5.4. Технология получения электроэнергии из сопутствующего биогаза.
Краткая информация.
Когенераторная электростанция - это использование первичного источника энергии - газа, для получения двух форм энергии - тепловой и электрической. Главное преимущество когенераторной электростанции перед обычными станциями состоит в том, что использование энергии топлива здесь происходит с гораздо большей эффективностью. Иными словами, когенераторная (когенерационная) установка позволяет использовать тепловую энергию, которая обычно улетучивается в атмосферу вместе с дымовыми газами. При использовании когенераторной установки значительно возрастает общий коэффициент использования топлива. Использование когенерационной установки в значительной степени сокращает расходы на энергообеспечение. Когенераторная установка - это энергетическая независимость потребителей, надежная подача энергии и существенное снижение затрат на получение тепловой энергии.
Преимущества когенерационных систем:
обеспечение потребителей электроэнергией со стабильными параметрами по частоте и по напряжению;
обеспечение потребителей тепловой энергией со стабильными параметрами по температуре и качеству горячей воды;
эффективность использования топлива на 30-40% выше, чем у традиционного оборудования,
простота и эффективность в обслуживании.
Мини-ТЭЦ на базе газопоршневых установок.
Мини - ТЭЦ или когенерационная установка - система в которой производится одновременная выработка электрической и тепловой энергии. В когенерационных системах (мини-ТЭЦ) используется принцип утилизации побочного тепла, образующегося в результате производства электрической энергии. Построение технологической схемы когенерационной установки (мини-ТЭЦ) направлено на максимально эффективное использование топлива.
Применение когенерационных систем.
Во многих странах существует государственная поддержка применения когенерационных систем, работающих на газе. Связано это, в первую очередь, с экологией: когенерация позволяет сократить на 30—50% эмиссию CO2 по сравнению с электростанциями, работающими на угле и на 15—20% — по сравнению с раздельной генерацией электроэнергии и тепла. Основное правило состоит в оценке времени работы когенерационной системы и степени ее загрузки — чем дольше система работает на максимальной мощности, тем лучше экономика ее применения. Частичное замещение или полный отказ от коммерческого топлива и переход на условно-бесплатное (биогаз, попутный газ, шахтный метан, отходы химического производства) способствуют улучшению экономических показателей когенерации.
Когенерационные установки — экспансия в промышленность.
Применение когенераторных электростанций позволяет эффективно дополнять рынок энергоснабжения, без реконструкции сетей. При этом значительно улучшается качество электрической и тепловой энергий. Автономная работа когенераторной установки позволяет обеспечить потребителей электроэнергией с устойчивыми параметрами по частоте и по напряжению, тепловой энергией со стабильными параметрами по температуре.
Потенциальными объектами для применения когенерационных установок выступают промышленные производства, больницы, объекты жилищной сферы, газоперекачивающие станции, компрессорные станции, котельные и т. д. В результате внедрения когенераторных электростанций возможно решение проблемы обеспечения потребителей недорогим теплом и электроэнергией без дополнительного, финансово затратного, строительства новых линий электропередачи и теплотрасс. Приближенность источников к потребителям позволит значительно снизить потери передачи энергии и улучшить ее качество, а значит, и повысить коэффициент использования энергии топлива.
Таблица 6 - Соотношение производительности, начальных инвестиций и стоимости владения для различных типов двигателей (без учета стоимости утилизаторов тепла).
Наименование |
Диапазон электрической мощности, МВт |
КПД электрический, % |
Стоимость сопровождения, центов/1 квт |
Цена, 1000 долл. США |
Паровая турбина |
1— 100 (500) |
7 —20 |
1.0 |
900 —1200 |
Газовая турбина |
5 —200 |
25 —35 |
0.08 |
700 —1200 |
Поршневые двигатели |
0.003 —15 (20) |
25 —40 |
1.4 |
600 —1000 |
Микротурбины |
0.025 —0.2 |
28 —30 |
0.04 |
800 —1200 |