Теплообменные аппараты ТТАИ
Сочетают в себе преимущества кожухотрубных и пластинчатых теплообменников без их недостатков.
РосТепло.ru - Информационная система по теплоснабжению
РосТепло.ру - всё о теплоснабжении в России
Теплообменные аппараты ТТАИ

Внедрение Директивы ЕС о совместном производстве тепла и электричества

Э. Бернсен, главный менеджер проектов COWIA/S, Дания
(Новости Датского Совета по Централизованному Теплоснабжению, 2005,
специальный выпуск, Дания)

Устойчивое развитие энергетического сектора Европы как с точки зрения улучшения состояния окружающей среды, так и с точки зрения экономии и надежности поставок энергии тесно связано с повышением энергетической эффективности.

Комбинированная выработка тепла и электроэнергии признана одной из основных технологий достижения задачи Европейского союза (ЕС) в части увеличения энергетической эффективности. Экономия первичной энергии, устранение потерь и снижение выбросов (в особенности, выбросов парниковых газов) рассматриваются как преимущества совместного производства тепла и электроэнергии. Помимо прочего, эффективное использование энергии, произведенной методом когенерации, может оказать значительное благоприятное воздействие на конкурентоспособность ЕС и его стран-членов. Развитие современных высокоэффективных технологий когенерации основа-

общества.

Стратегия Комиссии ЕС по когенерации в редакции 1997 г. установила своей целью удвоить производство электричества посредством когенерации до 18% к 2010 г. Эта инициатива получила поддержку стран-членов в форме Резолюции Совета в декабре 1997 г. Данная цель была включена в Сообщение по комбинированной генерации - СНР (СОМ (97) 514 final), в котором был представлен анализ препятствий и стратегий для реализации данной цели. Расчеты показали, что достижение этой цели к 2010 г. привело бы к снижению выбросов СО2 в объеме свыше 65 млн т в год.

Тем не менее, в настоящее время потенциал для применения когенерации в качестве меры для экономии энергии недостаточно используется в экономике сообщества и необходимо предпринять меры для того, чтобы этот потенциал лучше использовался на внутреннем энергетическом рынке.

Что касается установленной мощности, то доля электричества, произведенного на когенерационных установках в ЕС в 2001 г., поднялась до уровня 10%, но между странами-членами ЕС имеются различия, т.е. доля электроэнергии, вырабатываемой на установках совместной генерации, варьирует от 2 до 60%.

В связи с этим была введена новая законодательная мера для сообщества - Директива 2004/8/ЕС от 11 февраля 2004 г. - о развитии когенерации на основе полезного тепла на внутреннем энергетическом рынке. Директива вступила в силу в марте 2004 г., срок внедрения странами-членами сообщества - в течение двух лет.

Цель Европейской Директивы по Когенерации состоит в создании базы для развития когенерации на основе спроса на полезное тепло на внутреннем энергетическом рынке.

Внедрение директивы принимает во внимание специфические национальные обстоятельства, в частности, следующие климатические и экономические условия.

1. В краткосрочном периоде Директива о Когенерации должна служить инструментом для консолидации существующих, и где возможно, продвижения новых высокоэффективных установок когенерации на внутреннем энергетическом рынке. Для создания однородного игрового поля жизненно важна четкость регламентирующей базы и, в некоторых случаях, финансовая помощь. Это, в частности, относится к текущему процессу либерализации, когда внутренний энергетический рынок еще не сформирован и внешние расходы не полностью отражены в ценах на энергию.

2. В среднесрочном и долгосрочном периоде Директива будет служить средством создания таких условий, при которых высокоэффективная когенерация, вместе с другими экологически приемлемыми альтернативами, станет ключевым элементом при принятии решения об инвестициях в новые генерирующие мощности. При создании такой базы поддержки, когенерация может способствовать установлению более разнообразных и эффективных систем энергоснабжения в Сообществе.

Данная Директива вынесла вопрос о когенерации на обсуждение во всем энергетическом секторе ЕС. Выгоды когенерации (и основанной на ней структуры энергетического сектора) соответствующие жестким будущим требованиям, активно обсуждаются между различными заинтересованными участниками рынка, равно как и проблемы, связанные с препятствиями и гармонизацией определений, поскольку необходимо удостовериться, что не произойдет искажения рыночных механизмов.

Директива содержит определения и методы расчетов, а также:

□ определяет продукты когенерации (электричество когенерации, тепло когенерации,топливо для когенерации);

□ определяет высокоэффективную когенера-цию;

□ требует от стран-членов внедрения процедур сертификации для высокоэффективных установок совместного производства тепла и электричества;

□ требует от стран-членов анализировать их собственный потенциал применения высокоэффективных установок совместного производства тепла и электричества;

□ требует от стран-членов разработки стратегий для реализации этих потенциалов.

Ориентировочная цель стратегии в редакции 1997 г. уже устарела, но Директива не предусматривает других целей. Вместо этого Директива призывает страны-члены осуществить анализ своего потенциала применения высокоэффективных установок совместного производства тепла и электроэнергии.

В рамках так называемой процедуры завершения Комиссия должна представить Руководство по внедрению Приложений II, III и IV Директивы, в которых должна установить согласованные критерии анализа национальных возможностей совместного производства тепла и электрической энергии и представить странам-членам детальные руководства для согласованного определения эффективности когенерации и согласованную методику расчета количества электроэнергии, производимого методом когенерации.

Высокоэффективная когенерация определена в Директиве как экономия энергии в размере более 10%, получаемая в результате комбинированного производства энергии по сравнению с раздельным производством тепла и электричества.

В целях обеспечения повышенного проникновения совместной генерации на рынок в среднесрочном периоде Директива обязывает страны-члены осуществить анализ национального потенциала использования высокоэффективной совместной генерации и опубликовать отчеты с отдельным анализом препятствий для развития совместной генерации и мер, которые необходимо будет предпринять для обеспечения надежности системы гарантий.

Процесс определения национальных потенциалов включает в себя Национальный обзор с указанием существующего спроса/предложения

энергии в стране. В обзоре должны описываться текущая ситуация на рынке энергии, энергопотребление по различным видам топлива, а также спецификации существующих технологий по раздельной и совместной выработке тепла и электроэнергии, описания климатических условий и потерь энергии при распределении.

Определение технического потенциала для спроса на полезное тепло и охлаждение, пригодного для когенерации

Когенерация связывает вместе производство тепла и электричества, поэтому необходимо убедиться в том, что производимые электроэнергия и тепло найдут реальный спрос. Электричество может поступать на рынок и, в принципе, продаваться там, где оно востребовано. Тепло же гораздо труднее транспортировать на большие расстояния или хранить в течение продолжительного периода времени. По этой причине выбор места для установки совместной генерации должен быть основан на реальной потребности в тепле в данное время в нужном месте.

Реальная потребность в тепле существует:

□ на рынке услуг отопления и горячего водоснабжения;

□ на рынке промышленного пара и горячей воды;

□ на рынке услуг охлаждения, которое может обеспечиваться за счет тепловой энергии.

Вообще, статистическая основа для оценки потребности в тепле весьма отстает по сравнению с другими секторами. Конечное потребление тепла обычно не измеряется, а данные международной и национальной статистики не соответствуют друг другу. Спрос на тепло и охлаждение в различных секторах следует проанализировать на основе данных по этим секторам, а также на основе данных измерений и данных, полученных опытным путем. Важными факторами для оценки являются значения нагрузок на тепловые сети и сезонные графики теплопотребления.

С общей точки зрения, полный потенциал когенерации весьма велик.

Экономически эффективный и допустимый потенциал совместной выработки

Потенциал когенерации зависит как от выбранных технологий, так и от рынков, на которых эти технологии применяются. Физические и технические возможности должны быть осуществимы с экономической точки зрения. Многие проекты обрекаются на неудачу по причине неправильного распределения нагрузки на тепловую и электрическую часть, по причине невыгодных изменений цен на топливо, тепло и электричество, недостаточный масштаб, недостаточное время использования, и т.д. Соответственно, число экономически приемлемых вариантов гораздо меньше, чем число технически допустимых схем когенерации.

Чрезвычайно важна структура национального и регионального энергетического рынка, в котором комбинированная выработка должна быть экономически эффективна. Системы электроснабжения подразумевают применение различных производственных технологий с различными характеристиками. Обычно капиталоемкие производственные технологии, такие как ядерные электростанции и крупные гидроэлектростанции, производят электричество по низкой предельной стоимости - для этого они и строятся, т.к. капитальные инвестиции окупаются за счет низкой стоимости энергии. Конденсационные электростанции, с другой стороны, производят энергию по более высокой предельной стоимости, но являются менее капиталоемкими. Установки совместной генерации находятся примерно между капиталоемкими и топ-ливоемкими технологиями и по этой причине составляют конкуренцию для поставщиков энергии для базовой нагрузки и поставщиков энергии для пиковой нагрузки. Это вызов как для политиков, так и для операторов.

Синяя линия на рисунке представляет собой кривую предложения производителя. Красная линия слева представляет собой мощность установки или тип установок с минимальными предельными затратами на производство электричества, а красная линия справа представляет собой общую установленную мощность всех установок в системе. Если потребность в электричестве составляет Dнизкая, что меньше установленной мощности, то рыночная цена будет равна Pнизкая, что соответствует предельным расходам на генерацию для предельной установки или типа установок в системе. Если спрос на электричество будет составлять Dвысокая, что выше установленной мощности, то мощность системы потребуется увеличить за счет ввода в эксплуатацию новых производственных единиц, и рыночная цена будет равняться стоимости генерации Pвысокая на новой установке, включая капитальные затраты и постоянные расходы.

После значительного уменьшения избыточной мощности и инвестирования новых ресурсов, установки когенерации должны стать выгодным вариантом по причине выигрыша в эффективности. В Северной электрической системе, например, проблемы перспективной мощности уже интенсивно обсуждаются. С другой стороны, проблемы, вызванные недостаточной гибкостью систем по сравнению с ветровыми электростанциями, а также проблемы установок когенерации в электрической системе Дании были вынесены на обсуждение, по мнению автора, с опозданием.

Допустимость инвестирования в установки когенерации должна быть проанализирована как в условиях национального рынка, так и местного. Соответственно, следует задуматься о гибкости разрабатываемых решений на рынке тепловой энергии, и о своевременных ответных мерах на колебания цен на газ.

Национальные стратегии развития когенерации

Создание надежно работающих рынков энергии, вырабатываемой установками когенерации, требует серьезных расчетов. Взаимозависимость производства тепла и электроэнергии, высокая монополизация рынка услуг центрального отопления, внедрение установок когенерации для снижения нагрузки на окружающую среду - все это требует тщательного согласования.

Экономический анализ и планы развития энергетического сектора по наименьшей стоимости должны формировать основу для разработки стратегий развития когенерации. Такие планы также должны создавать основу для существующих операторов и потенциальных новых инвесторов. Разнообразная структура энергоснабжения создает настоящий рынок. Тем не менее, прозрачность и надзор будут весьма важны в определении мероприятий и в обеспечении эффективной работы рынка.

Многие производители энергии, использующие технологии когенерации, столкнулись с ростом цен на газ и одновременным снижением цен на вырабатываемое ими электричество, что поставило под угрозу экономическую устойчивость когенерации. Оба рынка все еще находятся в переходном периоде и весьма несимметричны в разных частях ЕС, что создает неопределенность, и вызывает ориентацию на краткосрочные решения.

Такие обстоятельства на рынках являются негативными для малых и менее конкурентоспособных операторов. Существующие рыночные условия привели к ситуации, в которой многие существующие установки когенерации поставлены под серьезное давление и стимулы для повышения существующей мощности или инвестирования в новые мощности значительно снижены.

Следует разработать план повышения производства энергии с использованием технологий когенерации и с применением соответствующих инструментов и политических решений.

Экологические выгоды когенерации также следует принимать во внимание. Требования и

обязательства по снижению выбросов SO2 и СО2 также являются важными приоритетами для энергетики. Необходимо будет осуществить расчет снижения выбросов СО2 для каждой страны с учетом обязательств по снижению выбросов. Рынок квот на выбросы СО2 считается важным инструментом стратегий развития технологий когенерации.

Экологические преимущества комбинированной выработки тепла и электроэнергии по сравнению с раздельной генерацией должны быть отражены и в Национальных Планах.

Установки когенерации отличаются друг от друга в зависимости от типа двигателя, используемого для преобразования энергии топлива в механическую, а затем в электрическую энергию. Каждый тип обладает собственными преимуществами и недостатками и может в большей или меньшей степени подходить для применения в тех или иных областях. Каждый вариант следует оценивать с большим вниманием, чтобы правильно определить наиболее подходящий как с экономической, так и технической точки зрения в каждом отдельном случае.

Национальные стратегии по развитию когенерации должны создавать гибкие, но устойчивые основы, обеспечивающие успех как для инвесторов, так и для операторов, т.е. достижение общих целей развития.

ebe@cowi.dk

Бернсен Э., Внедрение Директивы ЕС о совместном производстве тепла и электричества

Источник: Журнал «Новости теплоснабжения» № 08 (72), 2006 г., www.rosteplo.ru/nt/72

Оставить комментарий

Тематические закладки (теги)

Тематические закладки - служат для сортировки и поиска материалов сайта по темам, которые задают пользователи сайта.

Похожие статьи:

Подбор теплообменника!

Теплообменник ТТАИ для ГВС, отопления, промпроизводств.

+7(495)741-20-28, info@ntsn.ru