Кілька днів тому Міністерство відновлення поширило новину про те, що Харківська область отримала 6 міні-ТЕЦ, які можуть дати тепло у квартири.

Голова ради Української асоціації відновлюваної енергетики, генеральний директор "Solar Generation" Станіслав Ігнатьєв розповів SQ деякі деталі. За його словами, Харківська область отримала міні-ТЕЦ потужністю 2 МВт виробництва австрійської компанії Jenbacher. Їх розподілили по деокупованих містах - у Куп'янськ, Ізюм тощо.

За словами Ігнатьєва, одна така ТЕЦ може дати освітлення і тепло приблизно на 1200 квартир. Для того, щоб забезпечити опаленням місто розміром із Харків, необхідно щонайменше 1500 таких ТЕЦ, але бажано, звісно, більше.

Жодних складнощів зі встановленням та обслуговуванням міні-ТЕЦ такого типу немає. Фактично вони являють собою контейнер: якщо це ТЕЦ на 2 МВт - він невеликий, якщо на 10 МВт (а такі теж існують) - розміром із морський контейнер. Вони встановлюються на бетонні блоки, кількість яких якраз залежить від розміру самої ТЕЦ - або на 2 блоки, або на 4, - і підключаються до газової мережі. Наявність газової мережі є важливою передумовою функціонування такої станції. До негазифікованих районів можна прокласти газопровід: саме його будівництво не потребує багато часу.

Щодо вартості цього обладнання: ТЕЦ на 1 МВт коштує приблизно 800 тисяч євро.

Ігнатьєв зазначив, що такі ТЕЦ могли б стати альтернативою централізованому теплопостачанню, і наразі на рівні країн тривають переговори щодо надання Україні допомоги для їхньої покупки.

Новина про те, що перші ТЕЦ уже передані, дала надію на те, що наступної зими, незважаючи на руйнування ТЕЦ-5, регіон не замерзне. Ми вирішили розібратися, що ж це таке - "міні-ТЕЦ" або, якщо називати їх правильно, "когенераційні установки".

Отже, когенераційні установки (КГУ) - це системи, які одночасно виробляють електричну і теплову енергію з одного джерела палива. Цей процес називається "когенерацією" або "комбінованим виробництвом тепла та електроенергії" (КПТЕ). КГУ дають змогу ефективно використовувати енергію палива, знижуючи втрати і підвищуючи загальний ККД.

Принцип роботи когенераційної установки

  1. Паливо (природний газ, біогаз, дизельне паливо тощо) спалюється в двигуні або турбіні, приводячи в дію електрогенератор.
  2. Електрогенератор виробляє електроенергію, яку може бути використано для власних потреб або передано в мережу.
  3. Тепло, що виділяється під час роботи двигуна або турбіни, не втрачається, а вловлюється спеціальними теплообмінниками.
  4. Отримана теплова енергія використовується для опалення, гарячого водопостачання або технологічних потреб.

Таким чином, КГУ забезпечують максимально повне використання енергії палива, досягаючи високого загального ККД (до 90% і вище).

Типи когенераційних установок

Існує кілька основних типів КГУ, що розрізняються за типом первинного двигуна:

  1. Газопоршневі КГУ: використовують газопоршневий двигун внутрішнього згоряння, що працює на природному газі або біогазі.
  2. Газотурбінні КГУ: оснащені газовою турбіною, що приводиться в дію продуктами згоряння палива (зазвичай природного газу).
  3. Парові турбіни: використовують парову турбіну, що працює на парі, яку отримують унаслідок спалювання палива в котлі.
  4. Мікротурбінні КГУ: компактні установки з високошвидкісною турбіною, які підходять для невеликих об'єктів.

Переваги когенераційних установок

  1. Висока ефективність: КГУ забезпечують загальний ККД до 90% і вище за рахунок одночасного виробництва електроенергії та тепла.
  2. Економія палива: комбіноване виробництво дає змогу знизити витрату палива на 30-40% порівняно з роздільним виробленням електроенергії та тепла.
  3. Зниження викидів: КГУ скорочують викиди парникових газів та інших шкідливих речовин завдяки ефективному використанню палива.
  4. Автономність: можливість забезпечити об'єкт власною електроенергією і теплом, знизивши залежність від централізованих мереж.

Недоліки когенераційних установок

  • Високі початкові витрати: вартість КГУ та їхнього встановлення може бути досить високою.
  • Необхідність постійного обслуговування: КГУ потребують регулярного технічного обслуговування для підтримки ефективної роботи.
  • Залежність від цін на паливо: економічна ефективність КГУ залежить від вартості використовуваного палива.
  • Обмеження за потужністю: КГУ мають обмеження за електричною і тепловою потужністю, що може не підходити для деяких об'єктів.

Тепер детальніше порівняємо КГУ з традиційним центральним опаленням.

Переваги когенераційних установок (КГУ) порівняно з центральним опаленням

1. Висока ефективність

КГУ мають загальний ККД до 90% і вище, оскільки вони одночасно виробляють електроенергію і тепло. У системах центрального опалення тепло часто виробляється окремо, що призводить до нижчої загальної ефективності (зазвичай близько 50-60%).

2. Зниження втрат під час передачі

При використанні КГУ тепло виробляється безпосередньо на місці споживання, що мінімізує втрати при передачі. У системах центрального опалення тепло часто транспортується на великі відстані, що призводить до значних втрат.

3. Гнучкість та автономність

КГУ можуть бути адаптовані до конкретних потреб об'єкта в електроенергії та теплі. Вони забезпечують автономність, знижуючи залежність від централізованих мереж. Це особливо важливо для віддалених об'єктів або в разі перебоїв у централізованому енергопостачанні.

4. Екологічність

КГУ знижують викиди парникових газів та інших шкідливих речовин за рахунок ефективного використання палива. За центрального опалення, особливо при використанні вугілля або мазуту, викиди можуть бути значно вищими.

Недоліки КГУ порівняно з центральним опаленням

1. Високі початкові витрати

Вартість придбання та встановлення КГУ може бути суттєво вищою, ніж підключення до системи центрального опалення. Це особливо актуально для невеликих об'єктів, де економія від когенерації може не виправдовувати початкові вкладення.

2. Необхідність обслуговування

КГУ потребують регулярного технічного обслуговування, що тягне за собою додаткові витрати і необхідність наявності кваліфікованого персоналу. Системи центрального опалення зазвичай обслуговуються централізовано, знімаючи це навантаження з кінцевих споживачів.

3. Залежність від цін на паливо

Економічна ефективність КГУ залежить від вартості використовуваного палива (зазвичай природного газу). Коливання цін на паливо можуть істотно впливати на операційні витрати. При центральному опаленні ці ризики бере на себе теплопостачальна організація.

4. Обмеження за потужністю

КГУ мають певні обмеження щодо електричної та теплової потужності, що може не дозволити повністю замінити централізоване опалення для великих об'єктів. Крім того, для роботи КГУ необхідно забезпечити постійне навантаження, що не завжди можливо.

5. Шум і вібрація

КГУ, особливо на базі двигунів внутрішнього згоряння, можуть створювати значний шум і вібрацію, що вимагає додаткових заходів зі звукоізоляції та віброзахисту. Системи центрального опалення зазвичай не створюють таких проблем на місці споживання тепла.

Таким чином, КГУ можуть бути хорошим варіантом для об'єктів з постійним і збалансованим споживанням електроенергії та тепла, які віддалені від централізованих мереж або бажають підвищити свою автономність та енергоефективність. Однак у міських умовах центральне опалення залишається більш простим і звичним рішенням. Тож КГУ, звісно, врятують від замерзання, але все ж будемо сподіватися, що харківські ТЕЦ, зруйновані РФ, будуть відновлені.