Энергосовет - энергосбережение и энергоэффективность
в Яndex
Главная >> Архив номеров >> Когенерация >> >> Архив номеров

Анонсы

06.12.17 14 декабря пройдет заседание Рабочей группы по разработке предложений для внесения изменений в Правила и Методику осуществления коммерческого учета тепловой энергии, теплоносителя подробнее >>>

01.12.17 7 декабря Круглый стол "Опыт и перспективы применения теплонасосных установок в России" подробнее >>>

23.11.17 29 ноября в Москве состоится круглый стол на тему «Критерии эффективности проектов модернизации ТЭЦ» подробнее >>>

Все анонсы портала

Новое на портале

06.12.17 Эксперты обсудили критерии эффективности проектов модернизации ТЭЦ подробнее >>>

01.12.17 Создание крупных систем альтернативной энергетики: из опыта Финляндии // статья подробнее >>>

13.11.17 Юбилейный 50-й выпуск журнала "ЭНЕРГОСОВЕТ" посвящен конференции "Теплоснабжение-2017. Функционирование в новых условиях" подробнее >>>

07.11.17 Страна поставлена "на счётчик" // видео подробнее >>>

Все новости портала

Эта статья опубликована в журнале Энергосовет № 5 (24) за 2012 г

Скачать номер в формате pdf (4925 kБ)

Условно-проектная эффективность мини-ТЭЦ и анализ фактических результатов их эксплуатации в Республике Беларусь



Рубрика: Когенерация
Автор: Л.И.Ковалёв, И.Л.Ковалёв

К.э.н. Л.И.Ковалёв, доцент Белорусского государственного аграрного технического университета, И.Л.Ковалёв, инженер-экономист, г. Минск (Беларусь)

 

В последние годы в качестве автономного энергоснабжения на промышленных и коммунальных предприятиях Республики Беларусь все чаще стали применяться когенерационные установки электрической и тепловой энергии. В статье приведен подробный анализ результатов эксплуатации ряда мини-ТЭЦ, построенных в республике за последние семь лет, определены недостатки и положительные стороны этого направления в энергетике.

 

Комбинированная выработка тепла и электроэнергии нашла применение еще в годы становления СССР на предприятиях с теплоемкими технологическими процессами. Известно, что доля комбинированной выработки электроэнергии на ТЭЦ составляла в СССР свыше 60%. Использование комбинированной выработки давало возможность значительно экономить топливо и получать при этом ощутимую прибыль, а также укладываться в рамки программы энергосбережения [1]. Развитие энергетики в новых условиях рынка должно было бы способствовать снижению себестоимости продукции энергетических предприятий.

Когенерация - это комбинированное производство электрической и тепловой энергии. Аналогичную функцию выполняют ТЭЦ, но в больших масштабах, поэтому когенерационные установки принято называть мини-ТЭЦ или установки малой энергетики. Для автономных локальных комбинированных источников энергии используются когенерационные установки на базе газопоршневых двигателей внутреннего сгорания, газотурбинных установок и других, работающих на нетрадиционных видах топлива.

 

Когенерация - выгодно или нет?

Сегодня экономическая суть внедрения когенерационного оборудования сводится к якобы удешевлению производимой энергии, которая определяется, как разница между установленным тарифом за 1 кВт×ч и себестоимостью вырабатываемой когенерационной установкой электроэнергии. А экономия топлива определяется как разность между значениями удельных расходов условного топлива на действующей ГРЭС и на мини-ТЭЦ, при условии, что данные показатели не превышают величину нормативного удельного расхода топлива 328 г/кВт×ч.

Однако, по мнению авторов, подобная база сравнения не совсем корректна при определении экономической эффективности от внедрения подобных установок. Более правильно сравнивать показатели удельного расхода на выработку 1 кВт×ч электроэнергии и 1 Гкал тепла на мини-ТЭЦ с действующими в регионе ТЭЦ, которые по своим техническим характеристикам значительно ближе для базы сравнения к когенерационному оборудованию, чем ГРЭС. ГРЭС и мини-ТЭЦ - это несопоставимые объекты по функциям и задачам, а также имеют различные составляющие уровни по совокупности затрат на выработку 1 кВт×ч электроэнергии.

По данным концерна «Белэнерго» фактические значения удельных расходов условного топлива ТЭЦ с начальным давлением 3,4 кгс/см² на отпуск электроэнергии составили 151,3 г у.т./(кВт×ч) и тепловой энергии 159,8 кг у.т./Гкал, Жодинской ТЭЦ - 158,7 г у.т./(кВт×ч) и 170,43 кг у.т./Гкал [3]. Эти данные свидетельствуют о том, что расход удельного топлива на выработку электроэнергии и тепла на отдельных ТЭЦ страны ниже по сравнению с газопоршневыми и газотурбинными установками, где по расчетам расход условного топлива составляет 160-170 г у.т./кВт×ч.

Кроме того, энергоснабжающие предприятия (ГРЭС, ТЭЦ) содержат резерв мощностей на случай аварийного выхода из строя и проведения периодического технического обслуживания, текущего и капитального ремонта мини-ТЭЦ.

При отказе субъектов хозяйствования, имеющих мини-ТЭЦ, от резервирования мощностей в энергосистеме, эти субъекты вынуждены вводить в эксплуатацию дополнительное количество газотурбинных (газопоршневых) агрегатов для обеспечения непрерывного технологического процесса производства энергии. Поэтому объем в капитальные вложения мини-ТЭЦ увеличивается на 35-40% за 1 кВт электрической мощности, соответственно увеличиваются и эксплуатационные затраты. Кроме того, при обосновании инвестиций не учитывается количество резервных агрегатов, а расчет эффективности производится с учетом максимальной отдачи каждого агрегата по вырабатываемой совокупной энергии. Это безусловно, искажает реальные затраты при обосновании инвестиций в строительство мини-ТЭЦ и их экономическую эффективность.

 

Не забудем  про эксплуатационные затраты...

Очень важно в эксплуатационных затратах учесть издержки на техническое обслуживание и ремонт оборудования, так как их доля в общих затратах составляет около 30%. Эксплуатационные затраты на техническое обслуживание и ремонт должны определяться исходя из регламента ремонтного цикла, длительность которого, как и межремонтного периода также зависит и от характера использования оборудования энергетического комплекса.

Продолжительность простоя оборудования на период проведения периодического технического обслуживания и текущего ремонта составляет 720-760 часов в год. Текущий ремонт производится по месту установки когенерационного оборудования, а капитальный ремонт на базе завода-изготовителя. Трудоемкость одного текущего ремонта в среднем составляет в пределах 200-220 чел.×ч., или по продолжительности 8-10 календарных дней, а капитальный ремонт производится в течение 8-10 месяцев.

 

...И про резервирование мощности

На основании наблюдений и расчетов ученые и производственники высказывают в своих публикациях различные точки зрения по вопросу резервирования мощностей. Одни авторы считают, что если хозяйствующие субъекты не включают затраты на содержание резервных мощностей в себестоимость производства электроэнергии собственными локальными энергоисточниками, то это может привести к принятию неоптимальных решений с позиции экономического эффекта для народного хозяйства.

Другие считают, что резервировать мощность от энергосистемы и возмещать затраты на содержание резерва нужно только на случай форс-мажорных ситуаций. В этих затратах должна учитываться та часть издержек, которая имеет непосредственное отношение к данному потребителю.

На наш взгляд, устанавливать индивидуальные тарифы на содержание резерва мощностей для каждого потребителя нецелесообразно, так как не будет соблюдена сопоставимость издержек за резервирование мощностей. Должен быть единый усредненный тариф по республике, что позволяет обеспечить проектировщиков исходными данными для проведения расчетов и равнозначный подход при обосновании инвестиций.

 

А что на практике?

Газотурбинная установка ГТУ-15ц, принадлежащая ПРУП «Белорусский цементный завод» («БЦЗ») в г. Костюковичи с общей наработкой 26700 ч (среднегодовая наработка составила 6675 ч, что на 17% ниже проектной) после четырех лет эксплуатации была демонтирована и отправлена на капитальный ремонт в г. Николаев (Украина) на завод-изготовитель. В связи с длительным периодом ремонта установки, «БЦЗ» пришлось приобрести еще одну ГТУ в качестве резервной. Однако при обосновании инвестиций в объеме капитальных вложений она не учитывается, что искажает результативность технико-экономических показателей от строительства мини-ТЭЦ. За четыре года эксплуатации газотурбинной установки на ПРУП «БЦЗ» затраты только на проведение технического обслуживания, текущего и капитального ремонтов превышают в 2,4 раза первоначальную стоимость приобретенного оборудования. При включении оплаты за содержание резерва мощности сумма затрат за этот период по вышеуказанной статье достигает четырехкратной величины по отношению к стоимости газотурбинной установки. Включение затрат за резервирование мощности увеличивает общую сумму эксплуатационных издержек мини-ТЭЦ в среднем до 30%.

Экономический анализ и расчеты были проведены и по другим объектам, в том числе по комплексу для субмикронного производства на УП «Завод полупроводниковых приборов» НПО «Интеграл» в г. Минске. Энерготехнологический комплекс должен обеспечивать предприятие не только электрической, тепловой энергией, но и холодом. При этом удельные капитальные вложения составляют 1512 долл. США на 1 кВт мощности, что выше на 57% по сравнению с установленным оборудованием на ПРУП «БЦЗ» в г. Костюковичи. Окупаемость капитальных вложений, исходя из народнохозяйственного экономического эффекта, составит 16,1 лет.

Следует отметить, что доля проектных работ в общей стоимости строительства объектов составляет 3,7-4,9%, а по отношению к монтажно-строительным работам - 14-20%, а это выше, чем в странах с развитой экономикой (Франции, ФРГ и др.).

Кроме того, проектная организация в период проектирования, как правило, пересматривает сметную стоимость работ в сторону увеличения в 2,5-3,5 раза от первоначальной стоимости. При определении стоимости проектной документации для расчета за основу принимается проектная мощность, которая практически не изменяется от начала проектирования и до окончания строительства. Например, на «Энерготехнологический комплекс завода полиэфирных нитей» ОАО «Могилевхимволокно» первоначальная сметная стоимость на архитектурный и строительный проекты за два года возросла в 2,44 раза. В тоже время, при строительстве аналогичного объекта стоимостью свыше 10 млн долл. США в ФРГ удельный вес проектных работ составляет лишь 2,1-3,6%, при этом заработная плата проектировщиков выше в 6-7 раз относительно их белорусских коллег.

Высокая стоимость проектных и строительно-монтажных работ в нашей стране зависит от многих факторов: квалификации, производительности и организации труда. За период (2006-2008 гг.) проектирование и строительство вышеописанного комплекса для субмикронного производства на УП «Завод полупроводниковых приборов», предприятием «Интеграл» проведено около 70 производственных совещаний с проектировщиками и строительными организациями. Суть всех рассматриваемых вопросов можно свести к одному - это предъявления друг другу взаимных претензий (т.е. заказчик предъявляет проектировщику, что в установленные сроки не выдана качественная строительно-проектная документация, а в свою очередь проектировщик предъявляет претензию на отсутствие исходных данных на проектирование и т.п.). Кроме того, по указанному объекту дополнительно проведено порядка двух десятков различных совещаний в Минпроме, Минэнерго и в Совете Министров Республики Беларусь в целях ускорения строительства энергокомплекса. Все это говорит о том, что нет квалифицированного генерального подрядчика, способного строить такие объекты под «ключ». Возведение объекта под «ключ» снизило бы сроки строительства и затраты на проектные, строительно-монтажные работы в 2-3 раза.

В стране проектированием и строительством мини-ТЭЦ с использованием в качестве топлива природного газа занимаются не только отечественные проектные, строительные организации, но и зарубежные компании. Для сопоставления результатов по показателям эффективности приведем пример по модернизации местной котельной в г. Жлобине.

Превращение котельной Жлобинских электрических сетей в современную мини-ТЭЦ для Беларуси стало в некоторой степени уникальным проектом. Особенность этого проекта - комплектная поставка оборудования. Конкурсные торги на ее обеспечение выиграла финская компания - известный в мире производитель газопоршневых и дизельных энергетических установок. Поставка оборудования «под ключ» - случай не совсем типичный для Беларуси. Современная электростанция - целый комплекс различных сложных узлов и агрегатов. Нередко возникает соблазн ради экономии средств закупить оборудование по частям, у разных производителей. Однако такой подход не всегда приносит экономический эффект. Во время монтажа оборудования обычно возникают различные нестыковки и неувязки и, чтобы их устранить приходится находить инженерные решения, требующие дополнительных инвестиций.

При реализации проекта в Жлобине все основное оборудование поставляла финская компания, которая несет ответственность и за гарантийное обслуживание узлов и агрегатов, и за их проектирование. Три газопоршневые установки установленной мощности 8,7 МВт каждая на Жлобинской мини-ТЭЦ смонтировали и запустили в эксплуатацию чуть больше чем за 4 месяца. Финские специалисты утверждают, что нормативный срок такого строительства составляет 6 месяцев. В январе 2009 г. произошел официальный пуск электростанции. Сейчас все три установки функционируют в штатном режиме [4]. Финская компания ввела объект в эксплуатацию большей мощности в 1,7 раза, сократила сроки строительства в 8 раз по сравнению со сроками проектирования и строительства энергокомплекса ОАО «Могилевхимволокно», выполненного белорусскими подрядчиками. При этом снижены удельные капитальные вложения почти в 2 раза. Аналогичная картина наблюдается при сравнении и анализе и по другим объектам.

 

Посчитаем экономию

Как было сказано выше, в издержках производства электроэнергии локальными источниками необходимо учитывать не только эксплуатационные затраты, но и расходы за резервирование мощности. Экономический эффект от внедрения газодвигательных мини-ТЭЦ определяем как разницу между себестоимостью 1 кВт×ч электроэнергии по региону (области) и издержками локальных источников, а по предприятию соответственно как разницу между тарифом и себестоимостью электроэнергии, производимой локальным источником. Результаты экономической эффективности по отдельным газодвигательным мини-ТЭЦ в Республике Беларусь приведены в табл. 1.

Разумный, рачительный и грамотный экономический подход на всех этапах: проектирования, строительства и эксплуатации мини-ТЭЦ позволяет наиболее точно, научно-обоснованно и эффективно в конечном итоге, использовать вложенные средства, что мы и увидели на примере двух модернизированных мини-ТЭЦ (весьма существенное - в 2-3 раза! сокращение удельных капитальных вложений, а также сокращение сроков окупаемости капитальных вложений в 3-4 раза!)

Однако ждать существенной экономии импортируемого газа от эксплуатации газодвигательных установок в сравнении действующими в республике ТЭЦ не приходится.

Концепцией энергетической безопасности Республики Беларусь, было предусмотрено обеспечение не менее 25% объема производства электрической и тепловой энергией за счет использования местных видов топлива и альтернативных источников энергии на период до 2012 г., а также преобразования действующих котельных в мини-ТЭЦ. Для выполнения целевой программы потребовалась разработка новых технологических процессов и технических средств. По нашему мнению, в целях эффективного использования бюджетных (инновационных) и средств предприятий необходимо привлечь зарубежные компании, которые в короткие сроки ввели бы объекты в эксплуатацию. Одновременно в период строительства задействовать своих специалистов (проектировщиков, строителей) для прохождения обучения (стажировки) по дополнительному договору с иностранными компаниями. Это позволило бы сэкономить не только десятки миллиардов рублей при строительстве объектов, но и подготовить высококвалифицированных специалистов в этой области энергетики.

 

Таблица. Основные экономические показатели ряда мини-ТЭЦ Республики Беларусь

Показатели

Наименование газодвигательных мини-ТЭЦ

«БЦЗ» 1-очередь г. Костюковичи Могилевская обл.

ОАО «Полимир» г. Новополоцк Витебская обл.

ОАО «Могилевхимволокно» г. Могилев

НПО «Интеграл» г. Минск

Модернизация ТЭЦ
на попутном газе
ПО «Беларусьнефть» Гомельская обл.

Жлобинская ТЭЦ после модернизации местной котельной

1. Установленная мощность, МВт

16

21

14,7

17,4

24,4

26,1

2. Годовая выработка электроэнергии,
млн кВт
×ч

119

160

116

139

191

206

3.Себестоимость электроэнергии, центов США/кВт×ч

5,48

4,48

4,29

4,12

4,02

3,87

4.Удельный расход условного топлива
на выработку электроэнергии, г/кВт
×ч

197

164,5

160,9

161,7

163,1

158,1

5.Удельные капитальные вложения, долл.США/кВт×ч

961

1051

1195

1512

510

654

6.Срок окупаемости капитальных вложений, лет

14,3

19,9

12,8

16,1

8,6

4,4

7.Народнохозяйственный экономический эффект, тыс. долл. США

1071

1104

1380

1626

1446

3605

8.Экономический эффект предприятия,
тыс. долл. США

3884

6432

5162

7260

7201

8075


 

Заключение

Строительство мини-ТЭЦ белорусскими предприятиями на базе газопоршневых, газотурбинных установок практически не приносят экономике республики никакого эффекта и является государственной финансовой «инъекцией» отдельным организациям для поддержания и «лечения» их экономики за счет выделения инвестиций и оплаты вырабатываемой собственным источником электроэнергии по себестоимости, а не по тарифу.

Однако полностью отказываться от внедрения газодвигательных мини-ТЭЦ не совсем верно. Эффективность этих станций значительно возрастает при их размещении на нефтяных скважинах с использованием попутного газа, на нефтеперерабатывающих заводах, на сельскохозяйственных предприятиях, где они максимально приближены к потребителям тепловой энергии, что снижает потери энергии при ее транспортировке [5, 8].

 

Литература

1.        Хусаинов Р.Р., Работа ТЭЦ в условиях оптового рынка электрической энергии // Энергетик. М., 2008 - № 6 - С.5 - 9.

2.        Ковалев Л.И., Эффективность газодвигательных мини - ТЭЦ // Энергетик. М., 2009 - № 3 - С. 26 - 29.

3.        Назаров В.И., К вопросу расчета обобщенных показателей на ТЭЦ // Энергетика. 2007 - № 6 - С. 65- 68.

4.        Волчков В., Тепло и киловатт в одном флаконе // Республика. - 2009 - 04.15. - С. 4.

5.        Ковалев Л.И., Дешевизна малой энергетики - миф или реальность? // Мировая энергетика. М., 2008 - № 11-12 - С. 54- 55.

6.        Ковалев Л.И., Выбор критерия эффективности при строительстве мини - ТЭЦ // Энергоэффективность. Мн., 2008 - № 3 - С. 10- 12.

7.        Ковалев Л.И., Газодвигательные мини-ТЭЦ: иллюзия эффективности и реальная действительность. // Энергетика и ТЭК, Мн., 2011, № 3. С.16-19.

8.  Ковалев Л.И., Анализ результатов эксплуатации мини-ТЭЦ / Л.И.Ковалев, И.Л. Ковалев // Главный энергетик. М., 2012 - № 9 - С. 48 - 53.

Все статьи рубрики Когенерация

Архив номеров

Выпуски за 2009 год: №1 (1), №2 (2), №3 (3), №4 (4), №5 (5),

Выпуски за 2010 год: №1 (6), №2 (7), №3 (8), №4 (9), №5 (10), №6 (11), №7 (12), №8 (13),

Выпуски за 2011 год: №1 (14), №2 (15), №3 (16), №4 (17), №5 (18), №6 (19),

Выпуски за 2012 год: №1 (20), №2 (21), №3 (22), №4 (23), №5 (24) , №6 (25),

Выпуски за 2013 год: №1 (26), №2 (27), №3 (28), №4 (29), №5 (30), №6 (31),

Выпуски за 2014 год: №1 (32), №2 (33), №3 (34), №4 (35), №5 (36), №6 (37),

Выпуски за 2015 год: №1 (38), №2 (39), №3 (40), №4 (41), №5 (42),

Выпуски за 2016 год: №1 (43), №2 (44), №3 (45), №4 (46),

Выпуски за 2017 год: №1 (47), №2 (48), №3 (49), №4 (50).

Статьи по темам

Энергетика (8) ,
Энергоэффективное строительство (17) ,
Возобновляемые источники энергии (20) ,
Региональный опыт (3) ,
О работе НП "Энергоэффективный город" (5) ,
Энергоменеджмент (4) ,
Энергоэффективные здания (0) ,
Информация о работе Координационного совета (124) ,
Экономика и управление (129) ,
Теплоснабжение (68) ,
Энергоэффективное освещение (53) ,
Учет энергоресурсов (16) ,
Энергосервис и ЭСКО (45) ,
Электроснабжение (13) ,
Когенерация (4) ,
Мировой опыт энергосбережения (41) ,
Новые технологии (45) ,
Энергетические обследования и энергоаудит (30) ,
Обзор СМИ (5) ,


Rambler's Top100

Авторские права на размещенные материалы принадлежат авторам
Тел.(495) 360-66-26 E-mail:
© Портал ЭнергоСовет.ru - энергосбережение, энергоэффективность, энергосберегающие технологии 2006-2017
Возрастная категория Интернет-сайта 18 +
реклама | карта сайта | о проекте | контакты | правила использования статей

Регулятор отопления для зданий для устранения перетопов подробнее