Когенерация малой и средней мощности в системах централизованного теплоснабжения в Украине: потенциал и эффективность

Агентство США по международному развитию (USAID) через Проект энергетической безопасности (ПЭБ) оказывает техническую поддержку Правительству Украины по повышению устойчивости энергетической системы Украины и обеспечению энергоснабжения критической инфраструктуры, в первую очередь тепло-, водоснабжение и водоотвод на местном уровне, в частности в условиях военного положения, а также о повышении энергоэффективности и декарбонизации систем централизованного теплоснабжения.

Источник: USAID Проект энергетической безопасности (ПЭБ)

Руководитель направления теплоснабжения USAID ПЭБ Диана Корсакайте в интервью рассказала о потенциале применения когенерации в Украине и эффекте от внедрения такого технологического решения.

Только завершив самый сложный в истории отопительный сезон, Украина готовится к следующему. Каково видение USAID ПЭБ о возможности усиления устойчивости энергетической системы и подготовки к следующему отопительному сезону?

Отопительный сезон 2022-2023 годов справедливо можно назвать самым сложным для Украины.

Построенная в советское время энергосистема на основе крупных источников генерации оказалась уязвимой во время войны. Из-за целенаправленных обстрелов разрушений подверглись ТЭЦ и ТЭС большой мощности.

Многие объекты электрогенерации были повреждены или полностью разрушены, разбиты трансформаторные подстанции большой мощности, и в Украине были колоссальные перебои с электроснабжением и, как следствие, теплоснабжением практически во всех городах Украины.

Благодаря «невидимым» усилиям коммунальщиков и непредсказуемым значительным затратам предприятий теплокоммунэнерго (ТКЭ), а многим ТКЭ приходилось несколько раз за отопительный сезон опустошать систему теплоснабжения и заполнять ее снова, ограничения подачи тепла были минимально возможны. В таких условиях местные власти ТКЭ вынуждены были использовать генераторы, как средства первой помощи. Однако нынешняя зима показала – это не самое эффективное и не самое дешевое решение. Нужен комплексный подход, который обеспечит постоянство работы систем теплоснабжения, в первую очередь в условиях возможных прерываний энергоснабжения котельных, будет укреплять энергетическую безопасность местных общин и одновременно повышать энергоэффективность систем теплоснабжения.

USAID через Проект энергетической безопасности продолжает оказывать техническую помощь правительству Украины, поддерживая местные общины и предприятия энергетического сектора. В начале 2023 года ПЭБ подготовил анализ потенциала применения когенерации (КГУ) малой и средней мощности (исходная электрическая мощность до 20 МВт) в системах централизованного теплоснабжения Украины как элемента распределенной генерации электрической энергии. Анализ показал, что развитие КГУ является эффективным инструментом для решения проблем с энергоснабжением, возникших в результате полномасштабной войны, и позволит производить тепловую и электрическую энергии как для собственных нужд ТКЭ, так и для питания другой местной критической инфраструктуры, и вследствие этого можно сократить отключение после российских атак. Поэтому, вопрос развития местной распределенной генерации приобрел особый вес и актуальность.

Фото: USAID Проєкт енергетичної безпеки

Позволяет ли использование КГУ повысить устойчивость энергетической системы и обеспечить теплоснабжение, в частности, в условиях постоянных обстрелов энергетической инфраструктуры?

Проведенный анализ показал, что в условиях военного положения применение КГУ как способ одновременного производства электрической и тепловой энергии в пределах одного технологического процесса имеет ряд преимуществ.

Во-первых, КГУ, особенно если они установлены на базе объектов централизованного теплоснабжения, обеспечивают теплоснабжающее предприятие собственной энергией, повышая его устойчивость к перебоям в электроснабжении в случае чрезвычайной ситуации и обеспечивая возможность питания местной критической инфраструктуры, например систем водоснабжения и водоотведения. , больниц и т.д.

Во-вторых, пользуясь КГУ можно увеличивать мощности для балансировки энергетической системы Украины, развивать эффективные системы централизованного теплоснабжения для достижения соответствующих показателей энергоэффективности в соответствии с Директивой 2012/27/ЕС и Законом Украины «Об энергоэффективности», и обеспечить важную роль по балансированию энергетической системы при зеленом переходе.

В-третьих, у КГУ есть набор технических решений, позволяющий в случае чрезвычайной ситуации использовать резервные виды топлива и местные энергетические ресурсы. При этом себестоимость производимой электроэнергии ниже производимой дизель-генератором, а срок эксплуатации КГУ значительно длиннее.

Поэтому применение когенерации может помочь не только обеспечить теплом украинские города, но и способствовать декарбонизации и энергоэффективности.

Какой потенциал имеют населенные пункты Украины по распространению применения когенерации малой и средней мощности в системах централизованного теплоснабжения?

Некоторые города Украины уже имеют опыт использования КГУ при отключении электроснабжения на местном уровне.

В предыдущий отопительный сезон это помогло им содержать в рабочем состоянии объекты критической инфраструктуры. Уже в следующем отопительном сезоне практика использования КГУ может быть распространена во многих городах Украины, где есть система централизованного теплоснабжения.

Технически существует по меньшей мере два способа передачи электрической энергии от КГУ к объектам критической инфраструктуры: прямое питание через прокладку отдельного силового кабеля и создание локального «островного режима» с использованием сетей Оператора системы распределения (ОСР).

Реализация одного из этих вариантов или сочетания обоих создает возможности для энергообеспечения объектов теплоснабжения от КГУ и обеспечивает устойчивость системы централизованного теплоснабжения при перебоях с электричеством, а также позволяет снизить использование топливных ресурсов на производство тепла и электроэнергии для собственных нужд ТКЭ.

Пока КГУ почти не используются для энергоснабжения другим объектам критической инфраструктуры, хотя это и необходимо. Использование КГУ повысит устойчивость таких критических объектов в городах, например, системы водоснабжения, больницы и т.д., и обеспечит бесперебойную поставку услуг этих критических инфраструктур.

Какие изменения необходимы для распространения практики применения КГУ малой и средней мощности?

Распространение практики использования КГУ требует усовершенствования регуляторной базы: нужно упростить процедуру прямого подключения КГУ к собственным объектам ТКЭ, урегулировать вопросы передачи энергии другим объектам местной критической инфраструктуры, ввести единую систему лицензирования и установление тарифов на тепловую энергию.

Разная стоимость газа для производства тепловой и электрической энергии на КГУ, зависимость цены газа от политических решений в краткосрочной перспективе – это факторы, которые не делают когенерацию привлекательной для инвестиций.

Также важно определить принципы сотрудничества ОСР, ТКЭ и местных органов власти для создания островного режима по обеспечению энергоснабжения критической инфраструктуры от КГУ в случае блекаута. Сейчас, например, прямое питание других объектов критической инфраструктуры от КГУ на случай кризисных ситуаций не предусмотрено.

В то же время, в действующем законодательстве все же заложены некоторые принципы стимулирующего государственного регулирования когенерации в Украине.

В частности, квалифицированные КГУ имеют меньшую фискальную нагрузку по сравнению с другими производителями электроэнергии, а в перспективе сертификация происхождения электрической энергии от КГУ сделает более конкурентной на рынках ЕС продукцию украинских производителей, использующих электроэнергию от когенерации.

USAID ПЭБ тесно сотрудничает с Мининфраструктуры, Комитетом ВРУ по энергетике и коммунальным услугам и ключевыми стейкхолдерами, в частности, по применению когенерации как источника энергообеспечения критической инфраструктуры в чрезвычайных ситуациях и повышению устойчивости систем теплоснабжения. Недавно Проект подготовил рекомендации органам государственной власти по обеспечению возможности использования КГУ, отметив, в частности, необходимость введения упрощенного механизма прямого присоединения электроустановок объектов критической инфраструктуры к КГУ, механизма регулирования работы энергетических сетей в «островном режиме» на местном уровне с возможностью использования имеющихся на локальном уровни КГУ для обеспечения энергоснабжения критической инфраструктуры на случай блекаута на местном уровне, урегулирования вопроса взаимодействия между участниками рынка и третьими сторонами в период чрезвычайных ситуаций на местном уровне, в частности о порядке компенсации за отпущенную электрическую энергию, заключение договоров и определение стоимости такой электрической энергии.

Также важно предусмотреть применение когенерации для повышения устойчивости систем централизованного теплоснабжения и как источника резервного энергообеспечения объектов критической инфраструктуры в Методике разработки схем теплоснабжения населенных пунктов, а также разработке Методики разработки местных энергетических планов и Региональных программ энергетической эффективности.

Когенерация малой и средней мощности в системах централизованного теплоснабжения в Украине: потенциал и эффективность (2)

Фото: USAID Проєкт енергетичної безпеки

В чем преимущества развития когенерации вместо простой газовой генерации?

Большие энергогенерирующие объекты стали мишенями для вражеских ракетных атак. Поэтому малые и средние когенерационные установки, установленные на объектах теплоснабжения, распыленных по всей территории Украины, могут обеспечить устойчивость систем теплоснабжения и других объектов критической инфраструктуры на местном уровне к возможным перебоям с энергообеспечением.

Говоря о преимуществе когенерации относительно простой газовой генерации, следует отметить, что когенерация как способ одновременного производства электрической и тепловой энергии в пределах одного технологического процесса предполагает использование одного энергоресурса для получения двух энергетических продуктов.

При этом КГУ позволяют использовать разные виды топлива, в зависимости от технического решения и учитывая местные возможности, а также обеспечивают экономию топлива до 30% в противоположность обычной газовой генерации при том же количестве производимой энергии.

В Украине наиболее распространены газовые паротурбини и газопоршневые КГУ, обладающие относительно высокой энергетической эффективностью и умеренными удельными капитальными затратами, хотя такие КГУ чувствительны к стоимости газа: чем выше цена на производство электроэнергии такой КГУ, тем длительнее срок окупаемости инвестиций в их установку.

Перспективным направлением является использование биотопливных газопоршневых КГУ с применением технологий газификации биотоплива. В странах ЕС и мире все более распространяются коммерчески доступные технологии на разных видах биотоплива.

Большинство малых и средних когенерационных установок в Украине работают на газообразном топливе, преимущественно на природном газе, а также на биогазе. В настоящее время USAID ПЭБ начал сотрудничество с 19 городами Украины, которые выразили желание использовать КГУ для усиления устойчивости местной системы теплоснабжения и обеспечения электроэнергии.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями: