Создание распределенной энергетики, именно собственной генерации, начался наиболее активно около пяти лет назад. Об этом возможно судить по количеству запросов на поставку мини-ТЭЦ и установок паротурбинных энергетических в последние годы. Увеличение реальных заказов началось при достижении цены 1 кВт∙час энергии при среднем и низком напряжении для промпредприятий до 4-5 рублей. Это значит, что такая стоимость электроэнергии стала порогом, а после этого порога для большинства потребителей переход к производству собственной электроэнергии стал очевиден, причем с использованием не только местного вида топлива, но также газа.

Себестоимость производства единицы электроэнергии (1 кВт∙час) на электростанции, где газ является ее топливом, составляет порядка 1,5 рублей; для электростанции, топливом которой может служить, к примеру, древесная щепа, себестоимость составляет 0,40-1,00 рублей. Отсутствие оплаты за техприсоединение является дополнительной выгодой, а она в отдельных районах достигает общей суммы 100 тысяч рублей /1 кВт.

«Энергетический дискаунтер», или сокращенно ЭД, - это мини-ТЭЦ, которая принадлежит какой-либо управляющей компании; эта компания занимается строительством ЭД за счет своих средств, заключая долгосрочные договора с потребителями энергетических ресурсов. Максимальное значение электрической мощности такой мини-ТЭЦ – не выше 25 МВт.

Станция вырабатывает не только тепло- и электроэнергию (когенерация), но и холод, что называется тригенерация. При этих процессах значение коэффициента использования топлива может быть порядка 80% и даже более. Анализируя состояние централизованной энергетики, можно увидеть, что целесообразно строительство энергетических дискаунтеров в регионах с энергодефицитом и в составе имеющихся либо вновь образуемых сельскохозяйственных, промышленных и других кластеров. Сокращению издержек на транспортировку энергии и, учитывая специфику формирования ЭД, сроков начала эксплуатации может служить размещение энергодискаунтеров ближе к потребителям.

Для минимизации затрат при создании энергетических дискаунтеров необходимо в первую очередь решить следующие задачи:

- Анализ технологий, которые используются предприятиями-потребителями электро- и теплоэнергии, рассматривая этот вопрос с точки зрения применения в качестве топлива для ЭД отходов производства;

- Выбор определенного вида топлива (либо нескольких видов топлива);

- Выявление потребностей в тепловой энергии (сюда относятся горячее теплоснабжение, технологическая и отопительная тепловая энергия в виде пара и воды), электроэнергии, а также холода для различных потребностей потребителя;

- Определение технологии складирования, хранения топлива и топливоподачи;

- Описание конкретных условий и ограничений в потреблении разных видов энергии потребителями.

Перечисленные данные нужны также для определения общего резерва мощности данной станции. С помощью исследований структуры потребления тепло- и электроэнергии имеющимися, а также проектируемыми кластерами имеется возможность определить диапазон колебания электропотребления: 2-10 МВт. Потребление теплоэнергии имеет зависимость кластера от географического положения и технологий его образующих предприятий.

Строительная часть в мини-ТЭЦ должна отличаться максимальной заводской готовностью. Разводка информационных, управляющих, силовых линий связи снаружи и внутри станции, компоновка оборудования – всё должно быть типовым и оптимальным. Особое внимание должно быть уделено принципу построения АСУТП мини-ТЭЦ. Независимо от количества подсистем, на которые сегментирована АСУТП, ее главная задача – регулирование мощности и частоты (они должны соответствовать Стандартам Центрального диспетчерского управления РАО ЕЭС).

В соответствии с этим и должны быть выстроены функции подсистем: оборудования турбинного и котельного залов, общемашзального оборудования, энергоснабжающего оборудования. Части подсистем неоднократно описаны в общем виде и реализуются технически в разных программно-аппаратных платформах.

Важно подчеркнуть, что каждая подсистема является элементом решения главной задачи «энергетического дискаунтера». Избежание избыточности аппаратуры и функций, создание распределенных подсистем, которые обеспечивают функционирование различных групп оборудования автономно – всего этого удается избежать при правильном подходе к рациональному построению отдельно взятой подсистемы.

Рассмотрим некоторые технологические вопросы эксплуатации оборудования подобной мини-ТЭЦ в ракурсе выбора оборудования. Например, котлы, которые работают на жидком или газовом топливе, достаточно маневренны в реакции на увеличение либо уменьшение нагрузки станции, позволяют точно отследить изменения в расходе пара около турбин. В случае использования других видов топлива (к местным относятся уголь, торф, древесные отходы), когда единичная топливная мощность котлоагрегатов составляет 86 Гкал, наиболее целесообразно использование специальных топочных устройств – ВЦКС (котлов с циркулирующим высокотемпературным кипящим слоем). Они прекрасно себя зарекомендовали в работе при использовании разных видов топлива.

Эти топочные устройства отличаются от слоевых тем, что имеют повышенную маневренность, а это упрощает на практике возможность регулировки начальных параметров около турбины. Поддержание заданных балансов электрической и тепловой мощностей осуществляется с помощью сброса редуцированного пара с высоким теплосодержанием в подогреватели воды. Как правило, это при высоком потреблении не ведет к изменениям температуры воды при выходе из данной мини-ТЭЦ.

Режим работы мини-ТЭЦ оказывает значительное влияние на состав оборудования турбин. Режимы работы можно подразделить по следующим характеристикам: тепловому, электрическому, смешанному тепловому и электрическому. В случае, когда противодавленческие турбоагрегаты не предназначены по своим исходным конструктивным особенностям для поддержания частоты, удобны в основном для эксплуатации в тепловом графике в базовом режиме, турбоагрегаты конденсационные, имеющие, например, теплофикационный отбор, дают возможность работать со смешанным графиком нагрузки. Это значит, что при включении в станцию энергоблоков с противодавленческими, конденсационными турбинами, имеющими теплофикационные и производственные отборы, даст возможность удовлетворения любых запросов и осуществления качественного энергоснабжения потребителей.

Остановимся и на требованиях к проекту «энергодискаунтера», немаловажное требование к которому – быть отработанным до мелочей, причем начиная с выбора оборудования, размещения этого оборудования и до проверки инструкций, касающихся сборки и опробования оборудования для мини-ТЭЦ. При анализе опыта создания таких мини-ТЭЦ выяснилось, что данный этап нужно считать наиболее важным, поскольку недостаточное количество внимания к нему – частая причина многочисленных задержек и неувязок, которые возникают при строительстве мини-ТЭЦ, и, следовательно, дополнительных затрат.

Этот этап также определяет срок ввода мини-ТЭЦ в эксплуатацию. А в качестве заключения можно сказать, что приведенные в этой статье данные можно использовать для характеристики состояния российской централизованной энергетики, они коррелируют с теми данными, которые приводятся в разных источниках и озвучиваются во время конференций и дискуссий. Потому ЭД вполне могут стать хорошим направлением в развитии распределенной энергетики в России, и особенно при использовании топлива местных видов.