En comparación con los países europeos, donde las instalaciones de generación distribuida representan casi el 30% de la producción total, en Rusia, según diversas estimaciones, la proporción de energía distribuida en la actualidad no supera el 5-10%. Hablemos sobre si existe la posibilidad de que la
industria rusa de
energía distribuida se ponga al día con las tendencias mundiales y si los consumidores tienen la motivación para avanzar hacia un suministro de energía independiente.
FuenteAdemás de los números. Encuentra las diferencias
Las diferencias entre el sistema de generación de electricidad distribuida en Rusia y Europa hoy en día no se reducen a números; de hecho, estos son modelos completamente diferentes tanto en estructura como desde un punto de vista económico. El desarrollo de la generación distribuida en nuestro país tenía motivos algo diferentes de los que se convirtieron en la principal fuerza impulsora de dicho proceso en Europa, que buscaba compensar la falta de combustibles tradicionales mediante la participación de fuentes de energía alternativas (incluidas las fuentes de energía secundarias) en el equilibrio energético. En Rusia, la cuestión de reducir el costo de la compra de recursos energéticos para los consumidores en las condiciones de una economía planificada y la fijación de tarifas centralizadas durante mucho tiempo fue mucho menos relevante, por lo tanto, pensaron en su propia generación de electricidad principalmente cuando la empresa era un gran consumidor de energía y, debido a su lejanía, tuvo dificultades con conexión a redes.
Según los estándares de energía distribuida, las instalaciones de su propia generación tenían una potencia bastante alta, de 10 a 500 MW (e incluso más), dependiendo de las necesidades de producción y para proporcionar electricidad y calor a los asentamientos más cercanos. Dado que la transferencia de calor a través de las distancias siempre está cargada de pérdidas significativas, hubo una construcción activa de plantas de calderas de agua caliente para las propias necesidades de las empresas y las ciudades. Además, sus propias fuentes de energía, ya sean centrales térmicas o salas de calderas, se construyeron con gas, fuel oil o carbón, y las fuentes de energía renovables (fuentes de energía renovables), con la excepción de las centrales hidroeléctricas, y las fuentes de energía secundaria (fuentes de energía secundaria) se utilizaron en casos aislados. Ahora la imagen está cambiando: los objetos de pequeña generación de energía están apareciendo gradualmente, y las fuentes de energía alternativas están involucradas en el equilibrio energético, aunque en menor medida.
En Occidente, se ha hecho mucho para desarrollar la generación a pequeña escala, y recientemente el concepto de una planta de energía virtual (WPS) se ha generalizado. Este es un sistema que une a la mayoría de los actores en el mercado de generación de electricidad: fabricantes (desde pequeños generadores de hogares privados hasta estaciones de cogeneración) y consumidores (desde edificios residenciales hasta grandes empresas industriales). Un parque eólico controla el consumo de energía al suavizar los picos y redistribuir las cargas en tiempo real, utilizando toda la potencia del sistema disponible. Pero tal evolución es imposible sin la estimulación del mercado de generación distribuida por parte del estado y sin los cambios correspondientes en la legislación.
En Rusia, en condiciones de feroz competencia y el monopolio del suministro centralizado de electricidad, la implementación del exceso de electricidad producida en una red externa sigue siendo solucionable, pero lejos de ser una tarea fácil desde el punto de vista de la organización y el costo del proceso. Por lo tanto, en la actualidad, las posibilidades de convertirse en un participante de mercado completo entre los grandes proveedores de instalaciones de energía distribuida son extremadamente pequeñas.
Sin embargo, el desarrollo de su propia generación hoy, por supuesto, está en tendencia. El factor principal en su crecimiento es la fiabilidad del suministro de energía. La dependencia de las empresas generadoras y de la red aumenta los riesgos de los productores. La mayoría de las instalaciones de gran generación en Rusia se construyeron durante la era soviética, y su considerable antigüedad se hace sentir. Para el consumidor industrial, un corte de energía debido a un accidente es un riesgo de interrupción de la producción y pérdidas evidentes. Si el deseo de reducir riesgos va acompañado de motivos económicos (determinados principalmente por la política tarifaria del proveedor regional) y oportunidades de inversión, entonces la propia generación se justifica en un 100%, y cada vez más empresas industriales están listas (o están considerando esa oportunidad) para tomar este camino.
Por lo tanto, la generación de electricidad distribuida "para necesidades propias" tiene perspectivas de desarrollo bastante altas en Rusia.
Generación propia. ¿Para quién es beneficioso?
La economía de cada proyecto es estrictamente individual y está determinada por muchos factores. Si intenta resumir tanto como sea posible, en regiones con una mayor concentración de capacidades de generación y empresas industriales, tarifas más altas para la electricidad y el calor, la generación de electricidad propia es una oportunidad objetiva para reducir significativamente el costo de comprar recursos energéticos.
Esto también incluye las regiones inaccesibles y escasamente pobladas con infraestructura de red eléctrica poco desarrollada o incluso ausente, donde, por supuesto, las tarifas de electricidad más altas.
En las regiones donde hay menos consumidores y proveedores de electricidad, así como una gran parte de la electricidad generada, hay centrales hidroeléctricas, las tarifas son mucho más bajas y la economía de tales proyectos en la industria no siempre es ventajosa. Sin embargo, para las empresas de industrias individuales que pueden utilizar combustibles alternativos, por ejemplo, residuos de producción, la generación propia puede ser una solución excelente. Entonces, en la figura a continuación: CHP a costa de una empresa de carpintería.
Si hablamos de generación para necesidades comunales, edificios públicos e infraestructura comercial y social, hasta hace poco la economía de tales proyectos estaba determinada en gran medida por el nivel de desarrollo de la infraestructura energética de la región y, en menor medida, por el costo de la conexión tecnológica de los consumidores de electricidad. Con el desarrollo de tecnologías de activación, tales restricciones prácticamente dejaron de ser determinantes, y el calor lateral o generado en el verano se hizo posible para las necesidades de aire acondicionado, lo que aumentó en gran medida la eficiencia de los centros de energía.
Trigeneración: electricidad, calor y frío para un objeto.
La trigeneración es una dirección bastante independiente en el desarrollo de pequeñas energías. Se distingue por el individualismo, ya que se centra en satisfacer las necesidades de un objeto en particular en los recursos energéticos.
El primer proyecto con el concepto de trigeneración fue desarrollado en 1998 por los esfuerzos conjuntos del Departamento de Energía de EE. UU., El laboratorio nacional ORNL y el fabricante de BROAD (Absorption Bromide Chromium Absorption Chillers) y se implementó en los Estados Unidos en 2001. La trigeneración se basa en el uso de enfriadores de absorción, que utilizan el calor como fuente principal de energía y permiten la generación de frío y calor, según las necesidades de la instalación. Además, el uso de calderas convencionales, como en la cogeneración, en dicho esquema no es un requisito previo.
Además del calor y la electricidad tradicionales, la trigeneración proporciona la producción de frío en el ABHM (en forma de agua fría) para necesidades tecnológicas o para aire acondicionado. El proceso de producción de electricidad de una forma u otra ocurre con grandes pérdidas de energía térmica (por ejemplo, con los gases de escape de las máquinas generadoras).
La participación de este calor en el proceso de obtención de frío, en primer lugar, minimiza las pérdidas, aumenta la eficiencia final del ciclo y, en segundo lugar, permite reducir el consumo de energía de la instalación en comparación con las tecnologías tradicionales para generar frío utilizando máquinas de refrigeración por compresión de vapor.
La capacidad de trabajar en varias fuentes de calor (agua caliente, vapor, gases de combustión de grupos electrógenos, calderas y hornos, así como combustible (gas natural, combustible diesel, etc.) permite el uso de ABCM en instalaciones completamente diferentes, utilizando exactamente el recurso que disponible para la empresa.
Entonces, en la industria, puede usar calor residual:
Y en las instalaciones urbanas, en edificios comerciales y públicos, son posibles varias combinaciones de fuentes de calor:
Un centro de energía de trigeneración puede calcularse y construirse sobre la base de las necesidades de electricidad, y puede confiar en el consumo de frío de la instalación. Depende de cuál de los anteriores es el criterio determinante para el consumidor. En el primer caso, la utilización de calor secundario en el ABCM puede no estar completa, y en el segundo caso puede haber una restricción en la propia electricidad generada (la reposición se realiza mediante la compra de electricidad de una red externa).
Donde la trigeneración es beneficiosa
El rango de aplicación de la tecnología es muy amplio: la trigeneración puede integrarse igualmente en el concepto de algún espacio público (por ejemplo, un gran centro comercial o edificio de aeropuerto), y en la infraestructura energética de una empresa industrial. La viabilidad de implementar tales proyectos y su productividad depende en gran medida de las condiciones locales, tanto económicas como climáticas, y para las empresas industriales, también del costo de los productos.
El primer y más importante criterio es la necesidad de frío. Su uso más común hoy en día es el acondicionamiento de edificios públicos. Estos pueden ser centros de negocios, edificios administrativos, complejos hospitalarios y hoteleros, instalaciones deportivas, centros comerciales y de entretenimiento y parques acuáticos, museos y salas de exposiciones, edificios de aeropuertos; en resumen, todos los objetos donde hay muchas personas al mismo tiempo, donde crear un ambiente confortable. El microclima requiere un sistema central de aire acondicionado.
La aplicación más justificada de ABCM para tales instalaciones es un área de 20-30 mil metros cuadrados. m (un centro de negocios de tamaño mediano) y termina con objetos gigantes de varios cientos de miles de metros cuadrados e incluso más (complejos comerciales y de entretenimiento y aeropuertos).
Pero en tales instalaciones debería haber una demanda no solo de frío y electricidad, sino también de suministro de calor. Además, el suministro de calor no solo calienta las instalaciones en el invierno, sino también el suministro de agua caliente durante todo el año para las instalaciones para las necesidades de suministro de agua caliente. Cuanto más plenamente se utilicen las capacidades del centro de energía de trigeneración, mayor será su eficiencia.
En todo el mundo hay muchos ejemplos de la aplicación de la trigeneración en la industria hotelera, la construcción y modernización de aeropuertos, instituciones educativas, complejos comerciales y administrativos, centros de datos, muchos ejemplos en la industria: textil, metalúrgica, alimentaria, química, pulpa y papel, construcción de máquinas, etc. .p.
Como ejemplo, daré uno de los objetos para los cuales la compañía
First Engineer desarrolló el concepto de un centro de energía activada.
Si la demanda de energía eléctrica en una empresa industrial es de aproximadamente 4 MW (generada por dos unidades de pistón de gas (GPU)), se requiere un suministro de refrigeración de 2,1 MW.
El frío es generado por una sola máquina de refrigeración de bromo-litio de absorción que funciona con gases de escape GPU. Al mismo tiempo, una GPU cubre por completo el 100% de la demanda de calor de ABCHM. Por lo tanto, incluso con una GPU, la planta siempre cuenta con la cantidad necesaria de frío. Además, cuando ambas plantas reciprocantes de gas están fuera de servicio, el ABXM conserva la capacidad de generar calor y frío porque tiene una fuente de calor de reserva: el gas natural.
Centro de energía trigeneracional
Dependiendo de las necesidades del consumidor, en su categoría y requisitos de redundancia, el esquema de trigeneración (presentado en la figura a continuación) puede ser muy complejo y puede incluir calderas de energía y agua caliente, calderas de calor residual, turbinas de vapor o de gas, tratamiento de agua completo, etc.
Pero para objetos relativamente pequeños, la unidad generadora principal suele ser una turbina de gas o una unidad de pistón (gas o diesel) de potencia eléctrica relativamente baja (1-6 MW). Producen electricidad y calor derivado de los gases de escape y agua caliente eliminados en el ABM. Este es un conjunto mínimo y suficiente de equipo básico.
Sí, no puede prescindir de sistemas auxiliares: una torre de enfriamiento, bombas, una planta de tratamiento de reactivos para el agua reciclada para estabilizarlo, un sistema de automatización y una instalación eléctrica que le permite utilizar la electricidad generada para sus propias necesidades.
En la mayoría de los casos, el centro de trigeneración es un edificio independiente, o bloques en contenedores, o una combinación de estas soluciones, ya que los requisitos para la colocación de equipos eléctricos y generadores de calor son algo diferentes.
El equipo generador de energía está bastante estandarizado, a diferencia del ABHM, aunque técnicamente es más complejo. Los términos de su fabricación pueden ser de 6 a 12 meses o incluso más.
El tiempo de producción promedio de ABXM es de 3-6 meses (dependiendo de la capacidad de enfriamiento, del número y tipos de fuentes de calefacción).
Como regla general, la fabricación de equipos auxiliares no excederá los mismos plazos, por lo que la duración promedio del proyecto para construir un centro de energía de trigeneración es en promedio 1.5 años.
Resultado
En primer lugar, el centro de trigeneración reducirá el número de proveedores de energía a uno: un proveedor de gas. Al eliminar la compra de electricidad y calor, es posible, en primer lugar, excluir cualquier riesgo asociado con interrupciones en el suministro de energía.
El trabajo en calor utilizando un "exceso de energía" relativamente económico reduce el costo de la electricidad y el calor generados en comparación con su compra. Una carga de capacidad de generación de calor durante todo el año (en invierno para calefacción, en verano para aire acondicionado y necesidades tecnológicas) permite la máxima eficiencia. Por supuesto, como en otros proyectos, la condición principal es el desarrollo del concepto correcto y su estudio de factibilidad.
De las ventajas adicionales: respeto al medio ambiente. Al usar gases de escape para generar energía útil, reducimos las emisiones al aire. Además, a diferencia de las tecnologías tradicionales para producir frío, donde el amoníaco y los freones actúan como refrigerantes, ABCM utiliza agua como refrigerante, lo que también minimiza el estrés ambiental.