Децентрализованное производство энергии: Децентрализованная генерация электроэнергии – Dürr

Децентрализованное энергоснабжение на основе электрогенераторных установок Caterpillar® – Энергетика и промышленность России – № 5 (57) май 2005 года – WWW.EPRUSSIA.RU



Децентрализованное энергоснабжение на основе электрогенераторных установок Caterpillar® – Энергетика и промышленность России – № 5 (57) май 2005 года – WWW.EPRUSSIA.RU – информационный портал энергетика

http://www.eprussia.ru/epr/57/3689.htm

Газета “Энергетика и промышленность России” | № 5 (57) май 2005 года

Современная российская электроэнергетика испытывает ряд проблем, и одной из наиболее значительных является недостаток средств для инвестиций в генерацию энергии, а также в распределительные сети до потенциального потребителя. Руководство РАО «ЕЭС России» признает, что на сегодняшний день инвестиционная деятельность обеспечена средствами не более чем на 75% от необходимого объема. Независимые эксперты настроены еще более скептически и утверждают, что дефицит электроэнергии к 2008 году может составить от 3 до 11 ГВт.

В настоящее время все больше внимания уделяется проблемам малой энергетики в контексте энергосбережения. Лавинообразный процесс старения генерирующего оборудования централизованной энергетики сопровождается накоплением проблем в транспортировке энергии потребителю и стремительным ростом энергопотребления. Потери в сетях при переброске электроэнергии достигают 10% и более, а тепла – от 20 до 40%. Децентрализация энергоснабжения, т. е. переход от выработки электричества и тепла на базе крупных генерирующих мощностей к их производству на малых теплоэлектростанциях (мини-ТЭС), решает целый ряд стоящих перед промышленными предприятиями и ЖКХ проблем: от повышения экономической эффективности и сокращения тарифов до снижения уровня загрязнения окружающей среды.

Когенерация (совместная выработка электрической энергии и тепла) и тригенерация (совместная выработка электричества, тепла и холода) позволяют экономить значительный объем топлива по сравнению с их раздельным производством. Кроме того, за счет сокращения протяженности электрических и, особенно, тепловых сетей значительно снижаются потери при доставке. Все это обеспечивает экономию на себестоимости производства энергии в несколько раз по сравнению с традиционными ТЭЦ и ГРЭС.

Строительство автономных источников энергии для частного сектора является экономически обоснованным как в районах массовой застройки, так и за пределами городов. В первом случае дополнительный эффект достигается за счет экономии средств на капитальном строительстве (под мини-ТЭС могут быть переоборудованы старые котельные и бойлерные). Во втором случае удельная стоимость прокладки энергетических сетей и подключения к ним, в расчете на 1 кВт мощности, сравнима с затратами на установку когенерационного агрегата с той разницей, что затраты на когенерационную установку окупятся за счет разницы между тарифом и себестоимостью.

Мини-ТЭС может быть построена на базе любой генераторной установки Caterpillar®, как дизельной, так и газопоршневой. Единичная мощность установки достигает 5,2 МВт, а несколько установок, соединенных для параллельной работы, могут вырабатывать необходимое количество как электрической, так и тепловой энергии. В когенерационных агрегатах Caterpillar эффективно утилизируется тепловая энергия рубашки охлаждения и выхлопных газов двигателя, за счет этого общий КПД установки может составлять до 90%. На 1 кВт электрической энергии когенерационные установки способны вырабатывать 1‑1,3 кВт тепла. Все это, а также значительный межремонтный период установок Caterpillar, достигающий у отдельных моделей 100 000 моточасов, позволяют получить электроэнергию и тепло с низкой себестоимостью. Окупаемость теплоэлектростанций, которые оснащены электрогенераторными установками Caterpillar, находится в пределах 3‑5 лет.

Безотказная работа когенерационных агрегатов Caterpillar, подкрепленная высоким качеством сервиса, а также удобство финансовых услуг получают все большее признание в России и странах СНГ. Только за последний год введены в эксплуатацию несколько когенерационных электростанций в Башкортостане, Якутии и Украине. Готовятся к вводу в строй станции в Санкт-Петербурге, Самаре, Республике Коми, Беларуси, Украине и Казахстане.

Из знаковых проектов хочется отметить готовящийся запуск ТЭС в Анадыре. Общая проектная электрическая мощность этой станции составляет 28 МВт, тепловая – 92 МВт. Для производства электроэнергии предназначены когенерационные установки Cat® 3616 и G3616; для производства тепла, помимо оборудования Caterpillar, используются пиковые газовые котлы.

Помимо размещения энергетических установок в специально построенном здании, одним из привлекательных решений для децентрализованного производства энергии является использование модульных установок в контейнерном исполнении. Основные преимущества генераторных агрегатов в контейнерном исполнении заключаются в отсутствии затрат на капитальное строительство, простоте транспортировки, монтажа, а также пуска в эксплуатацию. Поставляемый заказчику силовой модуль уже имеет все необходимые вводы / выводы для подключения внешних систем: подвода топлива, трубопроводов сетевой воды, электрической нагрузки и т.

 д. Кроме того, при необходимости можно быстро нарастить уже имеющиеся генерирующие мощности за счет установки дополнительных силовых модулей.

Контейнеры для генераторных установок могут быть трех основных типоразмеров: 20, 30 и 40 футов (соответственно 6, 9 и 12 метров). Модельный ряд силовых агрегатов, который может поставляться в контейнерном исполнении, обширен. Практически любая генераторная установка Caterpillar в диапазоне от 70 до 2000 кВт может быть смонтирована в контейнере.

В качестве примера модульной ТЭС приведем станцию, состоящую из двух газопоршневых когенерационных установок Caterpillar G3516 в контейнерном исполнении суммарной электрической мощностью 2.06 МВт, в поселке Ассы, Башкортостан. Оба генераторных агрегата предназначены для параллельной работы с сетью ОАО «Башкирэнерго» и оснащены системами утилизации тепла суммарной тепловой мощностью более 2,5 МВт (2,19 Гкал / час).

Подробную информацию о генераторных установках Caterpillar, сервисной поддержке и условиях финансирования проектов вы можете получить, обратившись в московское представительство компании или к одному из официальных дилеров.

Также читайте в номере № 5 (57) май 2005 года:

• Продукция «Подольсккабель»: для самых взыскательных заказчиков

  Закрытое акционерное общество работников «Народное предприятие «Подольсккабель», прошедшее 64-летний путь, стало одним из ведущих предприятий кабельной промышленности в России и СНГ, обладающее современными технологической и производст…

• Россия и Германия будут стратегическими партнерами
  На промышленной выставке в Ганновере Россия и Германия подписали совместное заявление о стратегическом партнерстве в области образования, научных исследований и инноваций. …

• Участникам и гостям ХII Международной выставки «Энергетика и Электротехника-2005»

  Уважаемые организаторы, участники и гости специализированной выставки «Энергетика и Электротехника-2005»!…

• Единая национальная электрическая сеть – основа рынка электроэнергии

  Согласно Федеральному закону от 26 марта 2003 года, в основу реформирования российской электроэнергетики положены принципы рыночной экономики. Это создание конкуренции в сфере производства и сбыта электроэнергии, а также выделение естестве…

• Инновационный комплекс измерения давления
  XXI ВЕК – эра цифровых технологий. Интеллектуальное оборудование проникает во все сферы деятельности человека. И это не случайно, так как оно позволяет точно обрабатывать любую информацию и воспроизводить ее в удобной для восприятия фор…



Смотрите и читайте нас в

Каталог «Энергетика РУ»

Компании

Новости

Статьи

Продукция

Полная версия сайта

Контакты

• — Выберите область поиска —
• — Выберите область поиска —
• Искать в новостях
• Икать в газете
• Искать в каталоге

‘

Децентрализация энергетики / / Независимая газета

Глобальная трансформация энергосистем в российском преломлении: в поисках особого пути

ТЭЦ №2 г. Иваново. Мощность – 200 тыс. кВт (электрическая) и 670 Гкал/ч (тепловая). Введена в строй в 1955 году. Численность персонала – 191 человек. Фото с сайта www.tplusgroup.ru

От огромных электростанций площадью в 250 га с трубами высотой с небоскреб, от перекрывающих Енисей гигантских плотин – к миллионам маленьких станций в доме у каждого потребителя. Именно в этом направлении, все ускоряясь, движется мировая электроэнергетика. По данным, которые приводят Институт энергетических исследований РАН и Аналитический центр при правительстве РФ в монографии «Прогноз развития энергетики мира и России 2016», расширение распределенной генерации будет идти почти на 40% быстрее, чем развитие всей мировой генерации. По оценке KMPG и исследовательских организаций Германии, доля выработки электроэнергии в мире на традиционных крупных тепловых и атомных станциях, которая еще совсем недавно составляла 75%, к 2030 году сократится до 32%. Распределенная энергетика наступает на централизованную, увеличивая свою долю за этот период более чем в два раза – с 15 до 39%.

А с чего все начиналось?

Энергосистемы России и зарубежных стран исторически развивались в похожей логике. Крупные электростанции сооружали обычно в удобных местах – в первую очередь там, где хватало воды и дешевого и доступного топлива. Строительство станции было тем дешевле (в расчете на единицу мощности), чем она мощнее (эффект масштаба), поэтому средняя мощность станции постоянно росла, увеличившись с 1920-х до 1980-х годов в 500 и более раз. Эти гиганты строились на большом удалении от городов и промышленных предприятий, а энергия к потребителям передавалась по разветвленным сетям общей длиной в десятки тысяч километров. 

Несколько десятилетий эта логика развития энергосистем оставалась неизменной. Централизованные энергосистемы успешно, надежно, по разумной цене обеспечивали потребителей электроэнергией. Но к концу XX века эффект масштаба перестал работать так хорошо, как это было в 1950-х.

Катализатором изменений стала распределенная генерация – а именно появление в США и Европе в 1980-х новых технологий производства электроэнергии, которые позволили создавать недорогие и эффективные газовые электростанции небольшой мощности (в том числе производящие тепло). В те же годы был дан старт программам поддержки энергосбережения, управления спросом на электроэнергию.

В начале XXI века началось бурное развитие возобновляемых источников энергии. Правительства стран Европы, США и других развитых стран, стремясь к безуглеродной энергетике и уменьшению зависимости от экспорта энергоресурсов, приняли долгосрочные программы поддержки возобновляемых источников энергии, после чего стоимость решений в области солнечной и ветряной энергетики упала в разы при существенном росте их технологической эффективности.

В результате всего за 20–30 лет потребитель от ситуации детерминированного электроснабжения только от централизованной энергетики пришел к возможности выбора широкого спектра альтернативных решений. Масштаб произошедших изменений можно оценить на примере Дании.

Появление множества новых небольших генераторов усложнило процессы их интеграции в единую энергосистему, процессы управления и регулирования. Потребовались новые технологии построения сетей и управления ими, которые позже получили общее название Smart Grid. Потребитель электроэнергии начал играть все большую роль в энергосистеме, получая новые потенциальные роли – генератора и накопителя электроэнергии. Резко увеличивается свобода потребительского выбора. В то же время открываются широкие возможности для управления спросом, энергоэффективностью как на уровне конкретного домохозяйства, так и на уровне экономики в целом. Для реализации этих возможностей государства меняют модели рынков электрической энергии и мощности в сторону их либерализации.

Процесс перехода к «новой энергетике» получил название Energy Transition – энергетического перехода. 

ТЭЦ на окраине г. Леуварден, Нидерланды. Мощность – 700 кВт (электрическая) и 3 Гкал/ч (тепловая). Запущена в 2010 году. Численность персонала – 0 человек. Фото с сайта www.wikipedia.org

В России к началу 2000-х годов энергетический переход тоже стихийно запустился, хотя и пошел, как водится, «своим путем» и гораздо медленнее. Тому были объективные причины, среди которых – дешевый и доступный природный газ, холодный климат и доставшаяся нам «в наследство» с советских времен крупнейшая в мире надежная централизованная энергосистема, благодаря которой Россия пережила череду кризисов конца XX века и времена тотальных неплатежей практически без масштабных аварий в электро- и теплоснабжении – при минимальных по нищете тех лет затратах на обновление и даже на ремонт.

Тем не менее уже в 1990-х годах «Газпром» инвестировал в создание малых электростанций для своих уральских предприятий. К началу 2010-х строить собственные энергоцентры начали уже практически все: от домохозяйств до крупных нефтегазовых компаний. Причины этого стихийного движения лежали не в плоскости борьбы с парниковыми газами, а в плоскости экономической эффективности. Так сложилось, что подключать новые объекты к энергосистеме становилось все сложнее и дороже, и благодаря сооружению собственных станций компании сокращали долгосрочные затраты на электроэнергию. В наши дни среди домовладельцев распределенная генерация пока остается уделом энтузиастов и серьезного развития еще не получила, но среди потребителей покрупнее примеры исчисляются сотнями – это и «Сургутнефтегаз» в Тюменской области, и агрохолдинг «Майский» в Татарстане, и птицефабрика в Якутии, и девелопер индустриальных парков DEGA в Московской области, и жилые микрорайоны в Южно-Сахалинске и Новосибирске.

Главной особенностью «российского пути» развития распределенной генерации стала преимущественно автономная работа новых энергоцентров (без подключения к энергосистеме). Существующая в России модель рынка электроэнергии не заточена на интеграцию таких станций в систему и получение системных эффектов для всех ее участников (подобно тому, как это организовано в развитых странах). И если сторонники децентрализации настаивают на изменении модели рынка с тем, чтобы достичь этих системных эффектов, то ее противники возражают, указывая на снижение надежности энергосистемы при включении в нее множества малых станций, на сложность администрирования и технического регулирования в условиях невысокой квалификации новых игроков рынка. Понять эту логику можно, подобный «сам себе энергетик», заходя в непрофильную для себя и сложную сферу деятельности, вполне может спровоцировать не только аварию на собственном производстве (из-за отключения новых генераторов, что не раз случалось у тех же нефтяников), но – теоретически – и аварию в энергосистеме. Если это случится где-нибудь в Сибири зимой, то речь может идти об угрозе здоровью и жизни людей.

Сторонники децентрализации в ответ на это возражают, что энергосистема стареет и подобные аварии уже давно не редкость и без какого-либо влияния со стороны распределенной энергетики.

Пока продолжаются споры о надежности, потребители вместе со своими энергоцентрами продолжают постепенно «убегать» из централизованной энергосистемы. А она продолжает жить в своей логике, мало изменившейся за 100 лет, со времен плана ГОЭЛРО: централизованное прогнозирование спроса на энергию, централизованное планирование строительства новых крупных объектов, централизованные масштабные инвестиции и строительство. Сроки создания новых крупных станций в энергетике не могут быть короче 5–7 лет, а ведь за это время потребители могут с десяток раз поменять планы развития своего бизнеса. Итогом наложения этих процессов является строительство не очень нужных дорогостоящих станций и сетей, а также перекладывание части затрат по содержанию энергосистемы на потребителей, оставшихся в ней.

Так сложился «российский путь». Но есть ли шанс с него свернуть? Ведь за рубежом энергетический переход не привел к авариям, не повысил цены на электроэнергию и не отменил крупные электростанции. Наоборот, современные технологии повысили гибкость, прозрачность «старой» системы, оптимизировали затраты на ее развитие, резко повысили производительность труда. Мировой опыт показывает, что есть возможность гармонично встраивать новые распределенные решения в традиционную энергосистему – там, где это экономически целесообразно с учетом конкретных местных условий – от климата до удаленности и износа электросетей. В той же Дании начали с развития распределенной когенерации – небольших станций, производящих и электроэнергию, и тепло для своего потребителя, – и добились лучших в мире показателей их эффективности. При правильной настройке рынка новые технологии не разрушают систему, а дополняют ее. Но, конечно, добиться такой правильной настройки не так просто.

Каким образом эффективнее решить проблему старения крупных станций в России? Идти ли традиционным для нас путем – централизованно восстанавливать старые и строить новые крупные объекты или поворачиваться в сторону «энергетического перехода», открывая двери перед распределенной энергетикой? Представляется, что комбинация этих методов может стать хорошей альтернативой выбору какого-то одного. Технологии «новой энергетики» проникнут в Россию даже через асфальт запретов – и если так, то почему бы не использовать этот потенциал не для разрушения, а для развития уникальной российской энергосистемы?

Децентрализованное энергоснабжение складов

Сергей Федулов

Опубликовано в номере: Control Engineering Россия февраль 2021

PDF версия

На протяжении последних десяти лет в России происходит стремительное превращение распределенной, или децентрализованной генерации в полноценную отрасль энергетики. Ежегодно в стране вводятся в эксплуатацию сотни мегаватт собственных генерирующих мощностей на промышленных предприятиях, объектах жилищно-коммунальной инфраструктуры и в учреждениях финансового, коммуникационного и ИТ-сектора. Не стали исключением и склады, логистические и распределительные центры.

Принципы распределенной генерации

Предприятия логистической отрасли давно и активно инвестируют в проекты собственной генерации энергии, чтобы снизить зависимость от ограничений сетевых поставщиков по потребляемой мощности и в целом минимизировать затраты на энергоснабжение.

Распределенную генерацию можно рассматривать как отрасль энергетики, в которой производство энергии осуществляется с помощью генерирующих устройств малой мощности, не подключенных к единой территориальной энергосистеме. Данная отрасль ориентирована на удовлетворение локальных энергетических потребностей отдельных групп потребителей или территорий. Сегодня подавляющее большинство проектов в сфере распределенной энергетики реализовано с применением газопоршневых генераторных установок малой мощности до 5 МВт в единичном исполнении. На их основе создаются энергоцентры разной совокупной мощности в зависимости от существующих потребностей.

Ключевым преимуществом газопоршневых генераторных установок является принцип одновременной выработки двух видов энергии — электрической и тепловой — из одного вида энергоносителя, или когенерация. Этот способ производства позволяет на 40% сократить потери энергии по сравнению с раздельной выработкой, например, на угольных ТЭЦ. Кроме того, существенно сокращаются объемы вредных выбросов в атмосферу, что делает этот способ более экологичным.

Комбинированный принцип выработки энергии возможен за счет особенностей устройства газомоторных агрегатов, которые служат, с одной стороны, приводом синхронного генератора, вырабатывающего электрическую энергию, а с другой — источником тепловой энергии. Тепловая энергия возникает в процессе работы самого двигателя внутреннего сгорания в системе охлаждения, а также за счет утилизации тепла отработавших газов. Высокие температуры контура охлаждения двигателя в совокупности с еще более высокой (до +500 °С) температурой отработавших газов позволяют вырабатывать тепловую мощность, сопоставимую с электрической. Таким образом, электрическая мощность когенерационной установки, как правило, равна тепловой, и суммарный КПД агрегата при таком соотношении достигает 90%, делая оборудование крайне эффективным с точки зрения расхода энерго­носителя.

На практике когенерационные газопоршневые установки в качестве универсального источника генерации позволяют полностью покрывать нужды потребителей в электрической энергии и практически полностью — в тепловой. Подобный подход к организации энергоснабжения несет в себе и множество других явных преимуществ, в том числе:

• низкую себестоимость собственной электроэнергии, отличающуюся на 40–50% от тарифов сетевых поставщиков;
• возможность планирования собственных энергозатрат без учета изменения тарифной политики сетевых поставщиков и роста тарифных ставок;
• отсутствие любых ограничений по потребляемой мощности и возможность увеличения генерации по мере необходимости;
• возможность обойтись без достаточно затратных инвестиций в строительство энергетической инфраструктуры при подводе сетей электроснабжения.

 

Энергоснабжение складов и логистических предприятий

Логистическим предприятиям собственная генерация энергии также дает целый ряд существенных преимуществ, которые можно условно разделить на две группы: сокращение издержек эксплуатации склада и планирование склада вне зависимости от возможностей энергетической инфраструктуры в той или иной локации.

Если рассматривать подход к внедрению собственной генерации для склада с точки зрения снижения издержек, то решающим фактором здесь является профиль нагрузок объекта. Складские объекты, как правило, характеризуются тем, что имеют стабильную нагрузку потребителей в течение всего времени суток. Таким образом, поскольку современные автоматизированные складские распределительные комплексы, например крупных ретейлеров, работают в круглосуточном режиме, осуществляя отгрузки товара в любое время, не происходит суточных колебаний нагрузки в ночное время. В таких условиях генерирующее оборудование может работать с максимальной производительностью, что, безусловно, отражается на себестоимости вырабатываемой энергии. При условии, что удельный расход энергоносителя в расчете на 1 кВт·ч вырабатываемой мощности при полной загрузке агрегата существенно ниже, чем при частичных низких нагрузках, а эксплуатационные расходы на сервисное обслуживание привязаны к моточасам и остаются неименными вне зависимости от того, с какой мощностью работает агрегат, в результате достигается максимально низкая себестоимость электроэнергии.

При этом не стоит сбрасывать со счетов вырабатываемую тепловую энергию, которая является фактически побочным продуктом работы генерирующего оборудования и не несет в себе никаких эксплуатационных издержек, уже входящих в себестоимость электроэнергии. Иными словами, при максимальной загрузке оборудования с точки зрения электрической нагрузки потребители получают и максимальное покрытие потребностей в тепле.

Такой режим работы оборудования прямым образом отражается на сроках окупаемости инвестиций, составляющих для проектов со средне­годовыми нагрузками 1000–5000 кВт·ч электроэнергии не более трех лет. Этот результат усредненный и зависит от тарифов сетевых поставщиков в том или ином регионе. Если учитывать перспективы роста таких проектов в среднесрочной перспективе, то показатели окупаемости по мере эксплуатации оборудования будут существенно сокращаться.

Стабильный суточный профиль нагрузки логистических предприятий, помимо снижения энергозатрат, предлагает еще одно не менее важное преимущество, которое заключается в возможности работы оборудования в автономном режиме. У газопоршневых генераторных установок с двигателями внутреннего сгорания есть два основных режима работы: параллельный с сетью и автономный без сети. В первом случае подразумевается работа параллельно со внешней сетью на покрытие нагрузок потребителей. Такой режим является единственно возможным в условиях так называемого рваного профиля нагрузки, т. е. с большими набросами и сбросами, что характерно для крупного технологического оборудования, обладающего большими пусковыми токами. Генераторная установка, в силу своих технических ограничений, не может принять большие набросы или сбросы нагрузки самостоятельно без помощи внешней сети.

Складские объекты, даже самой высокой степени автоматизации, не располагают такими мощными потребителями. Кроме того, все современное оборудование для автоматизации складской логистики основано на потребителях с достаточно плавными запуском и набросом нагрузки. В таких условиях появляется возможность организовать работу генерирующих установок в автономном режиме без внешней сети.

Среди крупных реализованных складских проектов, в которых энергоснабжение осуществляется именно по такому принципу, следует отметить логистический распределительный центр компании «Спортмастер» (рис. 1). На площадках этого комплекса около 10 лет в автономном режиме успешно работают газопоршневые установки суммарной мощностью 2250 кВт·ч электроэнергии и 2540 кВ·тч тепловой энергии производства компании ETW Energietechnik, внедренные в эксплуатацию с участием российского представительства — компании AXELOT-TECH.

Рис. 1. Логистический распределительный центр компании «Спортмастер»

Автономное энергоснабжение склада позволяет решать следующие задачи:

• определять наиболее оптимальную локацию для склада с точки зрения транспортной доступности или иных условий без привязки к инфраструктуре электросетей и возможности подключения к ним, а также наличию в том или ином месте свободных мощностей у сетевых поставщиков;
• наращивать складские мощности по мере развития, внедрять новые средства и оборудование для автоматизации склада, т. е. увеличивать потребление энергии без необходимости получения разрешений и согласований со стороны сетевых компаний;
• не зависеть от состояния общих энергосетей и, как следствие, избегать последствий аварий, связанных с отключением электро­энергии;
• строить график работ по приему и отгрузке партий товара вне зависимости от фактора нагрузки на электросети и следующих из этого ограничений.

Стоит также отметить еще одну область применения собственной генерации в целях складской логистики — это хранение продуктов, требующих определенного температурного режима. Особенность этого способа применения заключается в том, что стабильная нагрузка потребителей электрической энергии на таких объектах (например, компрессорные установки требуют постоянного питания) обеспечивает постоянную выработку тепловой энергии, которая может быть преобразована в холод: таким образом можно покрывать существенную часть соответствующих потребностей.

В качестве одного из интересных примеров реализации подобных проектов можно привести склад замороженных продуктов в Гамбурге (рис. 2). Компания ETW Energietechnik выполнила проект по установке газопоршневой когенерационной установки мощностью 800 кВт·ч электрической энергии и 820 кВт·ч тепловой энергии. В период потребления тепла установка работает на выработку тепловой энергии, а в остальное время года из этого тепла в адсорбционной холодильной установке вырабатывается холод с температурой –8 °С. Интеллектуальная гидравлическая система позволяет автоматически переключать систему на холод при снижении потребления тепловой энергии по его прямому назначению, т. е. в теплосети. Тем самым достигаются еще более значимые показатели по окупаемости инвестиций и иным хозяйственно-экономическим показателям.

Рис. 2. Склад замороженных продуктов в Гамбурге

Интерес представляет собой место установки такого оборудования. Оно располагается на крыше складского здания, что позволяет не занимать площадь застройки, крайне важную для логистических предприятий. Тем не менее, находясь непосредственно на территории складов, газопоршневые установки в контейнерном исполнении не занимают много места, они достаточно компактны и полностью собраны и укомплектованы в заводских условиях производителя.

Современный склад сложно представить без систем автоматизации самого высокого уровня, позволяющих оптимизировать все логистические операции на любом этапе. Автоматизация складской логистики позволяет минимизировать негативное влияние многих факторов. Внедрение в работу склада собственных децентрализованных генерирующих мощностей расширяет границы независимости логистических компаний от неблагоприятных факторов, таких как отключение энерго­снабжения вследствие изношенности сетей и природные аномалии. Ритмичность работы склада по приему и отгрузке партий товара остается неизменной при гарантированном источнике энергии. Собственная дешевая энергия позволяет увеличивать рентабельность производства и снижать издержки по эксплуатации склада.

Децентрализованное энергоснабжение складов и логистических предприятий

Журнал Control Engineering Россия №1 (93), февраль 2021

// Февраль, 2021

На протяжении последних десяти лет в России происходит стремительное оформление распределенной или децентрализованной генерации в полноценную отрасль энергетики. Ежегодно в стране вводятся в эксплуатацию сотни мегаватт собственных генерирующих мощностей на промышленных предприятиях, объектах жилищно-коммунальной инфраструктуры и в учреждениях финансового, коммуникационного и IT сектора. Не являются здесь исключением склады, логистические и распределительные центры.

Предприятия логистической отрасли давно и активно инвестируют в проекты собственной генерации энергии с целью снижения зависимости от ограничений сетевых поставщиков по потребляемой мощности и общей минимизации затрат на энергоснабжение.

Распределенную генерацию можно рассматривать как отрасль энергетики, в которой производство энергии осуществляется с помощью генерирующих устройств малой мощности, не подключенных к единой территориальной энергосистеме, и ориентированную на удовлетворение локальных энергетических потребностей отдельных групп потребителей или территорий. Подавляющее большинство проектов в сфере распределенной энергетики реализовано на сегодняшний день с применением газопоршневых генераторных установок малой мощности до 5 МВт в единичном исполнении. На их основе создаются энергоцентры разной совокупной мощности в зависимости от существующих потребностей.

Ключевым преимуществом газопоршневых генераторных установок является принцип одновременной выработки двух видов энергии – электрической и тепловой – из одного вида энергоносителя или когенерация. Этот способ производства позволяет на 40% сократить потери энергии по сравнению с раздельной выработкой, например, на угольных ТЭЦ. Кроме того, существенно сокращаются объемы вредных выбросов в атмосферу, что делает этот способ более экологичным.

Комбинированный принцип выработки энергии возможен за счет особенностей устройства газомоторных агрегатов, являющихся с одной стороны приводом синхронного генератора, вырабатывающего электрическую энергию, а с другой стороны – источником тепловой энергии. Она возникает в процессе работы самого двигателя внутреннего сгорания в системе охлаждения, а также счет утилизации тепла отработавших газов. Высокие температуры контура охлаждения двигателя в совокупности с еще более высокой (до 500°С) температурой отработавших газов позволяют вырабатывать тепловую мощность, сопоставимую с электрической. Таким образом, электрическая мощность когенерационной установки, как правило, равна тепловой мощности, и суммарный КПД агрегата при таком соотношении достигает 90%, делая оборудование крайне эффективным с точки зрения расхода энергоносителя.

На практике когенерационные газопоршневые установки в качестве универсального источника генерации позволяют полностью покрывать нужды потребители в электрической и практически полностью – в тепловой энергии. Подобный подход в организации энергоснабжения несет в себе и массу других явных преимуществ, в том числе:

• низкую себестоимость собственной электроэнергии, отличающуюся на 40-50% от тарифов сетевых поставщиков;

• возможность планирования собственных энергозатрат без учета изменения тарифной политики сетевых поставщиков и роста тарифных ставок;

• отсутствие любых ограничений по потребляемой мощности и возможность увеличения генерации по мере необходимости;

• отсутствие необходимости достаточно затратных инвестиций в строительство энергетической инфраструктуры при подводе сетей электроснабжения.

Энергоснабжение складов и логистических предприятий

Для логистических предприятий собственная генерация энергии также несет в себе целый ряд существенных преимуществ, которые можно условно разделить на две группы: сокращение издержек эксплуатации склада и планирование склада вне зависимости от возможностей энергетической инфраструктуры в той или иной локации.

Если рассматривать подход к внедрению собственной генерации для склада с точки зрения снижения издержек, то решающим фактором здесь является профиль нагрузок объекта. Складские объекты, как правило, характеризуются тем, что имеют стабильную нагрузку потребителей в течение всего времени суток. То есть поскольку автоматизированные современные складские распределительные комплексы, например, крупных ритейлеров, работают в круглосуточном режиме, осуществляя отгрузки товара в любое время, то не происходит суточных колебаний нагрузки, например, в ночное время. В таких условиях генерирующее оборудование может работать с максимальной производительностью, что безусловно отражается на себестоимости вырабатываемой энергии. При условии, что удельный расход энергоносителя в расчете на 1 кВтч вырабатываемой мощности при полной загрузке агрегата существенно ниже, чем при частичных низких нагрузках, а эксплуатационные расходы на сервисное обслуживание привязаны к моточасам и остаются неименными вне зависимости от того, с какой мощностью работает агрегат, то в результате достигается максимально низкая себестоимость электроэнергии.

При этом не стоит сбрасывать со счетов вырабатываемую тепловую энергию, которая является фактически побочным продуктом работы генерирующего оборудования и не несет в себе никаких эксплуатационных издержек, входящих уже в себестоимость электроэнергии. Иными словами, при максимальной загрузке оборудования с точки зрения электрической нагрузки потребители получают и максимальное покрытие потребностей в тепле.

Такой режим работы оборудования прямым образом отражается на сроках окупаемости инвестиций, составляющих для проектов со среднегодовыми нагрузками от 1000 до 5000 кВтч электроэнергии не более трех лет. Причем этот результат довольно усредненный и зависит от тарифов сетевых поставщиков в том или ином регионе, а если учитывать перспективы их роста в среднесрочной перспективе, то показатели окупаемости по мере эксплуатации оборудования будут существенно сокращаться.

Стабильный суточный профиль нагрузки логистических предприятий, помимо снижения энергозатрат, несет в себе другое не менее важное преимущество, которое заключается в возможности работы оборудования в автономном режиме. Для газопоршневых генераторных установок с двигателями внутреннего сгорания существуют два основных режима работы – параллельный с сетью и автономный без сети. В первом случае подразумевается работа параллельно с внешней сетью на покрытие нагрузок потребителей. Такой режим является единственно возможным в условиях так называемого рваного профиля нагрузки, т. е. с большими набросами и сбросами, что характерно для крупного технологического оборудования, обладающего большими пусковыми токами. Генераторная установка в силу своих технических ограничений не может принять большие набросы или сбросы нагрузки самостоятельно без помощи внешней сети.

Складские объекты, даже самой высокой степени автоматизации, не располагают такими мощными потребителями. Кроме того, все современное оборудование для автоматизации складской логистики, основано на потребителях с достаточно плавным запуском и набросом нагрузки. В таких условиях появляется возможность организовать работу генерирующих установок в автономном режиме без внешней сети.

Среди крупных реализованных складских проектов, в которых энергоснабжение организовано именно по такому принципу, следует отметить логистический распределительный центр компании «Спортмастер». На площадях этого комплекса около 10 лет в автономном режиме успешно работают газопоршневые установки суммарной мощностью 2250 кВтч электроэнергии и 2540 кВтч тепловой энергии производства компании ETW Energietechnik, внедренные в эксплуатацию совместно с российским представительством – компанией AXELOT-TECH.

Автономное энергоснабжение склада позволяет решить следующие задачи:

• определять наиболее оптимальную локацию для склада с точки зрения транспортной доступности или иных задач без привязки к инфраструктуре электросетей и возможности подключения к ним, или наличия в том или ином месте свободных мощностей у сетевых поставщиков;

• наращивать складские мощности по мере развития, внедрять новые средства и оборудование для автоматизации склада, т.е. увеличивать потребление энергии без необходимости получения разрешений и согласований со стороны сетевых компаний;

• быть независимыми от состояния общих энергосетей и, как следствие, избегать последствий аварий, связанных с отключением элетроэнергии;

• строить график работ по приему и отгрузке партий товара вне зависимости от фактора нагрузки на электросети и следующих из этого ограничений.

Следует также отметить еще одну область применения собственной генерации в целях складской логистики – это хранение продуктов, требующих определенных температурных режимов. Особенность этого применения заключается в том, что стабильная нагрузка потребителей электрической энергии на таких объектах, а, например, компрессорные установки требуют постоянного питания, обеспечивает постоянную выработку тепловой энергии, которая может быть преобразована далее в холод, и таким образом можно покрывать существенную часть соответствующих потребностей.

В качестве одного из интересных примеров реализации подобных проектов можно привести склад замороженных продуктов в Гамбурге. Компанией ETW Energietechnik был реализован проект по установке газопоршневой когенерационной установки мощностью 800 кВтч электрической энергии и 820 кВт тепловой энергии. В период потребления тепла установка работает на выработку тепловой энергии, в остальное время года из этого тепла в адсорбционной холодильной установке вырабатывается холод с температурой -8°С. Интеллектуальная гидравлическая система позволяет автоматически переключать систему на холод при снижении потребления тепловой энергии по его прямому назначению, т.е. в теплосети. Тем самым достигаются еще более значимые показатели по окупаемости инвестиций и иным хозяйственно-экономическим показателям.

Интерес представляет собой место установки такого оборудования. Оно располагается на крыше складского здания, позволяя не занимать площадь застройки, крайне важную для логистических предприятий. Тем не менее, располагаясь непосредственно на территории складов, газопоршневые установки в контейнерном исполнении не занимают много места, они достаточно компакты и полностью собраны и укомплектованы в заводских условиях производителя.

Современный склад сегодня сложно представить без систем автоматизации самого высокого уровня, позволяющих оптимизировать все логистические операции на любом этапе. Автоматизация складской логистики позволяет минимизировать негативное влияние многих факторов. Внедрение в работу склада собственных децентрализованных генерирующих мощностей расширяет логистическим компаниям границы независимости от неблагоприятных факторов, таких как отключения энергоснабжения вследствие изношенности сетей и природных аномалий. Ритмичность работы склада по приему и отгрузке партий товара остается неизменной при гарантированном источнике энергии. Собственная дешевая энергия позволяет увеличивать рентабельность производства и снижать издержки по эксплуатации склада.

Компания ETW Energietechnik совместно со своим российским представительством, компанией AXELOT-TECH, предлагает заказчикам из отрасли складской логистики решения по организации комплексного независимого и децентрализованного энергоснабжения складов за счет собственной рентабельной электрической и тепловой энергии. В нашем распоряжении широкий модельный ряд газопоршневых установок с разной мощностью и для удовлетворения самых широких потребностей и создания энергетически независимого предприятия.

Сергей Федулов

Заместитель генерального директора

AXELOT-TECH

Менеджеры AXELOT будут рады ответить на все вопросы по тел. +7(495)961-26-09. Также вы можете написать нам через форму

Обратная связь

сила солнца, ветра, воды и вулканов

следующая новость >

Альтернативная энергетика: сила солнца, ветра, воды и вулканов

Альтернативная энергетика, основанная на возобновляемых источниках энергии (ВИЭ), демонстрирует большие темпы роста по всей планете. За последние четыре года ее доля в мировом потреблении электричества удвоилась и составила 20%. В России лишь 1% совокупной установленной мощности всей энергосистемы приходится на долю ВИЭ. Однако, стремление занять достойное место среди развитых стран и осознание того, что наши запасы ископаемых источников энергии хоть и велики, но не безграничны, стимулировали ряд мер по развитию этого сектора генерации. Производство энергии на основе ВИЭ получило мощную государственную поддержку¹, что вызвало интерес инвесторов. Давайте подробнее рассмотрим основные секторы альтернативной энергетики.

Солнечная энергетика. По данным исследования Global Power Industry Outlook – 2017 добыча солнечной энергии на основе фотоэлементов – фотовольтаика – станет самым быстрорастущим сегментом альтернативной энергетики, ее доля в объеме глобальных инвестиций к 2020 г. составит 37,5%. Решающий фактор для развития солнечной энергетики – количество солнечных дней в году, а не среднегодовая температура, как ошибочно полагают многие.

Получается, Россия обладает всеми необходимыми ресурсами для освоения этого сектора энергетики. По данным Института Энергетической стратегии, потенциал солнечной энергии, поступающей на территорию РФ в течение трех дней, превышает объем годового производства электроэнергии в нашей стране. Солнечные электростанции (СЭС) уже успешно функционируют в Башкортостане, Оренбургской области, на Алтае, в Хакасии и в Крыму. На данный момент в России создано 57 проектов СЭС совокупной установленной мощностью 1089 МВт, 26 из которых уже распределены между застройщиками и будут реализованы к 2022 году.

Ветровая энергетика. Сила ветра использовалась с давних времен, и сегодня она эффективно преобразуется в электроэнергию во многих странах. В Евросоюзе совокупная установленная мощность ветроэнергетических установок (ВЭУ) составляет 10% от совокупной мощности всей энергосистемы, что превышает даже долю угольной генерации. В одной только Германии ветряки производят более 20% электроэнергии, а в Дании – 42%!

Российская Федерация обладает наибольшим в мире ветроэнергетическим потенциалом. Он составляет примерно 260 ТВт⋅ч/год, что равно 30% энергии, производимой электростанциями страны. Сейчас доля ветрогенерации у нас составляет 0,01% от общей установленной мощности энергосистемы. На 70-ти процентах территории России децентрализованное энергоснабжение, но эта зона обладает богатыми ветроресурсами. Камчатка, Магаданская область, Чукотка, Сахалин, Якутия, Бурятия, Таймыр – здесь открываются большие перспективы для развития отечественной ветрогенерации. До 2022 года в России будут построены еще 43 ветроэлектростанции (ВЭС) совокупной мощностью 1651 МВт, для сравнения: на данный момент этот показатель составляет около 80 МВт.

Гидроэнергия также входит в состав возобновляемых источников энергии. Но большие ГЭС не относятся к альтернативной энергетике, так как наносят большой вред природе. Альтернативная гидроэнергетика включает малые ГЭС, приливные и волновые электростанции. Кислогубская приливная электростанция (ПЭС) была построена в 1968 году, став первой в России. Генераторы для нее были разработаны Ленинградским электромашиностроительным заводом, входящем сегодня в состав концерна «Русэлпром». На этапе строительства сейчас находятся еще 3 ПЭС.

Волновая энергетика – одно из самых молодых направлений, оно активно развивается во всем мире и имеет большие перспективы. Волновые электростанции бывают принципиально разных видов, и все они доказали свою эффективность: волновая энергетика уже составляет 1% от мировой добычи электроэнергии. Это связано с тем, что сила морской стихии имеет очень большую мощность. В этой области энергетики Россия старается не отставать от передовых технологий. В экспериментальном режиме у нас работают уже 2 волновые установки: в Приморье и в Крыму.

Геотермальная генерация. Не стоит забывать и об энергии недр земли. Источниками перегретых вод обладают множественные вулканические зоны планеты, в их числе: Камчатка, Курильские, Японские и Филиппинские острова, обширные территории Кордильер и Анд. Потенциальная суммарная рабочая мощность геотермальных электростанций в мире уступает большинству станций на иных ВИЭ, и зоны их использования невелики. Однако, они составляют большую долю в энергетике таких стран, как Исландия, Филиппины, Мексика, Италия, Индонезия. А в России геотермальная энергия уже обеспечивает электричеством Камчатку на 40%, хотя ее ресурсы еще мало освоены. У нас есть и другие потенциальные регионы для развития геотермальной энергетики: Краснодарский край, Ставрополье, Карачаево-Черкессия, Дагестан.

При переходе на альтернативные источники энергии нужно учитывать особенности конкретного региона. Россия обладает большим потенциалом во всех областях альтернативной энергетики, что является преимуществом и стимулом к развитию технологий, снижению добычи природных ископаемых и вырубки леса, а также сохранению экологии.

---

Время перемен – Журнал «Новое сельское хозяйство»

Вопро­сы ново­го регу­ли­ро­ва­ния все­го сек­то­ра аль­тер­на­тив­ной энер­ге­ти­ки ста­ли глав­ной темой фору­мов, состо­яв­ших­ся в рам­ках ган­но­вер­ской выстав­ки тех­но­ло­гий децен­тра­ли­зо­ван­но­го про­из­вод­ства элек­тро­энер­гии и теп­ла в сель­ском хозяй­стве Energy Decentral.

По доб­рой тра­ди­ции в нояб­ре рос­сий­ские спе­ци­а­ли­сты сель­ско­го хозяй­ства целы­ми само­ле­та­ми и деле­га­ци­я­ми при­ез­жа­ют в Ган­но­вер на выстав­ку EuroTier. Парал­лель­но с глав­ной живот­но­вод­че­ской выстав­кой Гер­ма­нии рабо­та­ет еще одна выстав­ка, посвя­щен­ная инно­ва­ци­ям в зеле­ной энер­ге­ти­ке и децен­тра­ли­зо­ван­но­му исполь­зо­ва­нию источ­ни­ков энер­гии. Она так и назы­ва­ет­ся «Децен­тра­ли­зо­ван­ное энер­го­снаб­же­ние» (Energy Decentral). Здесь не так часто встре­тишь наших сооте­че­ствен­ни­ков, как в основ­ных пави­льо­нах «Евро­Ти­ра», одна­ко то тут, то там все‑таки слыш­на рус­ская и укра­ин­ская речь.

В этом году под выстав­ку Energy Decentral было выде­ле­но два обшир­ных пави­льо­на, где свои тех­но­ло­гии и услу­ги пред­ста­ви­ли око­ло 400 экс­по­нен­тов, из кото­рых более полу­сот­ни при­е­ха­ли в Ган­но­вер из-за рубе­жа. Если к это­му доба­вить 40 тысяч гостей, посе­тив­ших выстав­ку за четы­ре дня ее рабо­ты, мож­но пред­ста­вить себе мас­штаб про­ис­хо­дя­ще­го. Каж­дый, кто инте­ре­су­ет­ся зеле­ной энер­ге­ти­кой, мог най­ти «свою тему». Про­из­вод­ство био­га­за; твер­дое и жид­кое био­топ­ли­во; тех­но­ло­гии обо­га­ще­ния и ути­ли­за­ции; очист­ка отра­бо­тан­ных газов; без­опас­ность и устой­чи­вое раз­ви­тие; про­из­вод­ство, рас­пре­де­ле­ние и хра­не­ние энер­гии; систе­мы управ­ле­ния и кон­тро­ля; постав­ка элек­тро­энер­гии в сеть на ком­мер­че­ской основе…

Спе­ци­а­ли­сты счи­та­ют, что децен­тра­ли­зо­ван­ное про­из­вод­ство энер­гии (т. е. забор теп­ла и энер­гии от источ­ни­ка, не име­ю­ще­го свя­зи с общей энер­го­си­сте­мой) пере­ста­ло быть нише­вым рын­ком. Поли­ти­ки и биз­не­сме­ны при­зна­ют, что обя­за­тель­ства, кото­рые при­ня­ла на себя Гер­ма­ния, невоз­мож­но реа­ли­зо­вать без того потен­ци­а­ла, кото­рый несет децен­тра­ли­за­ция про­из­вод­ства элек­тро­энер­гии и теп­ла в про­мыш­лен­но­сти, биз­не­се и сель­ском хозяй­стве. В насто­я­щее вре­мя такой спо­соб энер­го­снаб­же­ния дока­зы­ва­ет свою зна­чи­мость и надеж­ность, под­твер­жда­ет свой зна­чи­тель­ный вклад в эко­ло­гию и сни­же­ние про­из­вод­ствен­ных затрат.

Новые правила

Мно­гие немец­кие пред­при­ни­ма­те­ли и фер­ме­ры сего­дня зада­ют­ся вопро­сом, кото­рый как нико­гда бли­зок рос­си­я­нам, а имен­но: как выжи­вать, если усло­вия игры посто­ян­но меня­ют­ся? В подоб­ном состо­я­нии нахо­дят­ся не толь­ко нем­цы, но и все евро­пей­цы. В Гер­ма­нии мно­гие участ­ни­ки рын­ка аль­тер­на­тив­ной энер­ге­ти­ки оза­да­че­ны послед­ни­ми реше­ни­я­ми феде­раль­но­го пра­ви­тель­ства. От зна­ме­ни­то­го немец­ко­го зако­на о воз­об­нов­ля­е­мых источ­ни­ках энер­гии (EEG), поло­же­ния кото­ро­го в том или ином виде ско­пи­ро­ва­ли для себя мно­гие дру­гие стра­ны, ниче­го не оста­ет­ся, хотя его испол­не­ние при­ве­ло к быст­ро­му росту зеле­ной энер­ге­ти­ки. Закон допол­нен боль­шим коли­че­ством попра­вок, нега­тив­ным обра­зом вли­я­ю­щих на раз­ви­тие отрасли.

Одной из таких попра­вок ста­ла отме­на бону­сов за очист­ку био­ме­та­на, суще­ство­вав­ших едва ли не с 2004 года, когда ста­ли стро­ить пер­вые био­га­зо­вые уста­нов­ки и про­во­дить так назы­ва­е­мые откры­тые аукционы.

Биогаз

На годо­вом собра­нии Немец­кой био­га­зо­вой ассо­ци­а­ции, орга­ни­зо­ван­ном в рам­ках выстав­ки Energy Decentral, пре­зи­дент Ассо­ци­а­ции Хорст Зай­де под­вел пер­вые ито­ги рабо­ты отрас­ли после вступ­ле­ния в силу попра­вок в закон EEG.

– При­чин для радо­сти не так мно­го, как хоте­лось бы, – заме­тил Х. Зай­де. – До кон­ца года вой­дут в строй дей­ству­ю­щих и будут под­клю­че­ны к сетям не более 150 новых стан­ций. В 2017 году ожи­да­ет­ся такой же невы­со­кий уро­вень актив­но­сти. Боль­шей частью эти новые стан­ции функ­ци­о­ни­ру­ют на жид­ком наво­зе, а их элек­три­че­ская мощ­ность не пре­вы­ша­ет 75 кВт. Общий объ­ем вновь уста­нов­лен­ной мощ­но­сти био­га­зо­вых стан­ций в 2016 году не пре­вы­сит 150 МВт. Из это­го объ­е­ма толь­ко 10 МВт мощ­но­сти выра­ба­ты­ва­ют элек­тро­энер­гию регу­ляр­но. Если при этом учесть оста­нов­лен­ные стан­ции, то при­рост про­из­вод­ствен­ной мощ­но­сти ока­жет­ся рав­ным нулю.

– Постав­ка элек­тро­энер­гии в сеть не может стать финан­со­вой осно­вой рабо­ты био­га­зо­вых стан­ций. Необ­хо­ди­мы допол­ни­тель­ные суб­си­дии, а так­же закры­тие ста­рых ТЭЦ, рабо­та­ю­щих на угле, и сокра­ще­ние объ­е­ма про­из­вод­ства элек­тро­энер­гии на осно­ве иско­па­е­мых источ­ни­ков энер­гии, – разъ­яс­нил Х. Зайде.

Био­га­зо­вые тех­но­ло­гии могут вне­сти суще­ствен­ный вклад в дости­же­ние кли­ма­ти­че­ских целей, а так­же сыг­рать опре­де­лен­ную роль на рын­ке теп­ла, счи­та­ют в Ассо­ци­а­ции. Акту­аль­ное иссле­до­ва­ние био­га­зо­вой Ассо­ци­а­ции сви­де­тель­ству­ет, что мно­гие стан­ции име­ют весь­ма раци­о­наль­ную кон­цеп­цию выра­бот­ки теп­ла и более тре­ти опро­шен­ных фер­ме­ров дума­ют об уве­ли­че­нии мощ­но­сти или пла­ни­ру­ют вплот­ную занять­ся био­га­зом, т. е. на рын­ке при­сут­ству­ет реаль­ный потен­ци­ал раз­ви­тия. «Одна­ко цены на теп­ло, выра­ба­ты­ва­е­мое на био­га­зо­вых стан­ци­ях, долж­ны соот­вет­ство­вать сред­не­ры­ноч­ным тари­фам», – пола­га­ет Х. Зайде.

– Нам пред­сто­ит в бли­жай­шие годы устра­нить суще­ству­ю­щие пре­пят­ствия для даль­ней­ше­го раз­ви­тия коге­не­ра­ции в Гер­ма­нии и в Евро­пе в целом, – счи­та­ет Хорст Зай­де. – Для это­го необ­хо­ди­мо про­ве­сти в 2017 году откры­тые аук­ци­о­ны на био­га­зо­вые уста­нов­ки мощ­но­стью свы­ше одно­го мега­ват­та и реа­ли­зо­вать общую стра­те­гию Евро­со­ю­за по теп­лу и кондиционированию.

На этом фоне боль­шин­ство про­из­во­ди­те­лей обо­ру­до­ва­ния для коге­не­ра­ции про­дол­жа­ет совер­шен­ство­вать свои тех­но­ло­гии. Низ­ко­за­трат­ные и эффек­тив­ные реше­ния ста­но­вят­ся суще­ствен­ным допол­не­ни­ем к про­из­вод­ству элек­три­че­ства на осно­ве энер­гии солн­ца и вет­ра. Откры­тые аук­ци­о­ны, стро­и­тель­ство новых и модер­ни­за­ция ста­рых био­га­зо­вых стан­ций поз­во­лят создать рамоч­ные усло­вия для даль­ней­ше­го рас­ши­ре­ния стро­и­тель­ства уста­но­вок для децен­тра­ли­зо­ван­но­го про­из­вод­ства элек­три­че­ства и тепла.

Солнце и ветер

Начи­ная с 2012 года, око­ло 80 % ком­па­ний, рабо­тав­ших на рын­ке фото­воль­та­и­ки в Гер­ма­нии, про­шли через банк­рот­ство. По дан­ным немец­кой Ассо­ци­а­ции сол­неч­ной энер­ге­ти­ки (BSW-Solar) было поте­ря­но око­ло 70 тысяч рабо­чих мест. Кро­ме того, идет нескон­ча­е­мая цено­вая вой­на с ази­ат­ски­ми про­из­во­ди­те­ля­ми сол­неч­ных пане­лей. К при­ме­ру, неко­то­рые китай­ские про­из­во­ди­те­ли опу­сти­ли цены на свои сол­неч­ные моду­ли до 0,43 USD за 1 Ватт. Пане­ли евро­пей­ско­го про­из­вод­ства не могут сто­ить дешев­ле 0,50 USD за 1 Ватт.

А вот вет­ро­энер­ге­ти­ка пере­жи­ва­ет свой золо­той век. Вет­ря­ки ста­но­вят­ся выше, мощ­нее и про­из­во­ди­тель­нее. Соглас­но дан­ным меж­ду­на­род­но­го агент­ства REN21, в Евро­пе и Соеди­нен­ных Шта­тах вет­ро­ге­не­ра­ция оста­ет­ся лиди­ру­ю­щим спо­со­бом полу­че­ния аль­тер­на­тив­ной энер­гии с точ­ки зре­ния объ­е­ма вновь уста­нов­лен­ных мощностей.

Общий миро­вой при­рост новых мощ­но­стей вет­ро­энер­ге­ти­ки в 2015 году побил рекорд в 63 ГВт, а общая уста­нов­лен­ная мощ­ность вет­ро­ге­не­ра­ции достиг­ла пока­за­те­ля 433 ГВт. Клю­че­вая роль в дости­же­нии рекор­да при­над­ле­жа­ла стра­нам Афри­ки, Азии и Север­ной Америки.

Веду­щая роль вет­ро­ге­не­ра­ции про­сле­жи­ва­ет­ся и в Гер­ма­нии, несмот­ря на тот факт, что, рав­ня­ясь на Брюс­сель, Гер­ма­ния гото­ва заме­нить зеле­ные тари­фы на меха­низм откры­тых аук­ци­о­нов. Но это еще впе­ре­ди. Пока же в пер­вой поло­вине 2016 года ввод в экс­плу­а­та­цию новых назем­ных мощ­но­стей вет­ро­уста­но­вок соста­вил 1892 МВт, что на 73 % боль­ше, чем в ана­ло­гич­ном пери­о­де про­шло­го года. Учи­ты­вая уже согла­со­ван­ные про­ек­ты, экс­пер­ты рас­счи­ты­ва­ют, что общий объ­ем вве­ден­ных в строй мощ­но­стей в 2016 году достиг­нет отмет­ки 4000 – 4400 МВт. Про­ек­ты, одоб­рен­ные до кон­ца 2016 года и реа­ли­зо­ван­ные в после­ду­ю­щие два года, полу­чат финан­си­ро­ва­ние в рам­ках ста­ро­го зако­на (EEG). Мож­но наде­ять­ся, что тен­ден­ция к повы­ше­нию мощ­но­стей сохра­нит­ся и в 2017 году.

Золотые и серебряные медали

Если про­ана­ли­зи­ро­вать коли­че­ство инно­ва­ций, заре­ги­стри­ро­ван­ных на выстав­ке, наи­боль­шее их чис­ло отно­сит­ся к про­из­вод­ству био­га­за и био­ме­та­на. Речь идет о тех­но­ло­ги­ях, поз­во­ля­ю­щих исполь­зо­вать аль­тер­на­тив­ные виды суб­стра­та, реше­ни­ях по уве­ли­че­нию емко­сти хра­не­ния био­га­за и росту энер­го­эф­фек­тив­но­сти проектов.

Инте­рес­ные тех­ни­че­ские новин­ки были пред­став­ле­ны и в обла­сти сжи­га­ния твер­до­го топ­ли­ва: дре­ве­си­ны, соло­мы, мис­кан­ту­са. Так, напри­мер, сжи­га­ние соло­мы, кото­рое огра­ни­чи­ва­лось уста­нов­ка­ми сред­ней и боль­шой мощ­но­сти, теперь ока­зы­ва­ет­ся воз­мож­ным в кот­лах малой мощности.

Все­го на кон­курс Energy Decentral было пред­став­ле­но 18 нови­нок, пре­тен­до­вав­ших на меда­ли выстав­ки. В ито­ге стро­гое жюри опре­де­ли­ло четы­рех побе­ди­те­лей. Была при­суж­де­на одна золо­тая и три сереб­ря­ные награды.

Золо­тую медаль за инно­ва­ции на выстав­ке Energy Decentral 2016 полу­чи­ла австрий­ская ком­па­ния Biokompakt Heiztechnik GmbH за новый котел для сжи­га­ния твер­до­го топ­ли­ва со встро­ен­ным элек­три­че­ским пылес­бор­ни­ком, обес­пе­чи­ва­ю­щим самый низ­кий уро­вень пыли для тако­го клас­са обо­ру­до­ва­ния. Новый котел про­шел экс­пер­ти­зу TÜV SÜD, кото­рая под­твер­ди­ла: мак­си­маль­ное содер­жа­ние пыли в выхлоп­ных газах систе­мы Biokompakt не пре­вы­ша­ет 20 мг / м3, что ниже офи­ци­аль­ных сани­тар­ных норм.

Сереб­ря­ную медаль за инно­ва­ции полу­чи­ла ком­па­ния из Нидер­лан­дов Wiefferink за так назы­ва­е­мую систе­му ком­би-бэгов, кото­рая дает воз­мож­ность быст­ро, лег­ко и эко­но­мич­но уве­ли­чить объ­ем хра­не­ния жид­ких сто­ков сель­ско­хо­зяй­ствен­но­го про­из­вод­ства, под­ле­жа­щих ути­ли­за­ции. Эта тех­но­ло­гия так­же поз­во­ля­ет улав­ли­вать метан, обра­зу­ю­щий­ся при хра­не­нии жид­ко­го наво­за и уле­ту­чи­ва­ю­щий­ся в атмо­сфе­ру из откры­тых лагун. Новин­ка, пред­став­лен­ная на выстав­ке, – это пер­вый ком­би-бэг сфе­ри­че­ской фор­мы, поз­во­ля­ю­щий луч­ше пере­ме­ши­вать содер­жи­мое и рав­но­мер­нее рас­пре­де­лять дав­ле­ние газа. В резуль­та­те резер­ву­ар сфе­ри­че­ской фор­мы выдер­жи­ва­ет рабо­чее дав­ле­ние до 10 мбар (хра­ни­ли­ща приз­ма­ти­че­ской фор­мы – 1,5 мбар). Еще одно пре­иму­ще­ство сфе­ры – воз­мож­ность при оди­на­ко­вой пло­ща­ди поверх­но­сти акку­му­ли­ро­вать гораз­до боль­ший объ­ем газа.

Пока поли­ти­ки обсуж­да­ют целе­со­об­раз­ность исполь­зо­ва­ния пло­до­род­ных пахот­ных земель для выра­щи­ва­ния био­топ­ли­ва, биз­нес, не дожи­да­ясь поли­ти­че­ских реше­ний, ищет аль­тер­на­ти­вы и ста­ра­ет­ся заме­нить цен­ный куку­руз­ный силос, исполь­зу­е­мый в био­га­зо­вых уста­нов­ках, на аль­тер­на­тив­ный суб­страт: рас­ти­тель­ные остат­ки, бога­тый клет­чат­кой кон­ский и коро­вий навоз, сено, соло­му в тюках и т. д. Но подоб­ное сырье для быст­ро­го раз­ло­же­ния био­мас­сы и высо­ко­го выхо­да био­га­за тре­бу­ет пред­ва­ри­тель­ной обра­бот­ки: ведь под­гнив­ший рулон соло­мы цели­ком в фер­мен­тер не поло­жишь. Для меха­ни­че­ско­го измель­че­ния и под­го­тов­ки био­мас­сы «Груп­па Шума­хер» под брен­дом Rasspe пред­ста­ви­ла новый уни­вер­саль­ный измель­чи­тель RS CutMaster, кото­рый по сво­им харак­те­ри­сти­кам пре­взо­шел ана­ло­ги, име­ю­щи­е­ся на рын­ке и, види­мо, будет вос­тре­бо­ван фер­ме­ра­ми, кото­рые пла­ни­ру­ют заме­нить куку­ру­зу на аль­тер­на­тив­ное сырье в био­га­зо­вых стан­ци­ях. Новин­ка, заво­е­вав­шая сереб­ря­ную медаль выстав­ки Energy Decentral, пред­на­зна­че­на для круп­ных хозяйств и для тех видов сырья, кото­рые встре­ча­ют­ся не столь часто, и в про­тив­ном слу­чае оста­лись бы невостребованными.

Снизу вверх: Проектирование децентрализованной энергосистемы | Новости

| Контакты по связям со СМИ

---

Междисциплинарная группа представляет сеть будущего

Пришло время обновить ваш браузер. Он не поддерживает тег видео.

18 февраля 2022 г. | Коннор О’Нил | Связь со СМИ

---

В США появляется далеко идущее видение будущего электросетей. Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии Министерства энергетики (DOE).

За последние несколько лет это видение выросло из теории на доске в реальную силу. эксперименты на лабораторном оборудовании.

Это называется «Автономные энергетические сети» (АЭГ), попытка обеспечить сеть будущего может управлять растущей базой интеллектуальных энергетических устройств, переменной возобновляемой энергии, и расширенные элементы управления.

“Сетка будущего будет гораздо более распределенной и слишком сложной, чтобы ее можно было контролировать с помощью сегодняшних методы и технологии», — сказал Бенджамин Кропоски, директор Power Systems NREL. Инженерный центр. «Нам нужен путь, чтобы добраться туда — чтобы раскрыть потенциал всех этих интеграции новых технологий в энергосистему».

Усилия AEG предусматривают самоуправляемую энергетическую систему — очень «осведомленную» сеть технологий. и распределенные элементы управления, которые работают вместе для эффективного согласования двунаправленной энергии предложение к спросу на энергию. Это жесткий поворот от сегодняшней системы, в которой централизованно контроль используется для управления односторонними перетоками электроэнергии к потребителям по линиям электропередач которые исходили от центральных генераторов.

Вместо этого сетки AEG состоят друг из друга, как фрактальная группа микросетей. Секции или «ячейки» AEG используют всепроникающую связь и управляемость для постоянного добиваться своих лучших условий работы, которые приспосабливаются к темпераменту клиента спрос, доступная генерация и ценообразование.

Децентрализованное управление решает несколько проблем для нашей изменяющейся сети. Миллиардами новых энергетических устройств, генерирующих энергию из переменных ресурсов, трудно управлять централизованно — проблема слишком сложна. Помимо технических препятствия, нашим сетям также нужна новая парадигма устойчивости, защита от стихийных бедствий и кибератак.

AEG использует ресурсы, которые у нас есть (и еще несколько в пути), чтобы создать наиболее устойчивый и экономичная сетка возможна. На данный момент AEG представляет собой высокотеоретическую основу для наши будущие энергетические системы, из которых можно построить, с потенциальным применением через 10 лет и только несколько первых пользователей в настоящее время испытывают эту технологию. Но он приближается очень конкретное будущее.

Это потому, что команда NREL начала с создания прочного фундамента: теории, лежащей в основе АЕГ.

Заполнение пробелов в литературе

AEG следует из текущего проекта передового энергетического агентства Министерства энергетики, Advanced Агентство исследовательских проектов-Энергетика (АРПА-Э). Группа ученых NREL, работающих в Программа ARPA-E оптимизированных распределенных энергетических систем (NODES) сконцентрирована по разработке оперативных методов оптимизации и управления энергосистемами.

Исследователи NREL Аннабель Пратт, Чин-Яо Чанг, Бри-Матиас Ходж и Бенджамин Кропоски сотрудничает в Энергетическом центре Power Systems в области интеграции энергетических систем Объект (ESIF) в NREL.

«Я бы сказал, что для нас все началось с NODES», — сказал старший научный сотрудник AEG Technical. Ведущий Андрей Бернштейн. «С точки зрения алгоритмов и структуры, NODES охватывает только один ячейка — одно ограниченное сообщество. Затем Бену пришла в голову идея иметь клетки, которые взаимодействуют друг с другом. друг с другом, чтобы сформировать иерархическую систему, которая могла бы покрыть всю сетку. Это как это перешло к многоклеточной перспективе».

С запуском NODES в 2015 году Бернштейн и его коллега-исследователь NREL Эмилиано Далл’Анезе нацелились на новые алгоритмы для распределенной сетки. В этих алгоритмах используется ограниченное вычисление многих клиентских устройств (например, инверторов) для функциональной работы сетки.

«Наши основные алгоритмы основаны на теории оптимизации и управления, — сказал Бернштейн. «Если вы обратитесь к литературе, то увидите, что между ними существует разрыв: оптимизация находит решения. (но игнорирует реальные условия), в то время как алгоритмы управления работают для стабилизации в не идеальные условия. Мы соединяем два домена».

Бернштейн и Далл’Анезе много публиковали на эту тему, создавая теоретическую основу для этой новой дисциплины в их документах «Оптимизация распределительных сетей на основе обратной связи в реальном времени: единый подход » и « Онлайн-оптимизация в качестве контроллера обратной связи: стабильность и отслеживание ». В последовательных проблемах, с которыми они сталкиваются, преобладают несколько жестких фактов. Например, поток энергии непрерывен, а измерения — нет; и умные дома и фотоэлектрические инверторы не являются суперкомпьютерами, которые могут решить сложную оптимизацию проблемы.

«Что нового в нашем решении, так это то, что мы решаем проблему, состоящую из двух частей», — сказал Кропоски. «Во-первых, из-за большого количества устройств мы не можем использовать централизованное управление, но вместо этого должны распространять задачу оптимизации. Другая проблема в том, что у нас есть изменяющиеся во времени условия, поэтому оптимизация меняется каждую секунду и должны быть решены в режиме реального времени».

Наследие NREL в этой области помогло найти путь к реальной реализации. В Калифорнии и на Гавайях — двух штатах, которые выиграют от AEG, — NREL помог устранить неполадки. дюжина проблем, связанных с инверторами, установленными заказчиком, продвигая их состояние искусство в пути. Что происходит, например, когда вращающиеся генераторы, уравновешивающие частоты в 60 (или 50) Гц выведены из эксплуатации? Методы, разработанные для Гавайев, а затем использованные в Калифорнии, помогли ответить на этот вопрос, добавив в инверторы функции интеллектуальной сети. повысить стабильность.

Остаются и другие проблемы, такие как определение полного набора функций инвертора, необходимых для стабилизации сети, а также необходимых стимулов.

На теоретическом уровне AEG объединяет эти разработки вместе с опытом NREL. в разработке технологий управления, управлении микросетями и распределительными системами, а также кибербезопасности — в более крупную и полную теорию. Расширяющееся сообщество AEG, которое Созванный в апреле во время семинара в NREL, основное внимание уделяется пониманию всех частей головоломки и устранению пробелов. Но Пока алгоритмы AEG все еще находятся в разработке, команда привлекает партнеров по всему миру. отрасли промышленности и энергетики, чтобы увидеть, как AEG выглядит на практике.

Текстовая версия

Набирает обороты

Подобно сетке, которую команда оптимизирует, появляются распределенные «ячейки» поддержки для АЕГ. В рамках лаборатории круг участников AEG расширяется благодаря на финансирование исследовательских проектов, направляемое NREL. Как руководитель проекта исследователь, Кропоски хочет, чтобы мяч продолжал вращаться в других областях энергии, в то время как теоретики продолжают собирать скелет программы.

Одной из таких областей является энергия ветра, в которой будущее AEG также предполагает автономную ветряная электростанция. Дженнифер Кинг, исследователь из NREL, провела последний год, создавая срез ветра AEG.

«Это один из моих самых любимых проектов, — сказал Кинг. “Это хорошее сочетание прикладного исследования, но мы по-прежнему работаем на фундаментальном, техническом уровне».

Работа Кинга помогает заложить фундамент AEG — решить задачи оптимизации для саморегулирующихся ячеек размером с ветряную электростанцию. Но ее исследования также касаются оптимально интегрируя переменную поставку энергии ветра.

“Сегодня просто не существует методов и связи между технологиями”, — сказал Кинг. «Одна из мыслей состоит в том, что здания могут перераспределять свою нагрузку, чтобы попытаться соответствовать ( переменная мощность ветра), поэтому мы работаем с командой по строительству, чтобы понять как.”

Тенденции, предшествующие AEG, уже проявляются и в области зданий. Министерство энергетики недавно выделило гранты на автоматизированное управление зданиями. Дополнительное финансирование автономных ветроэнергетических систем, поступающее от Управления Министерства энергетики США. Энергоэффективность и возобновляемые источники энергии направлены на улучшение работы ветряных электростанций с Концепция АЕГ. Усилия также недавно получили поддержку через Фонд коммерциализации технологий Министерства энергетики США.

Внедряя эти сложные системы, AEG направляет свой прогресс в направлении единое решение для сети. Но при этом AEG также открывает двери Пандоры. коробка технических задач. «Чем больше мы копаем, тем больше тем мы находим, которые нуждаются решать», — сказал Кропоски.

Среди них шкала. В настоящее время команда моделирует AEG с несколькими сотнями узлов. на высокопроизводительном компьютере, расположенном в Центре интеграции энергетических систем NREL. Но такие регионы, как Bay Area, имеют более 20 миллионов контрольных точек. Как бы AEG выступит, если будет развернуто там? И какие рыночные стимулы потребуются для этого?

Попытка решить судьбу миллиона вещей посекундно — вот где вызов.

— Дженнифер Кинг, исследователь NREL

От основ к функциональности

Коротко выразился Кинг: «Время решения алгоритма требуется каждую секунду. ежесекундно решать судьбу миллиона вещей — вот в чем трудность приходит в.”

Кроме того, выходя за пределы теоретического мира, реальные энергетические системы создают реальные проблемы. Коммуникации задерживаются, сетевые устройства поступают от многих поставщиков, а данные не всегда доступны там, где это необходимо. Это особая задача для Бернстайна и команды, чья алгоритмы должны быть надежными, несмотря на не очень идеальные условия.

«Допустим, мы создаем очень хорошие алгоритмы, — сказал Бернштейн. «Они по-прежнему зависят от физика — топология линий и модели устройств. Если вы находитесь в здании и вы хотите выбрать, что включить или выключить, вам нужно иметь точную модель этого здания, которое может быть трудно найти».

Чтобы преодолеть такие особенности, как модели устройств, Бернштейн использует большие данные и инструменты машинного обучения.

“Иногда определить модель сложнее, чем научиться быть оптимальным на основе данных и измерений, — сказал Бернстайн. — Вместо того, чтобы строить модели, мы используем данные научиться оптимальному поведению напрямую».

Другие условия ограничивают AEG; есть висящие вопросы о том, как организовать коммуникационную инфраструктуру и, что особенно важно, как обеспечить это будущее инфраструктуры от киберугроз. Такие практические вопросы будут в центре внимания AEG. принимает реальную форму.

Путь к рынку Подтверждение

Хотя Kroposki прогнозирует 10-летнюю работу, появление AEG на рынке может произойти раньше. Есть уже продвигаются к коммерциализации алгоритмов AEG. Теория, что Бернштейн и Dall’Anese, построенный для питания AEG, был выбран программой I-Corps Министерства энергетики США для продвижения на рынок. IP Group также выбрала AEG в качестве кандидата на технологическое ускорение. портфолио.

Промышленность тоже отстает от видения. Siemens сотрудничает с NREL для разработки методы распределенного управления при поддержке Управления технологий солнечной энергии Министерства энергетики США. Точно так же совместная работа NREL с Eaton основана на усилиях AEG по автономные, электрифицированные мобильные решения.

Первый реальный тест алгоритмов AEG проходит в Сономе. виноградник. Микросеть фермы Stone Edge Farm Estate была запрограммирована на распределенное управление. используя теорию, первоначально разработанную Бернштейном и Далл’Анезе.

NREL также изучил, как поддерживать рынок распределенной энергии с использованием блокчейна — вариант для так называемых транзакционных энергетических рынков. Кропоски ожидает, что «вы вероятно, увидеть, как AEG появляется снизу вверх; начиная с больниц, университетских городков и сообщества».

Действительно, небольшое совместное предприятие в Колорадо, Holy Cross Energy, уже внедряет методы управления, полученные в результате работы ARPA-E NODES.

По мере развития теории — от основ к моделированию и маломасштабному применению — Кропоски надеется, что участие также будет расти.

“Есть много людей, работающих над крошечными аспектами этого… мы рассматриваем это как широкое видение. Если вы заинтересованы в этой работе, пожалуйста, свяжитесь с нами».

Узнайте больше о работе NREL по модернизации сети.

—Коннор О’Нил

мы должны децентрализовать и потреблять меньше нашей энергетической системы и вызываемых ею выбросов CO2. Тем не менее, возобновляемых источников энергии недостаточно: сосредоточение внимания на нисхождении энергии и децентрализации не менее или даже более важно.

Давайте посмотрим подробнее и поймем, почему.

Солнечная энергия: возобновляемая энергия со многими преимуществами

Структура любого общества во многом определяется качеством и доступностью источников энергии, поддерживающих его.

В случае с современными обществами сжигание ископаемого топлива, а именно угля, нефти и газа, позволило человечеству «прогрессировать» за последние несколько десятилетий с побочными эффектами, которые мы все знаем: высвобождение и экспоненциальное увеличение концентрации парниковых газов в атмосфере.

Кредиты: Наш мир в данных, доступен здесь

Одним из наиболее востребованных решений для борьбы с этими загрязняющими ископаемыми видами энергии является солнечная энергия, то есть производство энергии с помощью фотоэлектрических солнечных панелей.

А солнечная энергия хорошая идея?

Похоже на то: особенно если вы увлекаетесь биомимикрией, т. е. изучаете 4,6 миллиарда лет существования Природы, 3,5 миллиарда из которых были жизнью, и понимаете, что единственная форма энергии, используемая в мире природы, исходит от солнца. .

Можно было бы легко написать о хрупком и невероятном балансе Земли: где грибы берут минералы из горных пород, чтобы питать растения и почвенные микроорганизмы, получая при этом питательные вещества от растений благодаря их фотосинтезу.

Но дело не в этом. Мы по-прежнему делаем доводы в пользу солнечной энергии!

На самом деле, солнечная энергия также кажется отличным источником энергии, учитывая, что цена на солнечные панели резко упала в последние годы, что способствовало их росту и широкому распространению.

К сожалению – да, всегда есть «но» – солнечная энергия становится менее привлекательной, когда мы думаем, что солнце не всегда светит, особенно в более облачных странах. Вот почему мы не полностью отказались от электростанций, работающих на ископаемом топливе, которые, когда их запускают, вызывают колебания на рынке энергии и увеличивают счета за электроэнергию в конце месяца.

Скрытая стоимость солнечных панелей и солнечной энергии

Кроме того, средняя эффективность солнечной панели составляет всего около 20%-25% и необходимость занимать большую площадь, которую необходимо подготовить (иногда это приводит к вырубке лесов и потере биоразнообразия) являются другими недостатками солнечной энергии. .

И давайте не будем забывать, как сложно сохранить эту энергию для последующего использования: для этого требуются литиевые батареи, которые очень трудно перерабатывать и которые, как и солнечные батареи, состоят из нескольких редких минералов.

Также помните, что эти полезные ископаемые связаны с добычей полезных ископаемых, что означает большую вырубку лесов, использование земли, тонны (загрязненной) воды, которая часто безответственно сбрасывается и загрязняет экосистемы… Не говоря уже о тяжелой технике, экскаваторах и топливе, необходимом для их работы…

Из любопытства может быть интересно изучить некоторые последствия, связанные с производством iPhone, в видеоролике под названием: 4 причины, по которым планета не может производить больше iPhone.

Таким образом, мы можем понять, что, несмотря на то, что солнечная энергия и электрификация являются основополагающими для декарбонизации, они не идеальны и имеют широкий спектр последствий.

Фактически, хотя доля возобновляемых источников энергии, таких как солнечная, ветровая, геотермальная, гидроэнергия, биомасса, увеличивается в глобальном масштабе, общая доля загрязнения от энергетического сектора также увеличивается.

Причина?

Постоянно растущее потребление энергии и почему возобновляемых источников энергии недостаточно

Потребление энергии растет быстрее, чем мы обезуглероживаем энергию — вот почему.

Следовательно, важно избегать выработки энергии из первых рук: наибольшее снижение нашего энергетического воздействия должно происходить за счет сокращения необходимой нам энергии. Это первое, что нам нужно иметь в виду, когда речь идет о снижении воздействия нашего энергопотребления.

Только после этого мы должны сосредоточиться на эффективном использовании и производстве энергии.

У этой дихотомии между правильным направлением и нежелательным воздействием есть только одно решение: мы должны перестать верить в технологические решения (существующие или еще не открытые), которые решат экологические проблемы, при этом веря, что нам не придется ничего менять. в том, как мы живем.

Какими бы важными ни были или могут быть современные и будущие технологические решения (а они есть и будут!) мы должны начать думать о том, что мы должны адаптировать свой образ жизни – в то время как частный и государственный секторы также вносят свой вклад.

Моллисон и Холмгрен, «основатели» движения пермакультуры, были одними из первых, кто придумал/спланировал, как сократить потребление энергии, используя целостный системный подход.

Среди многих предложений относительно пассивных систем, т. е. конструкций, которые требуют меньше энергии благодаря своей конструкции, наиболее частыми являются посадка деревьев для защиты от холодных ветров или тщательное рассмотрение солнечной ориентации дома (см. ).

Продолжая тему энергетики, вы можете также изучить концепцию EROI (Energy Return On Investment), связанную с количеством энергии, необходимой обществу для поддержания себя. Но что это на самом деле означает?

Это означает, что если мы посмотрим глубже, мы поймем, что эффективность добычи нефти с течением времени снижается — как и ее EROI — и что энергетический голод нашего общества должен замедлиться, даже с использованием возобновляемых источников энергии.

Меньше потреблять и потреблять энергию друг друга

И последнее, но не менее важное: тема децентрализации энергетики, а не только перехода к системам возобновляемой энергии, также очень актуальна для перехода к энергетике.

Таким образом, важно, чтобы мы двигались от централизованных, капиталоемких мегапроектов к децентрализованным и разумным маломасштабным проектам по производству энергии.

Во всем мире централизованные энергетические системы, основанные на ископаемом топливе, поддерживаются крупными капитальными проектами за счет государственных инвестиций и кредитов (хотя многие тем временем имеют частный капитал).

Это привело к повышению цен на энергоносители, к определенному несоответствию с ЦУР (целями устойчивого развития) и подвержению стран риску EROI (который снижается) для поддержки сложных обществ.

Более того, централизованная, устаревающая и устаревшая энергетическая инфраструктура иногда не обслуживается правительствами, что в некоторых странах приводит к постоянным отключениям электроэнергии с разрушительными социально-экономическими последствиями.

В конечном счете, централизованные энергетические системы более склонны к политическим маневрам и схемам. Как насчет децентрализованных энергетических систем?

Децентрализованное производство энергии

Децентрализованные энергетические системы более устойчивы в долгосрочной перспективе.

Почему?

Потому что они имеют большую сетевую связь между участниками (производителями энергии), что укрепляет связи и лучше поддерживает разрывы в энергосистеме, при этом пользуясь государственной и частной собственностью.

В зависимости от действующего законодательства децентрализованные энергетические системы полагаются на мелких производителей возобновляемой энергии, которые подключены через децентрализованную сеть к конечным пользователям, которые могут покупать, а также производить энергию и продавать ее обратно в сеть или местную микросеть.

Это означает, что можно одновременно быть производителем и потребителем энергии.

Недавний (апрель 2021 г. ) документальный фильм из Патагонии показывает, насколько важны децентрализованные энергетические системы для энергетического перехода, и объясняет, почему мы должны делать на них ставку.

Децентрализованное производство энергии: значение

Что такое децентрализованные энергетические системы? Как следует из названия, это системы, в которых энергия вырабатывается из основной (и централизованной в паре крупных электростанций) электросети.

Кроме того, это также обычно относится к энергии, которая производится рядом с тем местом, где она будет использоваться, а не на удаленной электростанции. Как кратко упоминалось выше, децентрализованные источники энергии могут повысить надежность поставок, снизить потери при передаче и снизить выбросы углерода, особенно в случае возобновляемых источников энергии.

Примеры децентрализованных энергетических систем включают комбинированное производство тепла и электроэнергии (также известное как когенерация или ТЭЦ), мусороперерабатывающие заводы, сжигание биомассы, солнечную и энергетическую или геотермальную энергию. Они могут обслуживать целое сообщество (например, экопоселок), здание (например, кондоминиум) или даже деревню.

Возобновляемые источники энергии и переход к энергетике: меньше значит больше

Независимо от источника, производство энергии, как и все остальное, что мы делаем, влияет на нашу планету. Будь то фотогальванические солнечные батареи, ветряные турбины или гидроэлектростанции, особенно когда их жизненный цикл подходит к концу, и мы не можем замкнуть цикл материалов и перейти к экономике замкнутого цикла.

Нам часто «продают» ложные обещания более экологичного будущего, которое зависит от перехода нашей энергосистемы от ископаемого топлива к возобновляемым источникам энергии.

И это правильно.

Нам также нужно сказать, что даже эти энергии имеют огромные экологические издержки и, как следствие, их недостаточно. Нам также необходимо тщательно проанализировать, на что мы тратим энергию, которую потребляем, и расставить приоритеты в ее использовании.

Нам нужно перейти от небрежного потребления энергии, которое игнорирует огромные затраты на ее производство, к мышлению (которое так же важно, как и поиск моделей использования/привилегий), при котором мы признаем, что, как и в естественном мире, энергия священна и производится децентрализованным способом.

Мы должны использовать его с умом.

[Фото Мэтью Генри на Unsplash]

Новая волна рынка децентрализованной энергетики

Десять лет назад энергетический рынок был основан на традиционном централизованном производстве нефти и угля. Это было предсказуемо и шаблонно. Эти основные элементы вчерашнего энергетического рынка больше не являются будущим производства энергии. Вместо этого мы наблюдаем глобальное стремление к чистой энергии с использованием энергии ветра и солнца, и компании по всему миру ускоряют свои амбициозные цели в области возобновляемых источников энергии. Рынок переходит на все более децентрализованную модель, работающую в режиме реального времени, учитывая появление аккумуляторов, потребителей и электромобилей (EV). Это дает возможность небольшим производителям и индивидуальным инвесторам присоединиться к игровому полю, а коммунальным предприятиям зарекомендовать себя в качестве трейдеров в режиме реального времени на активных энергетических рынках.

Сейсмический сдвиг на энергетическом рынке

Коммунальные службы, инвесторы и производители, не говоря уже об энергетическом секторе в целом, получают выгоду от этой новой децентрализованной структуры. В 2010-е годы на мировых энергетических рынках произошел сейсмический сдвиг. Разговор о чистой энергии и возобновляемых альтернативах не нов. Однако в энергетическом секторе — от угольных электростанций до источников природного газа — выход на централизованный рынок небольшим производителям возобновляемой энергии непрост. Он создан, чтобы приветствовать в первую очередь крупных инвесторов с большим количеством денег и земли.

Что изменилось? Для начала местные и национальные органы власти устанавливают амбициозные цели в области возобновляемых источников энергии. Между тем, технологические инновации и государственные стимулы упростили и удешевили запуск небольших ветряных или солнечных электростанций — даже достаточно крошечных, чтобы поместиться в доме или собственности потребителя. Аккумуляторы начали появляться в автомобилях, а затем стали появляться двухсторонние зарядные устройства. Этот новый рынок существует без кнопки «стоп», и коммунальные предприятия нуждаются в информации о рынке в режиме реального времени для эффективного производства, торговли и продажи энергии. В свою очередь, стоимость и барьеры для внедрения торговли энергией и управления рисками (ETRM) снизились с появлением облачных решений «программное обеспечение как услуга» (SaaS), что делает решения ETRM более доступными для новых участников рынка.

Учитывая непостоянный характер возобновляемых источников энергии, нашим сетям предстоит еще более ненадежное балансирование. Распределенная генерация, вызванная увеличением возобновляемых активов, создает проблемы для операторов передачи и новые обязанности для коммунальных предприятий. В результате они должны участвовать в сложных энергетических контрактах и ​​торговых операциях, чтобы эффективно, прибыльно и сбалансированно обслуживать свою нагрузку практически в режиме реального времени.

Рынок, работающий в режиме реального времени

Прерывистость возобновляемых источников энергии в сочетании с растущим спросом на электрификацию заставила рынок отреагировать. Работа в режиме реального времени необходима, но трудна для многих коммунальных служб. Благодаря децентрализованной модели у инвесторов любого размера есть возможность выйти на энергетический рынок, а у коммунальных предприятий — увеличить свою прибыль. Если все сделано правильно, все видят преимущества.

Возьмем, к примеру, ветряную электростанцию. В прошлом ветряная электростанция из 300 турбин, скорее всего, давала небольшой группе крупных инвесторов возможность взаимодействовать с рынком таким образом, чтобы это было выгодно как ветряной электростанции, так и ее инвестору.

Сегодня, когда небольшие ветряные электростанции, возможно, с пятью-восьмью турбинами, начинают заявлять о своих правах, на рынок могут выйти дополнительные инвесторы. Эти инвесторы, возможно, были заинтересованы ранее, но им не хватало ресурсов, чтобы принять участие. Поскольку рынок работает в режиме реального времени, утилиты с программным обеспечением для поддержки децентрализованного рынка могут работать с этими новыми игроками. Они могут сэкономить на затратах и ​​включить больше возобновляемых источников энергии в свои портфели.

Кроме того, быстрое развитие аккумуляторов упростило их установку практически в любом месте. Это означает, что у каждого потребителя и электромобиля есть потенциал присоединиться к энергетическому рынку. Это открывает большие возможности для коммунальных служб, чтобы начать использовать эти источники микроэнергии, чтобы сбалансировать спрос и затраты.

Новые игроки выходят на рынок коммунальных услуг

Рынок, работающий в режиме реального времени, требует, чтобы коммунальные службы инвестировали в свое программное обеспечение. Им нужно все, от лучшего прогнозирования до заново изобретенных алгоритмических торговых моделей. Эта новая торговая платформа позволяет небольшим производителям энергии выйти на рынок и позволяет коммунальным предприятиям использовать эти новые источники энергии.

Децентрализованная модель является беспроигрышной для рынка. Например, небольшие ветряные электростанции могут быть установлены практически в любом месте и свести к минимуму потребность в линиях электропередач. В свою очередь, коммунальные предприятия могут избежать чрезмерных затрат на сетевое оборудование или распределительные линии, имея при этом больше источников для балансировки нагрузки. Вскоре, по мере развития торгового программного обеспечения и технологий зарядки, электромобили начнут предоставлять такую ​​​​же поддержку.

Коммунальные предприятия должны инвестировать в стратегию, учитывающую, как меняется пространство, и обеспечивающую приемлемые доходы в долгосрочной перспективе — это ключ к долголетию на рынке. Руководители компаний должны спросить себя, как они могут извлечь выгоду из меняющегося энергетического рынка. Энергетическая экосистема меняется от батарей к потребителям и электромобилям, чтобы освободить место для выхода на рынок небольших производителей и инвесторов. Разработка рыночной стратегии, ориентированной на этот децентрализованный рынок, позволяет коммунальным предприятиям, инвесторам и потребителям максимально увеличить свою долю на развивающемся энергетическом рынке.

— Удай Барал — руководитель отдела управления глобальным энергетическим портфелем в Hitachi ABB Power Grids.

Освобождение энергии: децентрализованные энергетические системы приближаются к нам?

Благодаря развитию возобновляемых источников энергии, более мощных технологий и растущему стремлению к энергетической автономии, децентрализованная энергетическая модель, по-видимому, является будущим для энергетических сетей, в частности электричества.

Привлекательность децентрализации  

После Второй мировой войны централизованные электрические сети стали нормой в так называемых развитых странах. Независимо от типа энергии, они основаны на крупных электростанциях, которые делают возможным использование энергии масштаба и облегчают распределение энергии. Однако эта проверенная модель теперь сталкивается с новой децентрализованной конкуренцией, в основном обусловленной двумя технологическими изменениями: повсеместным развитием возобновляемых источников энергии и появлением интеллектуальных сетей. В первом случае представьте несколько точек производства энергии, которые имеют более скромные размеры, такие как личные фотоэлектрические источники и местная энергия ветра (на уровне района или муниципалитета). Между тем с последним воображаемое становится вообразимым, поскольку теперь возможна чрезвычайно сложная задача эффективного управления децентрализованной сетью. И то, и другое также обусловлено общественным движением, которое стремится к более экологичным и более локальным источникам энергии, а также к новой энергетической автономии.

источник: wsp

Ваша личная прибыльная технология?  

Децентрализация, долгое время сдерживаемая непомерно высокой производительностью солнечной и ветровой энергии, теперь набирает обороты благодаря радикальному падению цен. Недавнее исследование iClimateearth использует Калифорнию в качестве примера: по его оценкам, самодостаточный дом с электроэнергией (включая электромобиль) приводит к годовой экономии в размере 7 641 долларов США по сравнению с обычным домом с газовым отоплением. По данным IRENA (Международное агентство по возобновляемым источникам энергии), стоимость солнечной энергии снизилась на 85% в период с 2010 по 2020 год. Самостоятельное потребление также обусловлено все более запретительными ценами на энергию. Во Франции в 2021 году к сети было подключено 100 000 индивидуальных домохозяйств по сравнению с 14 000 в 2017 году. Тем не менее этот аппетит поднимает вопрос о необходимых первоначальных инвестициях, которые, вероятно, будут благоприятствовать самым богатым домохозяйствам и усилят разрыв в энергопотреблении. В Великобритании рынок солнечных панелей находится на подъеме, хотя 6,5 млн домохозяйств страдают от нехватки топлива.

Огромные инвестиции  

Для внедрения интеллектуальных децентрализованных электрических сетей требуются огромные инвестиции. По оценкам Европейской комиссии, с настоящего момента и до 2030 года на планы расширения сети потребуется 70 миллиардов долларов. В Индии схема обновленного сектора распределения предусматривает инвестиции в размере 40 миллиардов долларов. Между тем, по оценкам МЭА, инвестиции должны достигать 800 миллиардов долларов в год, чтобы достичь гибкости, необходимой для сценария нулевых выбросов к 2050 году.

Управление сетью: смена технологического уклада  

Помимо внедрения новых источников энергии, децентрализация поднимает вопрос управления. С распространением источников энергии (и, следовательно, данных), прерывистостью возобновляемых источников энергии и даже новыми формами потребления электроэнергии (в частности, для электромобилей) требуется более гибкая, быстро реагирующая и распределенная инфраструктура. В разговоре часто упоминаются «умные сети», которые относятся ко всем различным типам технологий, используемых для создания этих интеллектуальных сетей.

• Устройства, ориентированные на данные 

Первый шаг — получить точную и полную информацию о состоянии сети. Таким образом, решения IoT или граничных вычислений естественным образом сопровождают логику децентрализации. Развертывание интеллектуальных счетчиков (например, Linky) является частью этого движения. Крайние вычисления, которые заключаются в обработке данных вблизи их источника, также важны. Проект NAZA (Nouveaux Automates de Zone Adaptatifs), разработанный RTE, готовится к развертыванию в сети датчиков с алгоритмами прогнозирующего управления, которые могут автоматизировать управление перегрузками и, следовательно, увеличить пропускную способность для использования возобновляемых источников энергии.

• Маленькая цифровая революция

В децентрализованной системе управления энергопотреблением рост интеграции данных и искусственного интеллекта естественным образом приводит к новым потребностям в программном обеспечении. DERMS (Распределенная система управления энергетическими ресурсами), которая порождает реальную конкуренцию между крупными игроками отрасли. Компания Schneider Electrics недавно приобрела компанию Autogrid с целью ввода в сеть более 1000 ГВтч возобновляемых и распределенных источников электроэнергии в течение следующих 10 лет. GE Digital и Siemens также входят в число лидеров на рынке, который, по оценкам, к 2026 году достигнет 23 миллиардов долларов. Цифровые решения также разрабатываются для частных лиц (и компаний), которые являются новыми производителями энергии. В Швейцарии ETH Zurich провела эксперимент с использованием блокчейна для облегчения одноранговой торговли энергией. Между тем, менее футуристические решения для управления собственным потреблением, такие как MyLight Systems, готовы к разработке.

• Объемы хранения и двусторонние сети

Интеллектуальное управление сетью не решает проблему хранения, которая необходима для преодоления нестабильности возобновляемых источников энергии и предотвращения «отходов». С децентрализованными энергетическими сетями идет разработка аккумуляторов для индивидуальных пользователей, таких как Tesla Powerwall, и комплексных решений (панели, хранилища, программное обеспечение) от enphase. На сетевом уровне провайдеры также принимают участие в акции, о чем свидетельствует эксперимент RTE Ringo, который заключается в развертывании крупномасштабной сети батарей для борьбы с перебоями. Наконец, растущая популярность электрической мобильности предполагает рост числа многонаправленных терминалов V2G (или «автомобиль-сеть»), таких как терминалы Nuvee, которые превращают автомобильные аккумуляторы в емкость для хранения всей сети.

Развивающиеся страны избегают централизации?  

В развивающихся странах, особенно в Африке, где электроснабжение все еще далеко от полного, децентрализованные сети могут помочь местным жителям преодолеть зачастую неэффективные местные органы власти и обеспечить структуризацию на местном уровне. В Нигерии, где 60% территории страны покрыто электросетью, в этом направлении следует недавно созданная гражданская инициатива по возобновляемым источникам энергии. Недавно Африканский банк развития инвестировал 164 миллиона долларов в развитие децентрализованных возобновляемых источников энергии в Гане, Гвинее, Эфиопии, Кении, Нигерии и Тунисе. Тем не менее, остается огромное пространство для маневра: Африка производит около 5 ТВтч ежегодно из солнечной энергии при потенциале в более чем 60 миллионов.

Местная собственность на подъеме  

Помимо собственного потребления, децентрализация энергии может основываться на мощной логике сообщества, которая способствует внедрению местных «микросетей», которые могут удовлетворить конкретные местные потребности. Согласно отчету State of Energy Union, по меньшей мере 2 миллиона человек в ЕС участвуют в 7700 энергетических сообществах, на долю которых приходится 7% производства возобновляемой энергии. Между тем, Energie Partagée создала карту французской энергетической экосистемы, подробно описав множество реализованных проектов, от гидроэлектростанции в Севеннах до фотоэлектрических ферм в Пиренеях.

Документальный фильм We The Power, снятый Patagonia, дает представление об определенных инициативах граждан, от Германии до Лондона и Испании.

     

Новая роль национальных сетей  

По соображениям справедливости на национальном уровне и безопасности снабжения по-прежнему трудно представить ситуации, в которых потребители и производители могли бы обойтись без общественных сетей распределения и передачи электроэнергии вообще. Поскольку разработки продолжаются, характер национальных сетей дает им решающее преимущество перед кластером закрытых распределительных систем. Ресурсы могут быть объединены, а производство — и, следовательно, потребление — может быть увеличено. По мере того, как распространяются инициативы коллективного самопотребления — и, в более широком смысле, граждане и сообщества мобилизуются в рамках энергетических сообществ, это предвещает более разумное использование центральных сетей, а не альтернативных.

«Использование энергетических сообществ не должно быть синонимом энергетического коммунитаризма». еще предстоит построить. Чтобы интегрированные сети завтрашнего дня были освоены, они, по сути, должны будут сочетать силовую электронику, системы управления и команд, реагирующие на миллисекунды, и искусственный интеллект».
— Тьерри Леперк, вице-президент Engie для PwC 

   

Отсутствие питания: необходимость децентрализованных моделей возобновляемой энергии

18 марта 2021 г.

Ближневосточная программа Центра стратегических и международных исследований (CSIS) заказала комментарии рабочей группы проекта Устойчивое государство , состоящей из аналитиков и практиков-экологов с Ближнего Востока и Севера Африканский регион.

Большинство ливанцев оплачивают два счета за электроэнергию, но им по-прежнему не хватает надежного источника питания. Они платят смехотворно низкий счет за неэффективную государственную коммунальную службу и непомерный счет за дополнительную подписку на частную генераторную установку. Высокая стоимость энергоснабжения также проявляется в Иордании, где предприятия сообщают о стоимости электроэнергии как о барьере для ведения и расширения бизнеса.

Эти две страны имеют большую задолженность, зависят от импорта топлива, а их электроэнергетическая политика в основном сосредоточена на централизованном производстве, хотя уровень успеха этой политики различается. Иордания разработала крупные энергетические проекты с помощью дорогостоящих соглашений о покупке электроэнергии. Однако в Ливане эта система не работает, поскольку она основана на разделении власти по конфессиональным принципам, которое защищает интересы различных политических партий и соответствующих религиозных сект. В результате в обеих странах корыстные интересы препятствуют эффективным реформам власти.

Децентрализованные модели использования возобновляемых источников энергии дают возможность обойти политические препятствия, обеспечить доступное электричество и снизить зависимость от импортного топлива. Эти модели подразумевают внедрение технологий возобновляемых источников энергии в помещениях, таких как солнечные энергетические системы на крышах, или рядом с электрической нагрузкой, таких как солнечные микросети, которые могут снабжать энергией целые сообщества. Эти системы могут работать в автономном или автономном режиме с аккумуляторными батареями или в гибридном режиме в сочетании с существующими дизельными генераторами.

Стоимость статус-кво

Недостатки в электроэнергетическом секторе обеих стран привели к увеличению государственного долга. В Ливане отношение долга к ВВП превысило 194 процента в 2020 году, и в марте того же года страна впервые в своей истории объявила дефолт по своему долгу. На электроэнергетический сектор приходится 43 процента этого долга. Хотя экономика Иордании немного сильнее, электроэнергетический сектор также внес основной вклад в рост государственного долга, в основном из-за дорогих энергетических проектов.

Пиковый спрос на электроэнергию в Ливане на 1,5 гигаватт превышает доступную генерирующую мощность. Этот разрыв в поставках привел к распространению частных дизель-генераторов по районам, что привело к созданию неформальной экономики стоимостью 2 миллиарда долларов. Основное внимание в политике уделяется устранению дефицита предложения с помощью быстрых временных тепловых решений, таких как аренда дорогих плавучих электростанций, пришвартованных в море, что ставит под угрозу устойчивость и конкурентоспособность по стоимости.

Электроснабжение Ливана хронически несправедливо. Продолжительность отключений от национальной электроэнергетической компании различается по регионам. Чем дальше от столицы Бейрута проживают потребители, тем ниже предложение коммунальных услуг и, следовательно, выше счета частных производителей. Экономический и финансовый кризис уменьшил наличие резервов иностранной валюты, необходимых для импорта топлива, что уменьшило возможности импорта топлива для коммунальных электростанций и частных производителей. В результате усилилось нормирование электроэнергии, что еще больше ухудшило перспективы восстановления экономики и усугубило региональное неравенство.

После случаев перебоев с поставками топлива Иордания поспешила обеспечить значительный импорт газа и газовые электростанции в сочетании с централизованными возобновляемыми источниками энергии коммунального масштаба по неоптимальным ценам. Кроме того, темпы внедрения тепловых электростанций не замедлились с более широким внедрением централизованных возобновляемых источников энергии. Национальная электроэнергетическая компания закупала значительное количество электроэнергии по повышенным ценам как у производителей возобновляемой энергии, так и у производителей тепловой энергии. Чтобы снизить стоимость субсидий и компенсировать высокую стоимость рекуперации энергии, правительство приняло упрощенный подход, сохранив субсидии для уязвимых домохозяйств и малых предприятий при значительном повышении тарифов для коммерческого сектора и других отраслей. Это увеличило операционные расходы предприятий, снизив их конкурентоспособность и экспортный потенциал.

Долой старое, встречай новое

Распределенное производство возобновляемой энергии повысит безопасность и экономические показатели за счет снижения зависимости от импорта топлива, сокращения оттока иностранной валюты и повышения конкурентоспособности бизнеса. Тем не менее, это бросит вызов существующей структуре управления, расширив полномочия местных органов власти и ослабив политическое вмешательство и корыстные интересы. Надежная электроэнергия является основным двигателем экономического роста, но ее доступность также является важным фактором, особенно в странах с низким уровнем доходов, которые страдают от значительного торгового дисбаланса, включая Ливан и Иорданию.

В Ливане, помимо обхода сложной модели централизованного управления, распределенные системы, такие как гибридные солнечные и дизельные микросети, обеспечат справедливое, равноправное и более надежное электроснабжение. Такие системы реализуются отдельно от национальной сети и охватывают определенную область, район, город или поселок. Они будут полагаться в первую очередь на солнечную энергию в сочетании с существующими дизельными генераторами. Следовательно, они снизят зависимость от национальной коммунальной службы и снизят потребление дизельного топлива генераторами. Таким образом, эти системы уменьшат влияние отключений электроэнергии за счет оптимизации использования внутренних ресурсов и оборудования, в основном благодаря 300 солнечным дням в году и распространению дизельных генераторов. В Иордании основной ценностью этой модели управления является ее потенциал в создании рабочих мест и повышении конкурентоспособности бизнеса за счет снижения операционных затрат.

Кроме того, сеть в Иордании и Ливане слаба и страдает от недостатка инвестиций. Модели децентрализованных систем снижают общие затраты за счет снижения затрат на сеть и гибкость, а также требуемых инвестиций. Такие системы, как солнечные батареи на крыше, обеспечивают доступное электричество для объектов и предприятий, которые в противном случае борются за снижение эксплуатационных расходов, что позволяет им конкурировать на региональном и международном уровнях. Снижение затрат на электроэнергию должно быть ключевым фактором политики в обеих странах, поскольку они стремятся улучшить свой экспорт и обеспечить приток иностранной валюты. Такие модели легко развернуть в секторах с добавленной стоимостью, включая туризм, сельское хозяйство и промышленность. Поскольку показатели безработицы, связанной с пандемией, продолжают расти, развертывание этих моделей позволяет создавать рабочие места во всех секторах экономики. Децентрализованные системы также способствовали бы росту местного рынка малых и средних энергетических предприятий, у которых нет шансов конкурировать за централизованные крупномасштабные проекты.

Децентрализованные возобновляемые источники энергии должны быть в центре политики восстановления экономики в арабских странах, особенно в Ливане и Иордании. Каждая страна должна разрабатывать механизмы финансирования, расширяющие применение этих моделей в разных секторах, в сотрудничестве с двусторонними и многосторонними финансовыми учреждениями, уделяя особое внимание конкретным показателям воздействия и оценки. Не может быть процветающей экономики без постоянного и доступного электричества, которое зависит от доступных природных ресурсов и снижает политические интересы.

Джессика Обейд — консультант по энергетической политике и член Рабочей группы Ближневосточной программы CSIS по проекту «Устойчивое государство». Ранее она была постоянным научным сотрудником программы Chatham House по энергетике, окружающей среде и ресурсам, а до этого — главным инженером-энергетиком Программы развития Организации Объединенных Наций в Бейруте.

Комментарий подготовлен Центром стратегических и международных исследований (CSIS), частным, освобожденным от налогов учреждением, занимающимся вопросами международной государственной политики. Его исследования носят беспристрастный и некоммерческий характер. CSIS не занимает конкретных политических позиций. Соответственно, все взгляды, позиции и выводы, выраженные в данной публикации, следует понимать как принадлежащие исключительно автору (авторам).

© 2021 Центр стратегических и международных исследований. Все права защищены.

Децентрализованное производство энергии: появление DER

Калкитех 22 октября 2021 г.

Децентрализация — важный термин, популярный во всем мире, особенно в энергетической отрасли. Доступность электроэнергии для всех секторов имеет решающее значение, поскольку она влияет на производительность, прибыль, экономический рост общества и многое другое. Это правда, что общее потребление энергии в мире слишком велико по сравнению с количеством энергии, предоставляемой поставщиками. Конечно, если так будет продолжаться, то через короткий промежуток времени людям придется столкнуться с острой нехваткой энергии. Это будет более катастрофическая ситуация, чем мы думаем.

Сегодня в отрасли применяется более целостный подход к решению этой проблемы. Вместо нескольких централизованных блоков производство электроэнергии распределяется по электрической сети, что является идеальным решением для удовлетворения спроса и предложения на рынках.

Децентрализованная энергетика – это форма производства электроэнергии, при которой энергия вырабатывается из нескольких источников. Децентрализованные энергетические ресурсы в первую очередь включают в себя блоки выработки энергии, такие как солнечные фотоэлектрические системы, ТЭЦ, блоки хранения энергии, ветряные электростанции, электромобили (EV) и в в некоторых случаях также потребительские нагрузки. Это означает, что производство, распределение и потребление энергии происходят более или менее в одном и том же месте.

Это желание дает людям больше власти и чувство независимости в том, как они потребляют электроэнергию.

Преимущества децентрализации энергетики

Преимущества децентрализованной генерации заключаются в повышении надежности и стабильности цен, поскольку она позволяет использовать более разнообразный набор источников энергии для производства электроэнергии. Это также облегчает использование возобновляемых источников энергии, таких как ветряные турбины или солнечные панели, которые могут использоваться мелкими производителями.

• Надежность 
• Ценовая стабильность
• Эффективное использование возобновляемых источников энергии
• Избегайте массовых отключений электроэнергии
• За вычетом затрат на техническое обслуживание

В централизованных системах выход из строя одного крупного предприятия может привести к отключению электроэнергии и широко распространенной потребности в резервных генераторах. В децентрализованных системах локальные сбои могут привести к локальным отключениям, но не приведут к массовым отключениям электроэнергии во всем регионе. Это делает децентрализованные энергосистемы гораздо более надежными, чем централизованные, а также намного дешевле в обслуживании и эксплуатации.

Роль прорывных технологий — концентраторы данных IoT

Действительно, децентрализация — это потребность сегодняшнего дня и грядущих поколений. Считается, что дополнительные исследования в области IoT в энергетическом секторе помогают экономике выйти на новые высоты и быть в состоянии самостоятельно стоять за производство электроэнергии.

” Новые бизнес-модели ускоряют рост  ”

Несмотря на увеличение спроса на электроэнергию, новые инновационные идеи и технологии, такие как облачный центр сбора данных IoT или программное обеспечение для данных, могут сыграть ключевую роль только в модернизации электроэнергетики, а также потенциально преодолеть проблемы, которые считаются невозможными в текущий сценарий.

Влияние управления распределенными энергетическими ресурсами

Вероятно, появление распределенных энергетических ресурсов (РЭР) ускорило развитие энергетического бизнеса больше, чем любая другая инновация за последние полвека. Прорывные технологии, такие как DER Data Hub, внедряются в коммунальном секторе для сопоставления данных из крупных систем, распределенных по географии

.

В эпоху цифровых технологий клиенты ищут новую альтернативу управлению своим энергопотреблением от старых методов к новым, таким как распределенные системы управления энергоресурсами. Таким образом, крайне важно, чтобы коммунальные предприятия сместились в сторону более децентрализованных сетевых сетевых систем. Во всем мире большинство правительств продвигают цифровую трансформацию коммунальных предприятий, которая способна удовлетворить спрос и предложение электроэнергии в сети.

Узнайте о преимуществах цифровой трансформации коммунальных услуг

С помощью DERMS отслеживайте, контролируйте, координируйте и управляйте распределенными энергетическими активами, подключенными к коммунальному предприятию на местном уровне, используя коммуникационную инфраструктуру в режиме реального времени.