Тренд газових генераторів для малих електростанцій

Після масованої ракетної атаки росії по нашій енергосистемі 23 листопада, яка спричинила блекаути по всій країні, дефіцит електроенергії дуже гостро відчули десятки мільйонів українців. Для багатьох виходом із ситуації стало використання різноманітних генераторів. Проте вже за цей відносно нетривалий термін стало зрозуміло, що це рішення є тимчасовим, оскільки тенденція збільшення тривалості "темних" проміжків стає дедалі все ймовірнішою. Чи можуть бути інші розв'язання цієї проблеми? Виявилось, що так!

Тисячі генераторів їдуть в Україну

На засіданні круглого столу, яке відбулося 23 листопада, головою парламентського комітету з енергетики та ЖКГ Андрієм Герусом було анонсовано передачу Україні тисяч генераторів, що, тим не менше, при низці їхніх недоліків, не є виходом із ситуації.

Основні з недоліків, це:

• висока витрата палива (бензину або дизеля), це призводить до підвищення його попиту на ринку, який зазвичай у зимовий період стабілізується;
• висока вартість генерації: для вироблення 1 кВт потрібно в середньому 1л палива, що становить понад 50 гривень;
• непридатність для використання у багатоквартирних будинках (шум, вихлопи тощо).

 

 

Очевидно, що потрібні інші варіанти. Виходом із цієї ситуації можуть бути міні-електростанції малої потужності.

Близькість до споживача

Головною перевагою міні-електростанцій є близькість до споживача. Це означає, що для подачі енергії безпосередньо в будинки та квартири не потрібні кілометри високовольтних та сотні метрів розподільчих ліній. Стосовно українських міст це особливо актуально, оскільки саме в них дуже високий рівень споживання енергії та практично відсутня її генерація. Це означає, що електроенергія, що генерується, найчастіше від електростанцій до споживачів (міст) проходить значні відстані. У таких умовах міста стають вразливими, оскільки противнику достатньо зруйнувати електромережі, що живлять їх, і міста виявляються знеструмленими.

Встановлення у містах міні-електростанцій, які живлять окремі мікрорайони чи квартали, багато в чому вирішило б цю проблему. Такі міні-станції можуть у разі ракетних атак підживити сусідній знеструмлений сектор або збалансувати гострий дефіцит електрики в системі. Знеструмити їх противнику набагато складніше, але навіть у разі їх ураження, без електрики залишаться окремі квартали, але не великі райони чи цілі міста.

Однак є суттєва деталь: скинутися на купівлю такої міні-станції будинком чи кварталом не вдасться. Ці рішення прийматимуть лише органи центральної та місцевої влади.

Варіанти міні-станцій, що пропонуються західною промисловістю

1. Газотурбінні електростанції

Потужність цих станцій оцінюється як середня – 50-60 МВт, що дозволяє живити невеликі міста чи райони. Вони виробляють електроенергію на газі, причому не тільки на природному, а й на метані чи водні. Таке уточнення зробив Олексій Балаба, представник компанії "Сіменс Енерджі".

Вартість 1 кВт генерованої такою станцією електроенергії - приблизно така сама, як від звичайного генератора, близько 50 гривень. Але сама станція 62 мВт обійдеться покупцеві не менше 20 мільйонів євро. Установка може працювати на вулиці і не потребує спеціальних приміщень.

Але її встановлення та робота мають свої особливості:

• для подачі газу в турбіну електростанції потрібна компресорна установка, так як тиску в газових мережах для її роботи недостатньо, він повинен бути набагато більшим;
• компресор має бути встановлений поблизу майданчика для газотурбінної електростанції.

 

Питання з тиском газу вирішується: на даний момент ведуться перемовини між компаніями "Сіменс енерджі" та "Оператором ГТС України" щодо використання наявних в останній компресорних станцій, які не задіяні в роботі.

За словами Миколи Каденського (представника "Оператора ГТС України"), ці станції розосереджені територією країни, що й треба для оперативного вирішення питань із генерацією в потрібних місцях.

Для монтажу такої міні-станції на майданчику знадобиться місяць, проте її виготовлення та доставка в Україну вимагатимуть набагато більше часу. Орієнтовно на це піде від 8 місяців до року. Готову станцію можна доставити та змонтувати за 6 місяців. На даний момент нашій країні пропонують 2 готові до встановлення газотурбінні станції.

2. Енергобаржі

Таку установку в буквальному значенні слова вантажать на баржу, і підганяючи до джерела газу та комунікацій, підключають за допомогою портової інфраструктури. Головною перевагою енергобаржі є її мобільність.

 

Однак, незважаючи на мобільність, у енергобаржі є і негативна сторона: для її виготовлення та підключення до комунікацій потрібно близько двох років.

 

3. Поршневі електростанції

Такі міні-станції в нашій країні вже працюють (загалом їх 189 шт.). Ці електростанції успішно застосовують у агрохолдингах, є також інформація, що вони встановлені на одному із хлібокомбінатів, а також у ТКЕ. За даними представника виробника Jenbacher Євгена Хіморода, одна з них має потужність 330 кВт, решта – від 1 до 1,5 МВт. Ці пристрої працюють на будь-якому газі (включаючи не тільки метан, а й біогаз, газ з сміття), а за принципом роботи нагадують автомобільний двигун.

По потужності поршневі електростанції програють першим двом різновидам, зате їх можна набагато швидше встановити (на це потрібно близько 3-х місяців).

4. Когенерація

Електростанції когенерації – пристрої, які виробляють електроенергію з кількох джерел.

Україні буде найбільш вигідно, як у плані вартості, так і швидкості реалізації проекту, вкласти кошти саме в когенераційні установки, що мають поршневий двигун, газовий бойлер і акумулятор тепла. Дане рішення особливо цікаве, тому, що надає можливість взаємозамінності джерел генерації, а також відкрите для підключення інших, наприклад, вітрогенераторів. Дані станції можуть балансувати частоту та напругу, а також акумулювати енергію, що дає змогу підтримувати тривалу стабільну роботу електромережі. Для більш ефективної роботи таких станцій можна використовувати акумулятори великої ємності energy storage.

За словами представника Wärtsilä Energy Ігоря Петрика, вартість генерації установкою 1 кВт енергії в середньому така ж сама, як і в поршневих станціях.

Представник Fluence energy Дженс Кістнер підтвердив, що тренд модульності - один з провідних у європейській енергетиці, оскільки при виході з ладу одного або двох модулів, що взаємозамінюються, вся установка не виходить з ладу.

Фактор часу та островний режим

Проте, за гострого дефіциту електроенергії, швидко усунути проблему в масштабах усієї країни за допомогою міні-станцій не вдасться. Їх замовлення, виробництво, доставка та встановлення вимагатиме від 3-х місяців до 1,5 років. Цей період Україна має пройти в складних умовах економії, використовуючи наявні власні потужності в режимі планових та екстрених відключень, а також електрогенератори різних типів.

Далі необхідно думати про реформування всієї системи електропостачання країни. Міні-електростанції, про які йшлося вище, можуть використовуватися як в єдиній системі (подача та розподіл електроенергії), так і автономно (для живлення кварталу, мікрорайону, невеликого населеного пункту тощо) - у так званому "острівному" режимі. Фахівці вважають, що технологічно автономна робота станцій можлива. Проблема полягає в тому, щоб система "островів" не мала серйозних дисбалансів.

Автономність не повинна стримуватись

Стимулювати людей до того, щоб вони забезпечували себе електроенергією – можна й треба. Однак на даний момент, при використанні генераторів, вироблені кіловати у більшості випадків банально губляться. Це відбувається з тієї причини, що для живлення побутових приладів (холодильник, телефон, ноутбук або планшет) енергії потрібно набагато менше, ніж може бути вироблено (наприклад, генератор має потужність 3 кВт, а використовується максимум 500 Вт).

Гендиректор нафтогазового консультаційного центру (НКЦ) "Ньюфолк" Андрій Закревський вважає неефективним масовий перехід споживачів на генератори, ввезення яких було вирішено зробити безмитним.

Фахівець зазначає, що ситуація була б набагато кращою за введення податкових пільг на ввезення акумуляторних батарей, сонячних панелей, сонячних електростанцій та насосів типу "повітря-вода" та "вода-вода" для генерації тепла, які вже активно використовують у Європі. Це дуже важливо, тому що в зимовий період близько 50% генерації всієї енергії витрачається на тепло, а ці насоси дають змогу збирати розсіяну теплову енергію, концентрувати її та використовувати.

Якщо стане можливим пільгове ввезення такого обладнання (як у США), ККД генераторів значно підвищиться. (Наприклад, 3 кВт, вироблені генератором за 1 годину і "закачані" в акумулятор, можна використовувати протягом цілого дня, що дозволить заощадити паливо та продовжити термін роботи самого генератора). Використання сонячних станцій разом з акумуляторними батареями може дозволити людям за 1 сонячну годину запастися енергією для забезпечення житла на цілу добу.