Тренд газовых генераторов для малых электростанций

После массированной ракетной атаки россии по нашей энергосистеме 23 ноября, повлекшей за собой блэкауты по всей стране, дефицит электроэнергии очень остро ощутили десятки миллионов украинцев. Для многих выходом из ситуации стало использование различного рода генераторов. Однако уже за этот относительно непродолжительный срок стало ясно, что это решение временное, так как тенденция увеличения длительности "темных" промежутков становится все более вероятной. Могут ли быть другие решения данной проблемы? Оказалось, что да!

Тысячи генераторов едут в Украину

На заседании круглого стола, состоявшегося 23 ноября, председателем парламентского комитета по энергетике и ЖКХ Андреем Герусом была анонсирована передача Украине тысяч генераторов, что, тем не менее, при ряде их недостатков, не является выходом из сложившейся ситуации.

Основные из недостатков, это:

• высокий расход топлива (бензина или дизеля), это приводит к повышению его спроса на рынке, который обычно в зимний период стабилизируется;
• высокая стоимость генерации: для выработки 1 кВт требуется в среднем 1л топлива, что составляет более 50 гривен;
• непригодность для использования в многоквартирных домах (шум, выхлопы и т.д.).

 

 

Очевидно, что требуются другие варианты. Выходом из данной ситуации могут быть мини-электростанции малой мощности.

Близость к потребителю

Главным преимуществом таких электростанций является близость к потребителю. Это значит, что для подачи энергии непосредственно в дома и квартиры не требуются километры высоковольтных и сотни метров распределительных линий. Применительно к украинским городам это особенно актуально, так как именно в них очень высок уровень потребления энергии и практически отсутствует ее генерация. Это означает, что генерируемая электроэнергия чаще всего от электростанций до потребителей (городов) проходит значительные расстояния. В таких условиях города становятся уязвимыми, так как противнику достаточно разрушить питающие электросети и города оказываются обесточенными.

Установка в городах мини-электростанций, питающих отдельные микрорайоны или кварталы, во вмногом решила бы эту проблему. Такие мини-станции могут в случае ракетных атак подпитать соседний обесточенный сектор или сбалансировать острый дефицит электричества в системе. Обесточить их противнику намного сложнее, но даже в случае их поражения, без электричества окажутся отдельные кварталы, но не крупные районы или целые города.

Однако есть существенная деталь: сброситься на покупку такой мини-станции домом или кварталом не получится. Такие решения будут приниматься только органами центральной и местной власти.

Варианты мини-станций, предлагаемые западной промышленностью

1. Газотурбинные электростанции

Мощность таких станций оценивается как средняя - 50-60 МВт, что позволяет запитать небольшие города или районы. Они вырабатывают электроэнергию на газе, при том не только на природном, но и на метане или водороде. Такое уточнение сделал Алексей Балаба, представитель компании "Сименс энерджи".

Стоимость 1 кВт генерируемой такой станцией электроэнергии - примерно такая же, как от обычного генератора, около 50 гривен. Но сама станция в 62 мВт обойдется покупателю не менее 20 миллионов евро. Установка может работать на улице и не нуждается в специальных помещениях.

Но ее установка и работа имеют свои особенности:

• для подачи газа в турбину электростанции требуется компрессорная установка, так как давления в газовых сетях для ее работы недостаточно, оно должно быть гораздо большим;
• компрессор должен быть установлен вблизи площадки для газотурбинной электростанции.

 

Вопрос с давлением газа решается: на данный момент ведутся переговоры между компаниями "Сименс энерджи" и "Оператором ГТС Украины" об использовании имеющихся у последней компрессорных станций, не задействованных в работе.

По словам Николая Каденского (представителя "Оператора ГТС Украины"), эти станции рассредоточены по територии страны, что и требуется для оперативного решения вопросов с генерацией в нужных местах.

Для монтажа такой мини-станции на площадке потребуется месяц, однако ее изготовление и доставка в Украину потребуют гораздо больше времени. Ориентировочно, на это уйдет от 8 месяцев до года. Готовую станцию можно доставить и смонтировать за 6 месяцев. На текущий момент нашей стране предлагают 2 готовые к установке газотурбинные станции.

2. Энергобаржи

Такую установку в прямом смысле слова грузят на баржу, и подгоняя к источнику газа и коммуникациям, подключают при помощи портовой инфраструктуры. Главным достоинством энергобаржи является ее мобильность.

 

Однако, несмотря на мобильность, у энергобаржи есть и отрицательная сторона: для ее изготовления и подключения к коммуникациям потребуется около двух лет.

 

3. Поршневые электростанции

Такие мини-станции в нашей стране уже работают (всего их 189 шт.). Эти электростанции успешно применяют в агрохолдингах, есть также информация, что они установлены на одном из хлебокомбинатов, а также в ТКЭ. По данным представителя производителя Jenbacher Евгения Химорода, одна из них имеет мощность 330 кВт, остальные - от 1 до 1,5 МВт. Эти устройства работают на любом газе (включая не только метан, но и биогаз, мусорный газ), а по принципу работы напоминают автомобильный двигатель.

По мощности поршневые электростанции проигрывают первым двум разновидностям, но зато их можно гораздо быстрее установить(на это потребуется около 3-х месяцев).

4. Когенерация

Электростанции когенерации - устройства, которые производят электроэнергию из нескольких источников.

Украине будет наиболее выгодно, как в плане стоимости, так и в скорости реализации проекта, вложить средства именно в когенерационные установки, имеющие поршневой двигатель, газовый бойлер и аккумулятор тепла. Данное решение особенно интересно, так как предоставляет возможность взаимозаменяемости источников генерации, а также открыто для подключения других, к примеру ветрогенераторов. Данные станции могут балансировать частоту и напряжение, а также аккумулировать энергию, что дает возможность поддерживать длительную стабильную работу электросети. Для еще более эффективной работы таких станций можно использовать аккумуляторы большой емкости energy storage.

По словам представителя Wärtsilä Energy Игоря Петрика, стоимость генерации установкой 1 кВт энергии в среднем такая же, как и в поршневых станциях.

Представитель Fluence energy Дженс Кистнер подтвердил, что тренд модульности - один из ведущих в европейской энергетике, так как при выходе из строя одного или двух взаимозаменяемых модулей вся установка не выходит из строя.

Временной фактор и островной режим

Однако при остром дефиците электроэнергии быстро устранить проблему в масштабах всей страны при помощи мини-станций не удастся. Их заказ, производство, доставка и установка потребует от 3-х месяцев до 1,5 лет. Этот период Украине предстоит пройти в сложных условиях экономии, используя имеющиеся собственные мощности в режиме плановых и экстренных отключений, а также электрогенераторы различных типов.

Далее - необходимо думать о реформировании всей системы электроснабжения страны. Мини-электростанции, о которых велась речь выше, могут использоваться как в единой системе (подача и распределение электроэнергии), так и автономно (для питания квартала, микрорайона, небольшого населенного пункта и т.д.) - в так называемом "островном" режиме. Специалисты считают, что технологически автономная работа станций возможна. Проблема состоит в том, чтобы система "островов" не имела серьезных дисбалансов.

Автономность не должна сдерживаться

Стимулировать людей к тому, чтобы они обеспечивали себя электроэнергией - можно и нужно. Однако на данный момент при использовании генераторов выработанные киловатты в большинстве случаев банально теряются. Это происходит по той причине, что для питания бытовых приборов (холодильник, телефон, ноутбук или планшет) энергии требуется гораздо меньше, чем может быть выработано (к примеру, генератор имеет мощность 3 кВт, а используется максимум 500 ватт).

Гендиректор нефтегазового консультационного центра (НКЦ) "Ньюфолк" Андрей Закревский считает неэффективным массовый переход потребителей на генераторы, ввоз которых решено было сделать беспошлинным.

Специалист отмечает, что ситуация была бы гораздо лучше при введении налоговых льгот на ввоз аккумуляторных батарей, солнечных панелей, солнечных электростанций и насосов типа "воздух-вода" и "вода-вода" для генерации тепла, которые уже активно используют в Европе. Это очень важно, так как в зимний период около 50% генерации всей энергии тратится на тепло, а эти насосы дают возможность собирать рассеянную тепловую энергию, концентрировать ее и использовать.

Если станет возможным льготный ввоз такого оборудования (как в США), КПД генераторов значительно повысится. (К примеру, 3 кВт, выработанные генератором за 1 час и "закачанные" в аккумулятор, можно использовать в течение целого дня, что позволит сэкономить топливо и продлить срок службы самого генератора). Использование солнечных станций вместе с аккумуляторными батареями может позволить людям за 1 солнечный час запастись энергией для обеспечения жилища на целые сутки.