1 Международная конференция «ЭФФЕКТИВНАЯ ГЕНЕРАЦИЯ ЭНЕРГИИ» Объединённый институт высоких температур РАН В.М. Зайченко РАЗРАБОТКА НОВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ РАСПРЕДЕЛЁННОЙ ЭНЕРГЕТИКИ Москва, 20 сентября 2011

2 Отсутствие мощностей в региональных энергосистемах – один из стимулов развития распределённой энергетики В 2004 году энергетики смогли удовлетворить только 32% заявок на подключение, в 2005 году - 21%, в 2006 году подключили всего 16% желающих, в текущий период –только 10 %. Централизованные энергосистемы не в состоянии обеспечить потребности новых заявителей. В 2004 году энергетики смогли удовлетворить только 32% заявок на подключение, в 2005 году - 21%, в 2006 году подключили всего 16% желающих, в текущий период –только 10 %. Централизованные энергосистемы не в состоянии обеспечить потребности новых заявителей. Во многих случаях использование автономных систем производства электрической и тепловой энергии более выгодно, чем подсоединение к централизованным источникам. Во многих случаях использование автономных систем производства электрической и тепловой энергии более выгодно, чем подсоединение к централизованным источникам.

3 Плата за подключение к централизованной энергосистеме (Москва) Постановлением Правительства Москвы от установлено, что в 2010 году при подключении новых электрических нагрузок к системам централизованного энергоснабжения необходимо уплатить: Постановлением Правительства Москвы от установлено, что в 2010 году при подключении новых электрических нагрузок к системам централизованного энергоснабжения необходимо уплатить: - в пределах Садового кольца -113,2 тыс. руб./кВт; - в пределах Садового кольца -113,2 тыс. руб./кВт; - между Садовым кольцом и третьим транспортным кольцом -101,3 тыс. руб./кВт; - между Садовым кольцом и третьим транспортным кольцом -101,3 тыс. руб./кВт; - между третьим транспортным кольцом и Московской кольцевой автодорогой -77,7 тыс. руб./кВт. - между третьим транспортным кольцом и Московской кольцевой автодорогой -77,7 тыс. руб./кВт. За подключение электрической нагрузки с наиболее вероятной среднестатистической заявляемой мощностью 300 кВт, необходимо уплатить электросетевой компании в среднем ~ 30 млн. руб. За подключение электрической нагрузки с наиболее вероятной среднестатистической заявляемой мощностью 300 кВт, необходимо уплатить электросетевой компании в среднем ~ 30 млн. руб.

4 Затраты на сооружение автономного энергоисточника (Мини-ТЭЦ) Затраты на сооружение автономных газопоршневых станций 300 кВт электрических и 450 кВт тепловых с учётом проектных и монтажных работ, комплектации, выполнения пуско-наладочных работ и т.д. составят млн. руб. Это обеспечит себестоимость электроэнергии не выше 1,8 - 2,0 руб/кВтч при себестоимости тепловой энергии – 600…800 руб./Гкал. Затраты на сооружение автономных газопоршневых станций 300 кВт электрических и 450 кВт тепловых с учётом проектных и монтажных работ, комплектации, выполнения пуско-наладочных работ и т.д. составят млн. руб. Это обеспечит себестоимость электроэнергии не выше 1,8 - 2,0 руб/кВтч при себестоимости тепловой энергии – 600…800 руб./Гкал. Экономия инвестиций при создании энергоисточника составит ~ млн. руб. по отношению к затратам, необходимым для подключения к централизованной энергосистеме, а экономия ежегодных затрат на электричество и тепло – млн. руб. Экономия инвестиций при создании энергоисточника составит ~ млн. руб. по отношению к затратам, необходимым для подключения к централизованной энергосистеме, а экономия ежегодных затрат на электричество и тепло – млн. руб.

5 Стенд ОИВТ РАН для испытаний электростанций и мини-ТЭЦ на базе газопоршневого двигателя

6 СРАВНИТЕЛЬНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ Наименование показателей Значение показателей для ТЭС на твердом топливе с циркулирующ им кипящим слоем на природном газе с использованием парогазовых технологий на природном газе с использованием газопоршневых агрегатов Новоростовская ГРЭС, новое строит. ПГЭС "Кубань" Анастасиевско- Троицкая ПГЭС Специальная астрофизическая обсерватория РАН Номинальная электрическая мощность, МВт ,31 Номинальная тепловая мощность, Гкал/ч ,34 Удельные капитальные вложения, US$/кВт ,61616,51256,7 Критерии эффективности инвестиций: чистый дисконтирован. доход (NPV), млн.руб ,1 внутренняя норма доходности (IRR), %15,013,913,245 рентабельность инвестиций, %9,019,810,628,6 индекс доходности1,571,81,255,8 дисконтированный срок окупаемости (BPB), лет16,313,515,83,9

7 Кумулятивная бюджетная эффективность проекта сооружения мини-ТЭЦ электрической мощностью 315 кВт в поселке Нижний Архыз.

88 Характеристики электростанций, работающих на природном, сжиженном природном и углеводородном газе и дизельном топливе Наименование показателей Размерн ость Природный газ Сжиженный природный газ Сжиженный углеводородный газ Дизельное топливо Значение показателей для агрегатов АГ 200-Т400-1РК-МТ АД 200-Т400-1РК- МТ ОБЩИЕ ДАННЫЕ Установленная электрическая мощность МВт0,2000,2000,200,20 Установленная тепловая мощность Гкал/ч0,2640,2640,260,26 Общий сумма инвестиций ( учётом инфляции и затрат на оборотный капиталл) млн.руб.7,658,037,717,8 ФИНАНСОВАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРОЕКТА Дисконтированный данные Чистый дисконтированный доход бюджетов все уровней млн.руб.12,37-2,80,4 Дисконтиров. срок окупаемости средств лет4,07,0-17 Внутренняя норма доходности %51,033,9-7,2 Себестоимость, приведенная к исходным ценам Электрической энергии руб/кВт Тепловой энергии Руб/Гкал576,32724,451406,941028,11

9 Базовая схема включает котельную и газопоршневую электростанцию без когенерации Интеллектуальные схемы использования газопоршневых установок в отопительных котельных (Smart Grid). газопоршневых установок в отопительных котельных (Smart Grid). Программа EnergyOptim Оценка простого срока окупаемости оптимальных схем энергокомплекса

10 РЕСУРСЫ ТОРФА И ДРЕВЕСИНЫ В РОССИИ В России 45% мировых запасов торфа и 23% мировых запасов древесины. Доля торфа в энергетике СССР составляла в 70-х – 21%, сегодня в России – 0,27%. Энергетический потенциал торфа в пересчете на условное топливо превосходит суммарные запасы нефти и газа в России и составляет 68,3 млрд. т у.т. Ежегодный прирост торфа в нашей стране оценивается в млн. тонн, и только 1,1 – 1,2% от этого количества добываются и используются.

11 Для создания автономных источников энергии необходима отработка процессов термохимической переработки местных видов топлива (торф, древесина, непищевая биомасса) с получением высококалорийного энергетического газа (теплота сгорания не менее 2500 ккал/м 3 ). Существующие процессы газификации, основа которых создавалась около 100 лет назад, обеспечивают теплоту сгорания газа не выше 1100 ккал/м 3. Использование низкокалорийного газа в современных энергетических агрегатах, рассчитанных на высокие тепловые нагрузки, неэффективно. Отсутствие процессов получения высококалорийного топлива из местных видов топлива является одним из сдерживающих факторов практического использования средств малой энергетики. Задачи, требующие незамедлительного решения

12 Т 2, С Объем, м 3 /кг Содержание горючих компонентов (объемная доля) Теплота сгорания, ккал/м 3 (МДж/м 3 ) H2H2H2H2CO CnHmCnHmCnHmCnHm QВQВQВQВ QНQНQНQН Стандартный пиролиз (10 0 /min) 0,76 1,1 1,4 0,29 0,400,430,490,230,270,400,410,190,080,020,010, (11,7) 2700 (11,3) 2800 (11,7) 2500 (10,4) 2550 (10,6) 2500 (10,4) 2550 (10,6) 2300 (9,6) Состав и теплота сгорания газа, получаемого при переработке древесных пеллет по разрабатываемой технологии

13 Экспериментальная установка для отработки новой технологии термической переработки биомассы

14 Дальнейшие перспективы… Каменный век закончился не из-за нехватки камня. Каменный век закончился не из-за нехватки камня. Нефтяной век закончится не из-за отсутствия нефти. Нефтяной век закончится не из-за отсутствия нефти. Бывший министр нефти Саудовской Аравии, Шейх Заки Ямаш

15 ВЫВОДЫ - Важнейшей задачей развития распределенной энергетики в стране является создание промышленного производства электростанций и мини-ТЭЦ на базе газопоршневых двигателей. -Использование местных источников сырья, включая технологические отходы, является одним из основных направлений создания новых энергетических мощностей, обеспечивающих экологически чистое и экономически выгодное получение электрической и тепловой энергии.

16 Спасибо за внимание