Яка когенерація Потрібна Україні?

Останнім часом тема когенерації обговорюється в Україні на різних рівнях. Донині відбулось дві чи три міжнародних конференції, на яких учасники висловлювали цікаві думки, зокрема, пропонувались варіанти щодо підвищення ефективності виробництва електричної та теплової енергії. Не можна не погодитись з думкою деяких фахівців, які вважають, що головною проблемою є способи вироблення електричної енергії, а вже з нею можна отримати будь-що.

Загалом, якихось проблем з виробництва теплової енергії не існує. Яким шляхом можна виробити теплову енергію? Існують різноманітні способи, скажімо, з допомогою сонячних колекторів чи теплових насосів; теплову енергію можна отримати при спалюванні газу, рідкого палива, вугілля тощо. Також на ринку працює чимало виробників, які виготовляють котли, що спалюють газ, відходи деревини, солому тощо.

Отримати ж електричну енергію є завданням більш складним, хоч варіантів більш ніж досить. Це й гідро-, вітро- та атомні електростанції, теплові та газопоршневі станції тощо. А от вироблення електроенергії за допомогою паливних елементів без використання генератора вважається на нині найбільш перспективною технологією. З вищезазначеного, фактично, усі проблеми зводяться до одного: яким чином і чим крутити ротор електрогенератора? Слід зазначити, що, якщо, гідро- та вітроелектростанції не потребують коштів на воду чи силу вітру, то атомні та інші станції працюють на паливі, яке має ціну, але в цьому випадку вкладені кошти швидко окупляться. Інша річ – теплові електростанції, газові турбіни, газопоршневі установки: постійно вкладаючи гроші на паливо, кожен прагне отримати якнайбільшу віддачу.

 На жаль, у нас ще працюють конденсаційні електростанції (Трипільська ГРЕС обладнана газомазутними блоками), які виробляють електроенергію, натомість вироблене тепло ніхто не бере, тому їх змушені зупиняти. Ефективність використання палива на таких електростанціях становить близько 30 відсотків. Якщо казати спрощено, Київські ТЕЦ-5 та -6 працюють за замкнутим циклом (на турбіну надійшов теплоносій, скажімо з температурою 400 градусів, а з неї виходить з температурою 200-150, його можна віддати до міської тепломережі, а потім назад він повертається з температурою 50-70, і знову його нагрівають…), тому там паливо використовується набагато ефективніше залежно від періоду року. (Згідно з даними «Київенерго», взимку ефективність використання палива складає близько 80 відсотків, а влітку – близько 60.

 Нещодавно Президент України підписав закон «Про комбіноване виробництво теплової й електричної енергії (когенерації) і використання скидного електропотенціалу». Про нинішній стан справ щодо застосування технологій комбінованого виробництва електричної та теплової енергії, про те, які правові основи існують задля підвищення ефективності використання палива в процесах виробництва енергії чи інших технологічних процесах, та інше розповів нашому кореспонденту керівник проектів фірми «Сінапс» Віктор Лоза.

– Вікторе Михайловичу, все ж таки, що первинне: електрична чи теплова енергія при використанні енергоносіїв, зокрема газу?

 – Ще на початку 90-х років минулого століття постало актуальне питання щодо ефективного використання палива. Більшість фахівців погодилась з тим, що потрібно використовувати обладнання, яке, насамперед, даватиме максимальний ефект щодо вироблення електричної енергії. Нинішні діючі теплоелектростанції збудовані за іншою схемою, де основним продуктом виробництва є тепло. На мою думку, не потрібно ставити воза попереду кобили, тобто, спочатку, все ж таки, треба виробити необхідну кількість електроенергії, а виділене при цьому тепло використовувати максимально ефективно. Такий принцип себе виправдав.

 На нині ефективність використання палива в когенераційних установках з газопоршневими двигунами складає 85, а подекуди й до 95 відсотків. Порівняємо коефіцієнт корисної дії газопоршневих і газотурбінних установок. З патріотичних міркувань пасувало б стати на бік українських виробників газових турбін – підприємств «Констар», «Зоря»–«Машпроект», «Мотор Січ». Але проведений порівняльний аналіз говорить не на користь газотурбінної технології. При виробництві електричної енергії ККД газових турбін складає від 28 до 36 відсотків в найкращому випадку, натомість газопоршеві установки забезпечують ККД 40-43.

 Нині реалії такі, що вітчизняні перероблені дизелі не дуже добре себе зарекомендували. Чи є ліпшими закордонні аналоги? Практично, більшість закордонних виробників пішли тим же шляхом, що й наші, тобто дизельні двигуни переробили на газові. Щоправда, ККД їхніх машин складає близько 38-40, деякі навіть видають 43-45 відсотків. Тут доречно сказати про деякі приховані нюанси, про які не всі знають. Установки із 43-відсотковим ККД потребують високого тиску газу на вході (5-6 атмосфер). А якщо у споживача лише одна атмосфера тиску? Відповідно, ставиться, наприклад, 40-кіловатний компресор для установки потужністю 1000 кВт, який дотискає газ до необхідної кількості атмосфер. У такому разі, від тисячі кіловат потрібно відняти потужність компресора, відтак реальний ККД буде меншим на відсоток - два.

 Важливими також є переваги при експлуатації газопоршневих установок. Ось деякі порівняльні цифри: до капітально ремонту і до списання газотурбінна установка працюватиме 20-25 та 80-100 тисяч годин відповідно, газопоршнева відповідно – 60 та 180-200 тисяч годин. Отже, споживачу треба врахувати капітальні витрати на закупівлю нової турбіни. Фактично, за рахунок менш ефективного використання палива, термін окупності газової турбіни є більшим.

– Газопоршневі установки чийого виробництва присутні нині на українському ринку?

 – Свого часу Первомайський завод (Миколаївська область) випускав дизельні двигуни для суден, а завод ім. Малишева – для тепловозів та інших об’єктів. Згодом, під впливом кон’юнктури ринку, ці виробники переробили дизельні двигуни під газове паливо. Уявіть собі вантажний автомобіль, перероблений на легковик?! Така адаптація не дає максимального ефекту, оскільки при виробництві електроенергії «перероблений» дизель матиме ККД на рівні 28 відсотків, що навіть гірше за газову турбіну. Перевагою такої продукції є її низька ціна, водночас, експлуатаційні витрати на закупівлю газу будуть порівняно більші. Якщо по всій Україні встановити дешеві станції з ККД 28-30 відсотків, плюс утилізація тепла становитиме 50-60 відсотків, то, загалом, коефіцієнт використання теплової здатності палива складатиме близько 80-85 відсотків. Начебто когенерація. Але не забуваймо, що попит на електроенергію є завжди, а на тепло переважно взимку, тому влітку її через радіатори скидають в атмосферу. Виходить, що із куплених 100 кубів газу використовується 25-30, решта ж викидається на вітер. Нині ставиться завдання використовувати потрібну кількість газу, і не більше.

 У світі лише австрійська компанія Janbacher спеціалізується на виробництві виключно газових двигунів. За 50 років цієї діяльності компанія досягла вже значних успіхів щодо удосконалення цієї продукції. Зокрема, запатентовано систему підготовки газового палива до спалювання, завдяки чому газові двигуни Janbacher чітко та надійно працюють до капремонту 60 тисяч годин. Діапазон потужностей виготовлених компанією машин складає від 300 кіловат до 3 тисяч кіловат.

 Відомо, що Janbacher є законодавцем моди з випуску газових двигунів, і вироби компанії стають своєрідним еталоном для інших виробників. Два роки тому General Electric викупила акції компанії Janbacher, і на нині це підприємство входить до одного з департаментів General Electric Energy, який випускає різноманітну електротехнічну продукцію, в тому числі, газопоршневі установки та силові установки з газовими турбінами. Зміна власності пішла на користь обом компаніям. На нині лише General Electriс Jaтbacher гарантує необхідний замовнику режим роботи двигунів, що адаптовані під будь-який вид газу. Доречно буде сказати, що газопоршнева технологія є не лише більш ефективною, а й ринок замовлень на таку продукцію дуже широкий, особливо на вироби меншої потужності (підприємства, котельні тощо).

– Ваша думка щодо нещодавно прийнятого закону про когенерацію.

 – Під гаслом ефективного використання палива і відродження теплоенергетики прийнято закон про когенерацію, який, на моє переконання, є досить вузького спрямування. Дія закону розповсюджується лише на власників когенераційних установок, натомість забули про тих, хто їх орендує чи бере в лізинг. Відповідно до цього закону, паливо повинне використовуватися з ефективністю 42 відсотки і вище, і лише за таких показників власнику когенераційної установки буде затверджено тариф на електроенергію, яку він матиме право продавати на енергоринок з певними надбавками. До речі, навіть якщо когенераційна електроустановка вироблятимете не менше 10 відсотків теплової енергії і 2 електричної, то власник обладнання однаково потрапляє під дію чинного закону. Натомість підприємство – власник когенераційної установки вже має право продавати електроенергію. Як це відповідає державній політиці енергозбереження? Я, як і більшість фахівців, відповіді не знаю, але це вже затверджений механізм дії закону про когенерацію.

 Розповім, за яким принципом вибирають обладнання в Європі, де дуже поширене встановлення когенераційних установок замість котелень. Зокрема, в Данії, компанія на кшталт нашого акціонерного товариства, вклавши гроші в такі установки, вироблену електроенергію віддає до електромережі, а місцеві мешканці - акціонери компанії - купують вироблене тепло. Відповідно до закону, в цій країні потрібно використовувати газ з ефективністю не нижче 90 відсотків. Власнику когенераційної установки кубометр газу продають за 1,8 крони, а при спалюванні газу в котлі його вартість становить 4 крони. Така різниця в ціні суттєво стимулює до впровадження когенераційних установок. Загалом, на нині в Данії, де не має атомних станцій, за допомогою когенераційних установок виробляється 45 відсотків електроенергії, вітровими електростанціями – приблизно на рівні 10-15, а вугільними – близько 40 відсотків.

 Для порівняння, в Україні вартість газу для теплокомунальних підприємств становить 241 грн. за тисячу кубів, інші споживачі, в тому числі власники когенераційних установок, платять 465 грн.

–Виходить, що встановлювати когенераційні установки невигідно?

 – Навіть за таких диспропорцій сенс є, оскільки встановлення когенераційної установки дає змогу цілковито використовувати електричну та теплову енергію. Нині підприємство купує електроенергію, наприклад, за 30 копійок за кіловат-годину та 110-150 грн. за гігакалорію. У разі встановлення когенераційної установки собівартість електричної енергії, при вартості газу 465 грн., складатиме на рівні 10 копійок, а теплова коштуватиме 40 грн. за гігакалорію. Крім цього, лише газопоршневі установки здатні працювати в маневровому режимі. Так, в години пікових та напівпікових навантажень підприємство має змогу використовувати електроенергію, вироблену когенераційними установками, а вночі купувати її в енергопостачальної компанії за нічним тарифом (близько 9 копійок). Для газотурбінних установок такий режим ввімкнення/вимкнення є небезпечним, оскільки кожен запуск триває кілька хвилин, що згодом призводить до зношення турбіни, що в еквіваленті складає 100 годин її роботи.

– У чому полягає співпраця «Сінапс» з General Electriс Janbacher?

 – З приходом нового власника в Janbacher, принципи керування та система співпраці з дилерами, дистриб’юторами, представництвами стали такими ж, що й у компанії General Electric. Перед підписанням угоди про співпрацю з тією чи іншою фірмою фахівці General Electric перевірять її. Упродовж восьми місяців такий іспит складала фірма «Сінапс». Перевіряли фінансову діяльність, виконані проекти, відгуки клієнтів тощо, і лише за підсумками усіх результатів було підписано угоду про співпрацю. На нині ми є єдиним офіційним сервісним партнером General Electriс Janbacher та офіційним дистрибутором General Electriс Energy в Україні.

 Важливим поштовхом до співпраці стало те, що у 2003 році було домовлено про реалізацію проекту в донецькому регіоні щодо будівництва міні-ТЕЦ. Відповідно до проекту підписано контракт між замовником і компанією Janbacher на пряме на постачання обладнання (22 машини, кожна по 3 мегавати). До речі, це найбільший проект у світі, коли устаткування працюватиме на шахтному газі метані. Такий масштабний проект повинен мати підтримку в Україні, саме тому General Electriс Janbacher вибрав фірму «Сінапс».

 У реалізації даного проекту представники заводу-виробника проводитимуть пусконалагоджувальні роботи обладнання, також завод бере гарантійні зобов’язання з підтримки життєдіяльності обладнання. Фірма «Сінапс» виступатиме в ролі генерального проектувальника, також виконуватиме певну частину робіт, зокрема нам надано статус сервісного партнера General Electriс Janbacher, а безпосередньо експлуатацію обладнання проводитимуть фахівці замовника. Угодою передбачено запуск комплексу в декілька етапів, і перший має відбутись цього року. Треба сказати, що до підписання угоди між «Сінапс» та General Electriс Janbacherв Україну вже було поставлено дві когенераційні установки Janbacher в Черкаську область. Тепер сервісне обслуговування цього обладнання перекладено на наші плечі. Торік ще дві установки поставлено для підприємств Київщини.

– Вікторе Михайловичу, широке впровадження когенерації не створюватиме конкуренції, скажімо, для енергопостачальних компаній? Ви ж забираєте у них замовників.

 – Ми лише сприяємо тому, щоб у споживача електричної та теплової енергії був вибір. Нині кожен має право виробляти власну електроенергію, чи купувати її в обленерго, чи комбінувати зазначене використання залежно від пори року. Та й власник не кожної квартири чи будівлі, не кожне підприємство чи офіс в змозі встановити альтернативні джерела енергії. Залишиться чимала кількість споживачів, які завжди купуватимуть електричну та теплову електроенергію.

 Однією з проблем вітчизняної енергетики в тому, що в години пікових та напівпікових навантажень підключаються всі наявні потужності. Вночі споживання електричної енергії набагато менше, а відтак блоки тепло-, електро-, гідроелектростанцій «змушують» зменшувати потужність. Якщо гідроелектростанції є маневровими, то потужність теплових блоків можна зменшити лише до певної межі, що, певна річ, позначається на ефективності, ККД їхньої роботи. Прийнятним виходом з цієї ситуації для енергогенеруючої компанії може бути встановлення поруч зі ТЕЦ таких когенераційних установок, які мають властивість запускатись і зупинятись за кілька хвилин. Тоді в пікові та напівпікові навантаження не треба буде знижувати потужність блоків ТЕЦ.

– Одного розуміння проблеми замало. Яким є нині стан справ з використання когенераційних установок?

> – Багато залежить від менеджменту працюючої в цьому сегменті ринку компанії. Натомість замовник не знає усіх технічних можливостей того чи іншого обладнання, хоча, на мою думку, тут головне бажання. Також важливим фактором є технічна підготовка фахівців. І навіть за наявності розуміння та бажання впроваджувати когенераційні установки, є певні причини, які не дуже сприяють цьому. Передовсім, прийнятий закон про конегерацію є прийнятним для теплоенергетиків, але не стосується обленерго чи інших електрогенеруючих компаній. Та й нинішня тарифна політика не дуже сприятлива. Скажімо, компанії повинні продавати електроенергію на енергоринок за ціною 12-13 копійок при собівартості 10 копійок за умови, що у неї забиратимуть тепло. Інакше, через високі ціни на газ та низькі тарифи, вигоди ніякої. Тому куплене енергогенеруючою компанією обладнання окупиться за 10-15 років і, при тому, нема кому давати теплову енергію.

 Для теплокомуненерго створено усі умови для впровадження когенераційних установок. Вони мають право купувати газ за ціною 241 грн. за тисячу кубів, крім цього, даний закон зобов’язує забирати у них вироблену електричну енергію. Я вже говорив про переваги встановлення установок на підприємствах. Додам лише, що нині компанія «Сінапс» має домовленості з фінансовими організаціями про співпрацю, є сприяння з боку General Electriс Janbacher, зокрема, є можливість постачати обладнання в лізинг. Вважаю, що є певні передумови для реалізації проектів на підприємствах.

 Ціна установки коливається залежно від потужності агрегату: чим менша потужність, тим дорожчий кіловат установленої потужності, і навпаки. Також ціна обладнання залежатиме від певних вимог замовника, скажімо, установка має бути виготовлена із заниженим рівнем шуму тощо, що тягне за собою додаткові витрати. Загалом, діапазон визначених цін складно назвати, оскільки все залежить від майбутніх умов експлуатації устаткування.

– І останнє запитання. В яких місцях є доцільним все ж таки використовувати газові турбіни?

 – Наприклад, у Росії газові турбіни використовують на електростанціях, адже у них газу багато. Особливо добре газові турбіни зарекомендували себе на далекій півночі країни, де температура вище 5 градусів не піднімається, і за таких умов ККД газових турбін суттєво зростає. В Україні, особливо в літній період, коефіцієнт корисної дії суттєво падає. На мою думку, треба відверто сказати, що використання газових турбін в енергетиці - когенерації є неефективним, адже існує більш ефективне обладнання.

 Газові турбіни як силові установки ефективно випускати та встановлювати на літаках, суднах, оскільки, за свого маленького об’єму та ваги, вони видають велику потужність. На наземних установках для електростанцій питання ваги чи місця встановлення не є важливим. Крім цього, за техніко-економічними показниками, газові турбіни для електростанцій більшості вітчизняних виробників поступаються закордонним аналогам.

 Стосовно ж виробників газопоршневих установок, то навіть перероблений під газовий дизельний двигун ще потрібно удосконалювати й удосконалювати. На жаль, законодавці ефективності газопоршневих установок працюють також не в Україні. На мій погляд, причина цього прихована в славнозвісних «авось» та «зійде так». Тому необхідно створювати атмосферу непримиримості з інтелектуальними ледарями серед розробників. І мабуть назріла потреба в заходах, які б суттєво стимулювали виробника на доведення товару до його довершеного виду. Не можна давати споживачеві незавершений продукт, бо це дискредитує сам продукт, так і виробника.