Развитие малой и нетрадиционной энергетики в РБ

ВВЕДЕНИЕ

 

Представление об энергетике у многих связано с крупными теплоэлектростанциями (ТЭЦ), гидроэлектростанциями (ГЭС), атомными электростанциями (АЭС), станциями теплоснабжения (АСТ), тепловыми сетями большой протяжённости, высоковольтными линиями электропередач, мощными трансформаторными станциями и подстанциями, огромными градирнями и высокими дымовыми трубами больших диаметров и т. д. Кроме перечисленных ТЭЦ, ГЭС, АЭС, ГРЭС, АСТ, существует значительное число локальных систем теплоэлектрогенерирования, которые сосредоточены по населённым пунктам и различным отраслям промышленности.

Это - районные отопительные и отопительно-производственные котельные, заводские ТЭС, ТЭЦ и  котельные, промышленные печи, бытовые  энергоустановки, предназначенные  для обслуживания нескольких зданий и сооружений и индивидуальных построек, коттеджей, частных домов и т.д.

Все эти энергогенерирующие источники  имеют признаки отдельной (единой) отрасли  со своей продукцией в виде тепло  и электроэнергии и со своими потребностями  в топливе, оборудовании, материалах, инвестициях и т.д. По сути это - своеобразный топливно-энергетический комплекс, который принято называть малой энергетикой. [3]

Малая энергетика — это направление энергетики, связанное с получением независимых от централизованных сетей тепла и электричества. Характерной чертой установок в малой энергетике являются компактные размеры генераторных блоков и, как правило, мобильность конструкций. [4]

Перечисленный выше круг объектов, который условно можно отнести к понятию “традиционной” малой энергетики, существенно расширен за счёт так называемых нетрадиционных и возобновляемых источников энергии. К таким объектам относятся установки и сооружения, использующие солнечную энергию, энергию ветра, геотермальную энергию, биомассы и др.

 Согласно Постановлению СМ РБ №400 от 24 апреля 1997 г., к объектам малой энергетики относятся источники электрической или тепловой энергии, использующей котельные, теплонасосные, паро- и газотурбинные, дизель- и газогенераторные установки единичной мощностью до 6 МВт; к объектам нетрадиционной энергетики - возобновляемые и нетрадиционные источники электрической и тепловой энергии, использующие энергетические ресурсы рек, водохранилищ и промышленных водостоков, энергию ветра, солнца, редуцируемого природного газа, биомассы (включая древесные отходы), сточных вод и твердых бытовых отходов.

 Малая и нетрадиционная  энергетика предназначены для  решения одной и той же задачи - непосредственного удовлетворения  бытовых и производственных нужд  населения в электрической и тепловой энергии на базе местных энергоресурсов. Тем самым обеспечивается истинная энергетическая автономия региона, что особенно важно для стран с низким потенциалом энергетической самообеспеченности или высокой степени зависимости от импорта энергоносителей. [2]

Актуальность темы написания работы связана со значительным распространением малой и нетрадиционной энергетики в Республике Беларусь и заключается в необходимости разработки рекомендации по совершенствованию работы в рассматриваемой области.

Объектом написания работы является малая и нетрадиционная энергетика Республики Беларусь.

Главная задача: рассмотрение малой и нетрадиционной энергетики и перспектив их развития. Из задачи следуют цели:

1. изучить виды малой и нетрадиционной энергетики энергетики;

2. дать определение малой и энергетики;

3. определить значимость малой энергетики для Республики Беларусь;

4. проанализировать материал и сделать выводы.                                                               

Методы исследования: анализ литературы, сравнение, индукция и дедукция, обобщение.

 При написании данной  работы были использованы следующие источники: «Основы сбережения в сельскохозяйственном производстве» - учебное пособие В.К. Пестиса, «Возобновляемые источники энергии»  - учебное пособие С. Кундаса, статьи из журнала и электронные ресурсы.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ГЛАВА 1 МАЛАЯ ЭНЕРГЕТИКА

 

 

Малая энергетика (альтернативная энергетика) - это на сегодняшний день наиболее экономичное решение энергетических проблем в условиях все возрастающей потребности в энергоресурсах. Автономность малой энергетики позволяет решит задачу электро- и теплоснабжения удаленных и энергодефицитных районов, которым трудно найти средства на строительство крупных станций, прокладки теплоцентралей.

Еще одна важная функция  малой энергетики - создание резервных  источников питания (электроснабжения), что делает возможным обезопасить  потребителя от перебоев в основной сети. Это особенно важно для электроснабжения медицинских, военных, торговых и производственных комплексов. Как отмечают специалисты, малая энергетика наиболее востребована сегодня в энергоемких производствах нефтехимии, текстильной промышленности, производстве минеральных удобрений. Не секрет, что значительная часть себестоимости продукции и услуг приходиться на энергетические расходы. И значит, вложенные средства в строительство объектов малой (альтернативной) энергетики не только быстро окупаются, но и делают предприятие независимым от роста цен на электроэнергию и углеводородное сырье.

В электроэнергетике  наиболее часто к малым электростанциям  принято относить электростанции мощностью  до 30 МВт с агрегатами единичной  мощностью до 10 МВт. Обычно такие  электростанции разделяют на три  подкласса:

- микроэлектростанции мощностью до 100 кВт;

- миниэлектростанции мощностью от 100 кВт до 1 МВт;

- малые электростанции мощностью более 1 МВт.

Наряду с термином «малая энергетика» применяются  понятия «локальная энергетика», «распределенная  энергетика», «автономная энергетика»  и «распределенная генерация энергии (РГЭ)». Последнее понятие определяют как производство энергии на уровне распределительной сети или на стороне потребителя, включенного в эту сеть.

Малая энергетика представлена в основном высокоэкономичными блок-ТЭЦ, оборудованными паротурбинными, газотурбинными и парогазовыми установками мощностью до 6000 кВт, обеспечивающими выработку электроэнергии по теплофикационному циклу с минимальными удельными расходами топлива. 1 МВт установленной мощности на таких ТЭЦ при 5000 часов использования этой мощности дает экономию органического топлива в размере 800-900 тонн условного топлива в год. В расчете на 1 Гкал присоединенной тепловой нагрузки для ПТУ экономия топлива составляет порядка 300 т у.т./год, для высокотемпературной ГТУ-800т у. т./год, для ПГУ-1,4Мт.у.т./год. [2]

Малая энергетика может  существенно смягчить дефицит мощности энергосистемы и обеспечить паузу  в крупных капиталовложениях  для технического перевооружения и  обновления существующих и строительства  новых крупных электростанций.

Обеспечивая выработку электроэнергии по теплофикационному циклу (выработка электрической и тепловой энергии одновременно), малые и мини-ТЭЦ обладают высокой экономичностью, быстротой сооружения, небольшими капиталовложениями, то есть всеми теми достоинствами, которые столь привлекательны для экономики переходного периода. [11]

 

 

1. Дизельные электростанции

 

 

Сегодня в малой электроэнергетике  преобладающими являются дизельные электростанции (ДЭС).

Ди́зельная электроста́нция (дизель-генераторная установка, дизель-генератор) — стационарная или подвижная энергетическая установка, оборудованная одним или несколькими электрическими генераторами с приводом от дизельного двигателя внутреннего сгорания. [4]

Широкое применение ДЭС  определяется рядом их важных их преимуществ перед другими типами электростанций:

1. высокий КПД (до 0,35-0,4) и, следовательно, малый удельный  расход топлива (240-260 г/кВт·ч);

2. быстрота пуска (единицы-десятки  секунд), полная автоматизация всех  технологических процессов, возможность  длительной работы без технического обслуживания (до 250 часов и более);

3. малый удельный расход  воды (или воздуха) для охлаждения  двигателей;

4. компактность, простота  вспомогательных систем и технологического  процесса, позволяющие обходиться  минимальным количеством обслуживающего персонала;

5. малая потребность  в строительных объемах (1,5-2 м3/кВт), быстрота строительства зданий  станции и монтажа оборудования (степень заводской готовности 0,8-0,85);

6. возможность блочно-модульного  исполнения электростанций, сводящая к минимуму строительные работы на месте применения.

Главными недостатками ДЭС являются высокая стоимость  топлива и ограниченный по сравнению  с электростанциями централизованных систем срок службы (ресурс).

По назначению дизельные  электростанции и электроагрегаты подразделяют на стационарные и передвижные, а по исполнению - сооружаемые во временных и постоянных помещениях. В зависимости от объемов автоматизации станции и электроагрегаты могут быть 1, 2 и 3-й степени автоматизации. Они могут быть выполнены с воздушной, водовоздушной или радиаторной, а также водоводяной - двухконтурной системами охлаждения.

Передвижные дизельные  электростанции выполнены как комплектные  электроустановки, смонтированные на каком-либо транспортном средстве и  защищенные от атмосферных воздействий. Дизельные электроагрегаты также выполняют как комплектные установки в виде отдельных блоков, чаще всего смонтированными на общей раме.

Стационарные дизельные  электроустановки предназначены для  нормальной работы и выработки электроэнергии необходимого качества при температуре окружающего воздуха от +8 до +40°С.

Основным элементом  дизельной электроустановки (станции или агрегата) является дизель-генератор, состоящий из дизельного двигателя, электрического генератора, трехфазного переменного тока, систем охлаждения, смазочной, топливоподачи и пультов управления. [2]

 

 

1.2 Газодизельные  и газопоршневые электростанции

 

 

В последнее время  всё большее внимание во всем мире, уделяется газодизельным (ГДЭС) и  газопоршневым (ГПЭС) электростанциям, использующим в качестве топлива природный газ. При современных отпускных ценах на дизельное топливо и природный газ топливная составляющая стоимости электроэнергии для газодизельных электростанций в несколько раз меньше, чем у обычных ДЭС. Наряду с высокой экономичностью ГДЭС и ГПЭС обладают хорошими экологическими характеристиками, поскольку состав выхлопных газов у них отвечает самым строгим мировым экологическим стандартам. При использовании газа значительно увеличивается и ресурс собственно дизельного агрегата.

Наиболее эффективным  применением двухтопливных (газодизельных) генераторов является их использование  в качестве источника электроэнергии для питания буровых установок  с электроприводом - бурение первых скважин идет на дизельном топливе, а затем, при освоении скважин, для замещения дизельного топлива используется попутный газ. Двухтопливная система позволяет значительно сократить стоимость эксплуатации и снизить вредные выбросы промышленных дизельных двигателей. Это достигается путем замещения части дизельного топлива на более дешевый и экологически чистый природный или попутный газ. Кроме того, одним из основных достоинств двухтопливной системы является ее способность переключать топливные режимы без остановки двигателя. Двухтопливная система обеспечивает безопасную работу дизельных двигателей на топливной смеси с содержанием газа от 50% до 80%.

Применение ГДЭС и  ГПЭС целесообразно в зонах, имеющих  систему газоснабжения. В этих условиях по стоимости электроэнергии они  могут конкурировать с системами  централизованного электроснабжения, использующими мощные традиционные электростанции, а по срокам окупаемости капиталовложений существенно опережать их. В зонах без систем газоснабжения возможно применение ГДЭС и ГПЭС, использующих привозной сжиженный природный газ. Однако экономическая сторона этого варианта их применения требует дополнительного анализа. [2]

 

 

3. Мини-ТЭЦ

 

 

Мини-ТЭЦ (малая теплоэлектроцентраль) - теплосиловые установки, служащие для  совместного производства электрической  и тепловой энергии в агрегатах единичной мощностью до 25 МВт. [4]

Основная концепция  мини-ТЭЦ - непосредственная близость энергетического источника к  конечному потребителю. Строительство  мини-ТЭЦ является комплексным решением проблем энергообеспечения производства либо жилого сектора, энергосбережения и уменьшения энергозатрат в единице готовой продукции. [2]

Основная сфера применения малых ТЭЦ - это промузлы, а также  средние и малые города, имеющие  определенную концентрацию и продолжительность  использования тепловых нагрузок, прежде всего промышленных. В ряде случаев малые теплофикационные установки могут размещаться на действующих и новых промышленных и промышленно-отопительных котельных. Область их применения достаточно широка и охватывает практически все сферы народного хозяйства.

Согласно существующим сегодня программным документам («Основные направления энергетической политики Республики Беларусь на период до 2010 г.» и «Республиканская программа  по энергосбережению до 2000 г.»), до 2015 г. установленная мощность агрегатов малой энергетики может составить порядка 600 МВт. Возможность их установки будет определяться исключительно наличием инвестиций, так как с экономической точки зрения эти установки находятся вне конкуренции. [11]