Применение теплоэлектростанций, работающих на природном газе, в качестве автономного источника энергии обеспечит независимое электро- и теплоснабжение промышленных предприятий, жилых зданий и муниципальных образований. Кроме того, газ — топливо более экологичное, чем продукты переработки нефти. Стоимость энергии, получаемой при этом в несколько раз меньше.
Автономные источники энергии для электро- и теплоснабжения давно и успешно применяются за границей. В России новые технологии только начинают завоевывать рынок.
Принятая в 2000 году «энергетическая стратегия России на период до 2020 года» предусматривает сохранение доминирующей роли централизованного энерго- и теплоснабжения в обеспечении электричеством и теплом городов и промышленных комплексов. Вместе с тем: учитывая изменение структуры собственности, как в производственной, так и в жилищно-коммунальной сфере, доля децентрализованного теплоэнергоснабжения возрастает. Использование дизельного или газопоршневого электрогенератора позволит не только обеспечить более эффективное использование топлива за счет комбинированного производства электрической и тепловой энергии, но и повысить надежность электроснабжения населенных пунктов и отдельных объектов. Кроме того, учитывая сложившиеся сложности в отношениях промышленных предприятий с департаментом генерации РАО ЕЭС (местными АО «Энерго») и централизованными сетями, которые в последнее время уделяют основное внимание вопросам внутренних реструктуризаций, роль малой энергетики также возрастает, т.к. требуемые мощности предприятий возрастают и в случае приобретения когенерационной установки для собственных нужд предприятия отпадает необходимость «оплаты за подключение», которая на сегодняшний день составляет в среднем 1000 $ за 1 кВт.
Рассмотрим в качестве примера такой сегмент рынка малой энергетики, как энергообеспечение коттеджных поселков. Современный загородный коттедж в идеальном представлении — это своеобразное сочетание эстетики, комфорта и функциональности. А использование его для постоянного проживания — и летом, и зимой — подразумевает еще и безупречную работу всех необходимых инженерных систем — от отопления до новейших систем ресурсосбережения.
При выборе автономной системы отопления, мы исходим из следующих критериев: вид топлива, его доступность, функциональность, экономичность по топливу, надежность и безопасность, полное автоматическое управление, возможность использования другого вида топлива и, конечно, общие затраты на приобретение и монтаж. Основа для выбора оборудования — выбор топлива и общие затраты при максимальном наборе других критериев.
До 2004 года в качестве автономных источников энергии для коттеджей применялись в основном дизельные генераторы и дизельные котлы. Когда цены на нефть на рынке резко пошли вверх, дизельное топливо стало также дорожать и его использование для обеспечения коттеджей электроэнергией и теплом стало дорогим удовольствием. Тогда на рынке России стали востребованны альтернативные источники энергии, в частности, газопоршневые теплоэлектростанции, использующие для работы природный газ-метан и биогаз, успешно применяемые в Европе и Америке.
Кроме того, дизельные генераторы требуют большего расхода масла и высоких эксплуатационных затрат — себестоимость вырабатываемой ими электроэнергии оказывается в несколько раз выше, чем у газовых установок (обладающих к тому же большим ресурсом до капремонта). Таким образом, дизельные генераторы лучше использовать в негазифицированных районах.
«Дизельные электрогенераторы пока более распространены в коттеджных поселках Ленобласти, чем газопоршневые теплоэлектростанции, — утверждает Анатолий Смирнов, директор по развитию компании «Дитис-климат». — Основная причина — это отсутствие газопроводящих сетей. Так, такие сети есть в Московском направлении. В Приозерском и Выборгском районах они есть не везде, есть во Всеволожске, Янино и частично в Курортном районе, а в остальных местах — нет».
Каковы основные отличия генераторов, используемых для выработки автономной тепловой и электрической энергии?
Газопоршневые энергетические установки (мини ТЭС) — это газопоршневой двигатель, на валу которого стоит обычный генератор. Эта газопоршневая электростанция превращается в теплоэлектростанцию благодаря принципу когенерации — использованием тепла, выделяемого двигателем. Тепло в мини-ТЭС собирается особыми способами и расходуется для нужд отопления и горячего водоснабжения.
Причем тепла получается больше чем электричества: на 20-30%.
Это значит, что с мини-ТЭС электрической мощностью в 1МВт можно получить 1,3 МВт тепла. На дизельных же электроустановках температура уходящих газов невелика, и получить такое количество тепла крайне сложно. Окупаемость мини ТЭС во многом зависит от способа ее использования. Если она полностью используется (электричество + тепло) предприятием заказчика, окупаемость легко рассчитать как экономию от покупки тепла и электричества, полученного от сторонней организации. Если же, например, электричество используется полностью, а тепло частично, то при продаже избытка тепла по установленным тарифам срок окупаемости существенно сокращается. В среднем окупаемость колеблется в пределах 2-4 лет, даже при тарифах на 20% ниже региональных.
Дизельные установки могут работать в качестве основного и резервного источника электроэнергии без ограничения по количеству часов. Применение дизельного топлива дорого, и теплоэнергоснабжение потребителям обойдется по цене электроотопления.
«При использовании в качестве топлива природного газа — метана, стоимость киловатт-часа электроэнергии, произведенной на газопоршневой установке в 10 раза меньше, чем на дизельной, — утверждает Сергей Сухачев, директор компании «Кронштадт».
— Другое важное преимущество газопоршневой теплоэлектростанции перед дизельными установками — экологическая безопасность: уровень выбросов вредных веществ в атмосферу — в 3 раза меньше. Поэтому предпочтительно использование более дешевого и экологически чистого топлива (с малым выбросом СО2), что соответствует программе Киотского протокола, подписанного правительством нашей страны».
С точки зрения использования различных видов топлива и простоты перехода с одного из них на другое газопоршневые двигатели также обладают большими возможностями. В качестве горючего могут быть использованы природный газ, биогаз, газы мусорных свалок, пиролизные газы, пропан, бутан, дизельное топливо, топочные мазуты, сырая нефть и т.д.
«В связи с тем, что в стране принята программа газификации и учитывая то, что высоковольтные линии электропередач тянутся не до всех маленьких поселков России, получение электричества с помощью газопоршневых машин можно рассматривать как оптимальный вариант тепло- и электроснабжения, — рассказывает менеджер по энергооборудованию фирмы KRON-CIS Константин Алексеенко. — Задача малой энергетики — дать возможность получить независимое тепло- и электроснабжение территориям страны, не охваченным централизованными электросетями, а таких на сегодняшний день от 50 до 70 %».
Подводя итог, можно сказать, что в отличие от дизельного генератора, газопоршневой электрогенератор может обеспечить не только электричеством, но и теплом за счет использования процесса когенерации. Помимо такой весьма полезной особенности, газ, на котором работает подобная установка, гораздо дешевле, чем дизельное топливо.
По мнению аналитиков, будущее — за более экологичным топливом, то есть за газом. Более того, на рынке Германии и Америки уже сейчас используют и самые прогрессивные технологии в теплоэлектроснабжении — это электрохимические генераторы с топливными ячейками, работающими на природном газе. Они имеют более высокий коэффициент полезного действия чем дизельные и газопоршневые механизмы, и гораздо более экологичны.
