Когенерация

В последнее время приоритетным направлением в развитии теплоэнергетики является создание энергоцентров на базе когенерационных технологий. Термин когенерация означает комбинированное производство электрической и тепловой энергии в одном процессе. Когенерационные установки могут использовать в своей работе как традиционные виды топлив (природный газ, уголь, мазут, дизель), так и возобновляемые источники энергии (биомасса, геотермальная энергия и т.д.). Эффективность полезного использования топлива в когенерационных установках на сегодняшний день самая высокая в теплоэнергетике и достигает 90%, как следствие – низкая себестоимость выработанной электроэнергии.

При использовании данной технологии достигается снижение уровня вредных выбросов в атмосферу, в том числе парниковых газов, являющихся газообразными составляющими атмосферы природного, или антропогенного происхождения. Парниковые газы поглощают и переизлучают инфракрасное излучение, что приводит к проявлению парникового эффекта. Концентрация парниковых газов в атмосфере Земли в настоящее время самая высокая за последние 650 тысяч лет.

Срок окупаемости строительства варьируется от 1 года до 5 лет в зависимости от сложности установки, цен на энергоносители,  и состава оборудования. Выработка энергии с использованием когенерационных технологий динамично развивается во всём мире. Во многих странах разработаны планы и стратегии развития этого направления на перспективу. Ни для кого не секрет, что тарифы на тепло и электроэнергию постоянно растут. В их расчет закладывается стоимость топлива, стоимость выработки энергии, затраты на передачу энергии потребителю по сетям, компенсация потерь при распределении и транспортировке тепла из сетей централизованного отопления, а они составляют в общей сложности до 25%.  В связи с этим возникает логичный вопрос о собственном производстве тепло- и электроэнергии. Как показывает практика, это существенно проще и дешевле.

Когенерационная установка по сути – это Мини ТЭЦ. Хотя правильнее будет называть её тепловая электростанция (ТЭС), потому как ТЭЦ является основным производственным звеном в системе централизованного энергоснабжения. Между традиционными ТЭЦ и Мини ТЭС имеется принципиальное отличие. Коэффициент полезного действия ТЭЦ, предусматривающей раздельное производство электроэнергии и тепла, составляет около 54%, в то время как КПД Мини-ТЭС  достигает 90-92%. Такой высокий КПД достигается по причине того, что выработку электроэнергии и производство тепла осуществляет одна установка. Она представляет собой комбинацию первичного двигателя с генератором, расположенным на одном валу с ним, и утилизатора тепла (котла-утилизатора). В пользу использования когенерационных установок говорит и тот факт, что строительство осуществляется в непосредственной близости от потребителя, при этом не надо затрачивать средства на монтаж дорогостоящих линий электропередач.  Применение когенерационных установок дает возможность отапливать довольно крупные промышленные объекты или группы жилых или общественных зданий, снабжать их технологическим паром, электроэнергией. В когенерационной установке двигатель приводит в движение электрогенератор, а выделяемое в процессе тепло (рубашки водяного охлаждения, масла, надувочного воздуха, отработавших газов) передается при помощи теплообменников теплоносителю для отопления, горячего водоснабжения, кондиционирования воздуха или охлаждения воды. При производстве холода  используются компрессорные или абсорбционные холодильные машины. Последние используют в своей работе произведенное когенерационной установкой тепло. Процесс совместной выработки электроэнергии, тепла и холода называется тригенерация.