высокая эффективность
КГУ имеют общий КПД до 90% и выше, так как они одновременно производят электроэнергию и тепло. В системах центрального отопления тепло часто производится отдельно, что приводит к более низкой общей эффективности (обычно около 50-60%).
2. Снижение потерь при передаче
При использовании КГУ тепло производится непосредственно на месте потребления, что минимизирует потери при передаче. В системах центрального отопления тепло часто транспортируется на большие расстояния, что приводит к значительным потерям.
3. Гибкость и автономность
КГУ могут быть адаптированы к конкретным потребностям объекта в электроэнергии и тепле. Они обеспечивают автономность, снижая зависимость от централизованных сетей. Это особенно важно для удаленных объектов или в случае перебоев в централизованном энергоснабжении.
4. Экологичность
КГУ снижают выбросы парниковых газов и других вредных веществ за счет эффективного использования топлива. При центральном отоплении, особенно при использовании угля или мазута, выбросы могут быть значительно выше.
Недостатки КГУ по сравнению с центральным отоплением
1. Высокие начальные затраты
Стоимость приобретения и установки КГУ может быть существенно выше, чем подключение к системе центрального отопления. Это особенно актуально для небольших объектов, где экономия от когенерации может не оправдывать начальные вложения.
2. Необходимость обслуживания
КГУ требуют регулярного технического обслуживания, что влечет за собой дополнительные расходы и необходимость наличия квалифицированного персонала. Системы центрального отопления обычно обслуживаются централизованно, снимая эту нагрузку с конечных потребителей.
3. Зависимость от цен на топливо
Экономическая эффективность КГУ зависит от стоимости используемого топлива (обычно природного газа). Колебания цен на топливо могут существенно влиять на операционные затраты. При центральном отоплении эти риски берет на себя теплоснабжающая организация.
4. Ограничения по мощности
КГУ имеют определенные ограничения по электрической и тепловой мощности, что может не позволить полностью заменить централизованное отопление для крупных объектов. Кроме того, для работы КГУ необходимо обеспечить постоянную нагрузку, что не всегда возможно.
5. Шум и вибрация
КГУ, особенно на базе двигателей внутреннего сгорания, могут создавать значительный шум и вибрацию, что требует дополнительных мер по звукоизоляции и виброзащите. Системы центрального отопления обычно не создают таких проблем на месте потребления тепла.
Таким образом, КГУ могут быть хорошим вариантом для объектов с постоянным и сбалансированным потреблением электроэнергии и тепла, которые удалены от централизованных сетей или желают повысить свою автономность и энергоэффективность. Однако в городских условиях центральное отопление остается более простым и привычным решением. Так что КГУ, конечно, спасут от замерзания, но все же будем надеяться, что харьковские ТЭЦ, разрушенные РФ, будут восстановлены.