Собственная электростанция: какую выбрать?

Итак, вы решили построить собственную электростанцию или вам нужна энергоустановка для производства электроэнергии и тепла.

Вполне естественный вопрос – какую электростанцию выбрать? Мы выяснили, что электростанции могут работать как на органическом топливе, так и на альтернативных источниках энергии. И все они малой мощности.  Но этого недостаточно, чтобы окончательно определиться с видом электростанции или энергоустановки. Нужно уточнить для себя такие вопросы: 1) какая мощность у малых электростанций и энергоустановок; 2) какие технологии производства энергии; 3) какое топливо.

В данной статье постараюсь ответить на эти вопросы.

Мощность электростанций:

Электростанции или энергоустановки в целом называются «генерирующие объекты». Но их мощность, конечно, еще не закреплена в законодательстве. Но на практике существует понимание о мощности таких генерирующих объектов.

Объекты, которые используются для децентрализованного энергоснабжения, преимущественно имеют мощность до 50 МВт.

Такие электростанции делятся на 3 подкласса:

1) Микроэлектростанции – до 100 кВт;

2) Миниэлектростанции – от 100 кВт до 1 МВт;

3) Малые электростанции – от 1 МВт до 50 МВт.

В Украине мощность генерирующих объектов (электростанций и энергоустановок) закреплена в законодательстве, но только в отношении объектов гидроэнергетики.

Так, согласно ст. 1 Закона Украины «Об электроэнергетике»:

·        Микрогидроэлектростанция - не превышает 200 КВт.

·        Минигидроэлектростанция – более 200 КВт, но не превышает 1МВт.

·        Малая гидроэлектростанция – более 1МВт, но не превышает 10 МВт.

Как видно, в России и Украине генерирующие объекты имеют одинаковое название, но разную мощность. 

Дело в том, что категории «микро-, мини-, малая» применяются только в отношении генерирующих объектов, функционирующих на традиционных видах топлива. Что касается объектов альтернативной энергетики, то они априори считаются  малой мощности.   Конкретно какая мощность – не особо принципиально. Все зависит от технических решений, присутствующих на рынке.

Технологии производства энергии:

Электростанции и энергоустановки могут функционировать на основе технологии когенерации и на основе альтернативных источников энергии.

А) Технология когенерации:

Определение данной технологии дается в Федеральном законе «Об электроэнергетике» и в Законе Украины «О комбинированном производстве тепловой и электрической энергии (когенерации) и использовании сбросного энергопотенциала».

В России комбинированная выработка электрической и тепловой энергии – это режим работы теплоэлектростанций, при котором производство электрической энергии непосредственно связано с одновременным производством тепловой энергии.

В Украине комбинированное производство электрической и тепловой энергии (когенерация) – способ одновременного производства электрической и тепловой энергии в границах одного технологического процесса в результате сжигания топлива

Когенерационная установка – это комплекс оборудования, которое работает по способу комбинированного производства электрической и тепловой энергии или преобразует сбросный энергопотенциал технологических процессов в электрическую или тепловую энергию.

Таким образом, когенерация – это одновременная выработка электроэнергии и тепла в результате сжигания органического топлива.

Технология когенерации традиционно используется на теплоэлектроцентралях (ТЭЦ) централизованного энергоснабжения. Но с развитием децентрализованного энергоснабжения она используется и при производстве энергии микро-, мини- и малыми электростанциями и энергоустановками.

Такие генерирующие объекты называют микро-, мини-, малые ТЭЦ.

в) Технология генерации на основе альтернативных источников энергии:

Для производства энергии с использованием альтернативных источников энергии используются преимущественно небольшие энергоустановки.

Альтернативная энергетика – сфера энергетики, которая обеспечивает производство электрической тепловой и механической энергии из альтернативных источников энергии.

Из этого можно сделать вывод, что данные энергоустановки также могут вырабатывать как электроэнергию, так и тепло.

В целом на рынке существует большое количество технических решений для производства энергии, как с использованием органических видов топлива, так и альтернативных источников энергии.

В данной статье приведены наиболее популярные технологии генерации энергии. Однако данный перечень технологий не является исчерпывающим.

Топливо:

Когенерационные установки бывают следующих видов: 1) газотурбинные (ГТУ); 2) газопоршневые; 3) парогенераторные (ПГУ).

Когенерационные установки работают на органическом топливе. К примеру, топливом для ГТУ может являться: природный газ, сжиженный газ, дизельное топливо, дистилляты, керосин, попутный нефтяной газ, биогаз (газ, образованный из отходов, сточных вод и мусорных свалок), шахтный газ, древесный газ и др.

Как отмечается в Стратегической программе исследований Технологической платформы «Малая распределенная энергетика» от 2012 года, подавляющее большинство ГТУ и ПГУ изготовлены для работы на природном газе. Вместе с тем, в мировой  энергетике в последние годы существенно активизировались работы по использованию в эффективных парогазовых технологиях твердого топлива. Как указано в Стратегической программе, за последние 30 лет в России произошла переориентация значительной части производства тепла и электроэнергии на использование природного газа путем вытеснения газом угля и мазута.

Энергоустановки на альтернативных источниках энергии могут функционировать на следующих источниках энергии. При этом в законодательстве используются понятия «возобновляемые источники», «нетрадиционные источники», «альтернативные источники». Однако их суть от этого не меняется.

Так, в Законе Украины «Об энергосбережении» отражено понятие «нетрадиционные и возобновляемые источники энергии». Так, согласно общим положениям закона:

·        Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии – источники, которые постоянно существуют или периодически появляются  в окружающей природной среде в виде потоков энергии Солнца, ветра, тепла Земли, энергии морей, океанов, рек, биомассы.

Федеральный закон «Об электроэнергетике» определяет в качестве возобновляемых источников энергии:

·        энергия солнца, ветра,  вод, приливов, волн водных объектов, в том числе водоемов, рек, морей, океанов;

·        геотермальная энергия с использованием природных подземных теплоносителей;

·        низкопотенциальная тепловая энергия земли, воздуха, воды с использованием специальных теплоносителей;

·        биомасса, включающая в себя специально выращенные для получения энергии растения, в том числе деревья;

·        отходы производства и потребления;

·        биогаз;

·        газ, выделяемый отходами производства и потребления на свалках таких отходов;

·        газ, образующийся на угольных разработках.

Согласно ст.1 Закона Украины «Об альтернативных источниках энергии»,

Альтернативные источники энергии – это возобновляемые источники энергии, к которым относятся:

·        энергия солнца, ветровая, геотермальная, энергия волн и приливов, гидроэнергия;

·        энергия биомассы, газа из органических отходов, газа канализационно-сточных станций, биогазов;

·        энергия вторичных энергетических ресурсов -  доменный и коксовый газ, газ-метан дегазации угольных месторождений, преобразование сбросного энергопотенциала технологических процессов.

Что выбрать:

В настоящее время в России альтернативная энергетика развивается, но очень медленно и «со скрипом». Причины такого замедленного развития, конечно, известны. Но это отдельная тема и мы с вами ее рассмотрим позже. В Украине наоборот происходит стимулирование ее развитие, по крайней мере, на законодательном уровне. Существуют специальное законодательство, а также устанавливаются специальные «зеленые» тарифы на электроэнергию, произведенную с использование альтернативных источников энергии.

Сейчас, на основе приведенной информации, мы с вами должны определиться, а какой же вид электростанции или энергоустановки все-таки выбрать и построить.

Дело в том, что в России более активно, чем альтернативная энергетика, развивается децентразированное энергоснабжение на основе использования технологии когенерации на органических видах топлива (преимущественно на природном газе). В разных регионах России реализуются инвестиционные проекты по строительству мини-, микро- и малых ТЭЦ, функционирующих на газе. Ряд проектов были успешно реализованы. Конечно, нельзя сказать, что государство активно поддерживает реализацию таких проектов. Поскольку в принципе вся децентрализованная энергетика только начинает себе пробивать «место под Солнцем». Но, тем не менее, «пионерами» в децентрализованной энергетике все-таки считаются электростанции малой мощности, функционирующие на газе. Поэтому строительство газовых электростанций или энергоустановок более распространенное явление сейчас, чем, к примеру, солнечные, ветровые и иные электростанции.

Преимущества когенерационных мини-ТЭЦ в сравнении с централизованными ТЭЦ следующие: 1) отсутствие затрат на строительство высоковольтных линий электропередач (ЛЭП); 2) исключение потерь энергии при ее передаче; 3) бесперебойное снабжение потребителей качественной электроэнергией. Потребитель приобретает энергетическую независимость от сбоев в электроснабжении и аварий в системах теплоснабжения; 4) возможность получения прибыли  за продажу электроэнергии в централизованную сеть.

Преимущества малой энергетики на альтернативных источниках энергии в сравнении с когенерацией на органических видах топлива заключается в том, что отсутствует необходимость получения доступа к органическим видам топлива для производства электроэнергии и тепла. Это оправдано в тех случаях, когда возможность доступа отсутствует по определенным причинам (удаленность от источника добычи топлива, его дороговизна и т.п.). Это наиболее актуально в Украине и странах ЕС, где энергозависимость от поставок российского газа значительна и предпочтительней использование в электроэнергетике альтернативных источников энергии и дешевого угля. Также альтернативная энергетика более экологична.

Как видим, мини-, микро-, малые ТЭЦ и генерирующие объекты на альтернативных источниках энергии имеют свои плюсы и минусы.

Решение о том, какой вид электростанции выбрать, будет зависеть от вашей конкретной ситуации: страны, региона вашего проживания, климатических условий, политики государства и региональной политики, а также проблем в сфере централизованного энергоснабжения и доступности топлива для функционирования определенного вида электростанции. Также существует множество обстоятельств, которые необходимо оценивать индивидуально, чтобы сделать правильный выбор объекта генерации.

В следующей статье «Строим электростанцию: юридические формальности»  вы узнаете о требованиях законодательства к строительству собственной электростанции.

Подробнее здесь: проект "ArbitrPopova"