Регулирование производства тепла и электроэнергии на теплоэлектроцентралях

Главная страница
Контакты

    Главная страница



Регулирование производства тепла и электроэнергии на теплоэлектроцентралях



страница3/32
Дата19.08.2017
Размер4.48 Mb.
ТипРеферат


1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   32

Б. Топливная гибкость

2.6 Дополнительные экономические преимущества применения ТЭЦ можно найти в топливной гибкости топлива, которую они обеспечивает. ТЭЦ делают возможным переход на другое топливо более гибко по сравнению с другими формами теплоснабжения, поскольку многие станции спроектированы для сжигания более чем одного вида топлива. Кроме того, ассортимент топлива, которое можно использовать, шире в случае ТЭЦ, чем по сравнению с котлами для зданий. Например, дополнительно к высококачественному топливу, такому как газ или мазут, можно использовать биотопливо, такое как отходы деревообрабатывающей промышленности и лесохозяйственной деятельности. Однако на парогазовых станциях единственным используемым топливом является газ.


2.7 Применение биотоплива позволит значительно снизить выбросы CO2, и в близком будущем могут открыться возможности для «Совместной реализации и торговли квотами на выбросы». Применение биотоплива создает также возможности постоянных рабочих мест, часто в сельской местности. Биотопливо местное и поэтому содействует уменьшению зависимости от импорта энергии и увеличению надежности снабжения.


В. Уменьшение выбросов

2.8 Выбросы на единицу полезной вырабатываемой энергии можно значительно уменьшить благодаря применению ТЭЦ по сравнению с раздельным производством тепла и электроэнергии, и эти выгоды реализованы во многих регионах и странах. Использование первичной энергии (топлива) значительно уменьшилось благодаря производству ТЭЦ и использованию ЦТ, например, в Швеции, Финляндии, Дании, Китае и Корее. Уменьшение использования топлива привело к существенным выгодам для окружающей среды.2 В 1990 г. город Хельсинки получил приз Объединенных Наций «За качество воздуха» за эффективное производство энергии. Увеличение использования ТЭЦ и ЦТ стало основным фактором улучшения качества воздуха на протяжении последних трех десятилетий. В густонаселенных городах Китая и Кореи уменьшение загрязнения атмосферы стало одной из основных причин введения в эксплуатацию ТЭЦ и ЦТ в 1970-ых и 1980-ых годах. Например, в Китае загрязнение от небольших, индивидуальных отопительных установок, работающих на угле, вызвало заметное увеличение смертности из-за респираторных заболеваний, которые, согласно оценкам, уменьшились сейчас, когда в крупных городах Китая ввели в эксплуатацию и продолжают вводить ЦТ, основанные на крупных, сжигающих уголь ТЭЦ, оборудованных установками для очистки топочных газов.

2.9 Ожидаемое снижение выбросов в результате использования ТЭЦ по сравнению с котельными с КПД в 65% и 80%, представлено в таблице 2.1 ниже. Эмиссии зависят от используемого топлива и технологии; предполагается, что станции сжигают мазут №2, светлый нефтепродукт с низким содержанием серы. Как можно увидеть, ТЭЦ обеспечивает резкое снижение выбросов, особенно CO2, при снабжении тепловой энергией.

Таблица 2.1: Выбросы и уменьшение выбросов ТЭЦ





ТЭЦ

Котлы (80%)

Котлы (65%)

Тип выбросов

Выбросы

Выбросы

Уменьшение,

ТЭЦ

Выбросы

Уменьшение, ТЭЦ

Использование топлива -МВтt

311

692

55%

852

64%

SO2

111

377

71%

465

76%

NOx

21

165

87%

203

90%

ЛОС

1,1

1,2

8%

1,5

27%

Твердые частицы

8,8

16

45%

20

56%

CO2

41

192

79%

236

83%

Выбросы приведены в кг/час.

ЛОС – это летучие органические соединения, в основном топливо, которое сжигается лишь частично.

Системы дают 554 МВт тепловой энергии (пар или горячая вода).

Топливо и выбросы ТЭЦ больше выбросов при производстве только энергии.


2.10 Кроме того, ТЭЦ оборудованы более современными системами для очистки топочных газов, чем котлы, включая такие системы, как электрофильтры и десульфурационные установки, которые приведут даже к еще большему уменьшению выбросов.


2.11 Стокгольм (Швеция) предлагает дальнейшие доказательства того, что эти расчеты не являются только теоретическими. В то время как количество тепловой энергии, поступающей от ЦТ в Стокгольм, возросло в 10 раз с 1965 г. до 1990 г., выбросы SO2 снизились на 95%, а твердых частиц – на 82%. Уменьшение обусловлено как увеличением эффективности, так и более полным сгоранием в больших, централизованных котлах и ТЭЦ. Аналогичные результаты можно обнаружить во многих городах с большими системами ЦТ и ТЭЦ, например, в Копенгагене.
2.12 Теперь в научной общественности широко распространено мнение о том, что сжигание твердого топлива увеличило содержание CO2 в атмосфере и что увеличение количества CO2 и ПГ, таких как метан, фтор- и галогенуглеводородов, приведет к существенному и, возможно, разрушительному изменению климата в последующие несколько десятилетий. Проведены две международные конференции – в Рио-де-Жанейро (Бразилия) в 1992 г. и в Киото (Япония) в 1997 г., целью которых было приступить к решению этой проблемы. «Киотский протокол» к Рамочной конвенции ООН об изменении климата требует от промышленно развитых стран сократить выбросы ПГ в среднем примерно на 5% ниже уровней 1990 г. к 2010 г. Протокол вступит в силу после того, как 55 стран, на которые приходится 55% всех выбросов ПГ в странах, охваченных Протоколом, ратифицируют его. Сейчас идет процесс ратификации, и к апрелю 2003 г. 84 страны подписали и 31 страна ратифицировала Протокол.3

Г. Исключение затрат на передачу


2.13 Поскольку ТЭЦ находятся в месте размещения тепловой и электрической нагрузки, на них не распространяются какие-либо ограничения к линиям электропередачи, и это уменьшает ограничения, высвобождая тем самым мощность. Использование ТЭЦ уменьшает необходимость в новых высоковольтных линиях электропередачи, против которых часто выступают землевладельцы и защитники окружающей среды. От 5% до 20% (во время периодов пиковой нагрузки) мощности традиционных источников энергии теряется на сопротивление при передаче, а для электроэнергии ТЭЦ, используемой на местном уровне, эти потери отсутствуют.4


Д. Повышение надежности снабжения

2.14 ТЭЦ могут снизить для потребителей риск того, что подача электроэнергии будет нарушена, поскольку электроэнергия вырабатывается локально, и, таким образом, можно уменьшить влияние любых крупных аварий в государственной системе электроснабжения.


2.15 Европейская экономика основана, в основном, на ископаемом топливе (нефти, угле и природном газе), которое составляет четыре пятых общего потребления энергоносителей и почти две трети их импорта. Собственное энергоснабжение ЕС едва покрывает половину его потребностей. Если нынешние тенденции сохранятся, к 2030 г. доля ископаемого топлива возрастет, и импорт энергии составит 70% общей потребности.5 Зависимость от импорта и увеличение доли импортированного топлива могут привести к проблеме риска перебоев или трудностей в снабжении. Уменьшение потребности в топливе на ТЭЦ может содействовать уменьшению зависимости от импортированных видов топлива.
2.16 Диверсификация структуры топлива, обусловленная ТЭЦ, вместе с увеличением региональной экономической самостоятельности и увеличением физических средств надежности путем децентрализованного производства энергии в различных местах привели к тому, что ТЭЦ содействуют большей надежности снабжения, одной из основных целей европейской энергетической политики.

III. Обзор текущей ситуации ТЭЦ

А. Либерализация и степень использования ТЭЦ


Страны Европейского Союза (ЕС)


    1. Либерализация, или развитие рынков электроэнергии до уровня существенной конкуренции в производстве и снабжении электроэнергией, началась во всех государствах-членах Европейского Союза, хотя темп открытия рынков различный в разных государствах-членах. Новая «Директива ЕС об электроэнергии», принятая в июне 2003 г., требует ускорения открытия рынков, чтобы дать возможность небытовым потребителям свободно выбирать своих поставщиков электроэнергии с 1 июля 2004 г., а всем остальным – с 1 июля 2007 г. Большинство стран ЕС открыли свои рынки быстрее, чем этого требует данная Директива. В настоящее время около 70% рынка электроэнергии в ЕС открыто для конкуренции. Следующая ниже таблица 3.1 представляет объявленное открытие рынков и уровни производства ТЭЦ в государствах-членах ЕС.

Таблица 3.1: Объявленное открытие рынков и производство ТЭЦ в государствах-членах ЕС




Государства-члены ЕС

Открытие рынка

Начало открытия рынка

Полное открытие6

Выработка электроэнергии, ТВт в 2000 г.

Производство ТЭЦ, ТВтe

в 2000 г.7

Австрия

100%

1999 г.

2001 г.

60

14

Бельгия

70%

2000 г.

2003/2007 г. г.

80

4,8

Дания

100%

1997 г.

2003 г.

35

26 1)

Финляндия

100%

1995 г.

1997 г.

67

25

Франция

35%

2000 г.

2007 г.

517

0,9 2)

Германия

100%

1998 г.

1999 г.

534

70

Греция

35%

1999 г.

2007 г.

50

5,7

Ирландия

40%

2000 г.

2005 г.

23

0,5

Италия

70%

1999 г.

2007 г.

264

58

Люксембург

72%

2000 г.

2007 г.

1,1

0,4

Нидерланды

63%

1998 г.

Октябрь 2003 г.

86

49 1)

Португалия

45%

1995/1997 г. г.

2004 г.

42

4,6

Испания

100%

1997/1998 г. г.

2003 г.

215

25

Швеция

100%

1996 г.

1998 г.

142

8,5

Великобритания

100%

1990 г.

1998 г.

357

23

1) Были также представлены меньшие цифры.

2) В некоторых статистических данных были также представлены цифры в 10 раз больше.
3.2 ТЭЦ типичны для некоторых стран ЕС, таких как Дания, Финляндия и Нидерланды и дают значительную долю всего производства электроэнергии, как показано в таблице 3.1 выше. Однако согласно Euroheat, текущие статистические данные ЕС имеют тенденцию показывать завышенную долю электроэнергии ТЭЦ в производстве электроэнергии ЕС, поскольку они частично включают выработку электроэнергии конденсационными электростанциями. Следовательно, наиболее вероятно, что цифровые данные о производстве электроэнергии ТЭЦ, в частности в Дании и Нидерландах, слишком велики.
3.3 ЕС внес предложение по «Директиве о поощрении ТЭЦ». Одной из целей предложения является создание общего понимания технологии комбинированного производства тепла и энергии (КПТЭ), путем разъяснения определения электроэнергии, производимой ТЭЦ. В предложении дается определение «высокоэффективной когенерации» для существующих станций, если достигается экономия энергии более 5%, и для новых станций, если достигается экономия энергии более 10%. Для определения экономии первичной энергии при когенерации в сравнении с раздельным производством тепла и электроэнергии, в предложении предлагается принять гармонизированные эталонные величины, которые следует использовать для раздельного производства тепла и электроэнергии. Гармонизированные эталонные величины следует установить не позднее, чем через два года после того, как Директива вступит в силу, они должны основываться на всесторонних исследованиях, включая консультации с представителями отрасли, рассмотрение различных факторов, таких как применяемые технологии, типы топлива, кривые нагрузки, величину станций и климатические различия. В тех случаях, когда ТЭЦ оборудованы для раздельной выработки электроэнергии или тепла, такое производство следует исключить из определения когенерации.8

Страны-кандидаты в ЕС

3.4 Страны-кандидаты в ЕС начали открывать свои рынки, за исключением Кипра и Мальты, которые занимают особое положение из-за их маленьких изолированных систем. Временные рамки открытия рынков в Республике Чехия, Польше и Словении – самые ранние. Кипр и Мальта исключены из представленного далее обсуждения из-за их особого статуса в ЕС и незначительного объема производства электроэнергии. Нижеследующая таблица 3.2 представляет объявленное открытие рынков и уровни производства ТЭЦ в странах-кандидатах в ЕС.


Таблица 3.2: Объявленное открытие рынков и производство ТЭЦ в странах-кандидатах в ЕС

Страна-кандидат в ЕС

Открытие рынка

Начало открытия рынка

Полное открытие 9

Выработка электроэнергии, ТВт в 2000 г.

Объем производства ТЭЦ,

ТВт·чe

в 2000 г. 10

Болгария

10%

2002 г.




44

4,0

Кипр

0%

-

-

3,6

0

Республика Чехия

40%

2002 г.

2006 г.

75

16

Эстония

10%

2001 г.

2012 г.

7,6

1,0

Венгрия

33%

2003 г.

2010 г.

36

3,7

Латвия

10%

2000 г.

2007 г.

4,1

1,2

Литва

20%

2002 г.

2010 г.

13

1,4

Мальта

0%

-

-

1,9




Польша

51%

1999 г.

Декабрь 2005 г.

146

30

Румыния

35%

2000 г.




51

23

Словакия

26%

2002 г.




30

3,4

Словения

63%

2001 г.




13

4,2

3.5 В странах-кандидатах в ЕС Восточной и Центральной Европы ТЭЦ поставляют значительную долю электроэнергии в электроэнергетические системы и системы ЦТ. Большая часть станций – старые, особенно те, которые снабжают теплом сектор ЦТ. Электростанции работают в основном на угле, а большинство остальных – на газе или мазуте.

Страны бывшего Советского Союза (БСС)

3.6 Россия и другие страны БСС указали цель – либерализация энергетической отрасли и открытие своих рынков для конкуренции, но реструктуризация все еще невелика и постоянно отсутствуют инвестиции в корпоративный сектор, которые привели бы к развитию рыночных механизмов, создав возможности для конкуренции предприятий. Россия намерена приступить к либерализации рынка в 2004 г. Российское правительство решило реформировать энергетику, потому что существующие компании не могут сами решить проблему инвестиций, и инвестиционный климат был сравнительно мало привлекательным для новых инвесторов. Правительство также определило, что изменение формы собственности, структуры и регулирования сектора даст дополнительное преимущество – повышение эффективности сектора.


3.7 Украинский энергетический сектор начал процесс реструктуризации еще в 1994г. с разукрупнения генерирующих, передающих и распределяющих активов и создания предприятия для администрирования оптового рынка с целью повышения прозрачности и подотчетности и создания возможностей для развития конкурентного рынка электроэнергии. Украина ориентировалась на модель бывшей системы в Великобритании, с соглашениями о пуле для краткосрочных торговых операций с электроэнергией. Однако высокий уровень неплатежей за электроэнергию был основным препятствием, мешавшим конкуренции в производстве электроэнергии до недавнего времени.
3.8 Руководство энергетической отрасли в Беларуси осуществляет государственное предприятие «Белэнерго», вертикально интегрированная структура, отвечающая за выработку, передачу, распределения и поставки электроэнергии конечным потребителям. До сих не произошло значительной реструктуризации энергетического рынка, и реформы сконцентрированы на стандартизации тарифов на электроэнергию по всей стране.
3.9 В Молдове началась реорганизация энергетического сектора и проводится программа приватизации, в которой подчеркивается открытая и прозрачная приватизация энергетических компаний. В начале 2000 г. было приватизировано около 70% распределения электроэнергии. Планируется, что конкурентный рынок торговли электроэнергией будет создан посредством поддержки правовой и регуляторной базы в энергетическом секторе и принятием рыночных правил для операций с электроэнергией, которые ведут к участию частного сектора.
3.10 В этом отчете будет проведен более детальный анализ только тех стран БСС, которые расположены в Европе, т.е., Беларуси, Молдовы, России и Украины, из-за большого сходства стран. Нижеследующая таблица 3.3 представляет объявленное открытие рынков и уровни производства ТЭЦ в странах БСС в Европе.

Таблица 3.3: Объявленное открытие рынков и объем производства ТЭЦ в странах БСС в Европе



Страна БСС

Открытие рынков

Начало открытия рынков

Полное открытие

Выработка электроэнергии, ТВт·ч

Объем производства ТЭЦ,

ТВт·чe

в 1999 г. 11

Беларусь

0%







27

13

Молдова

0%







3,5 1)

0,8 1)

Россия

0%

2004 г.




845

560

Украина

0%







170 2)

12,1 2)

1) Статистика Мирового банка.

2) Цифровые данные за 2002 г., справочник «Энергетика Украины», 2003 г.
3.11 ТЭЦ играли важную роль в производстве энергии в БСС и дают значительную долю общего производства энергии. Однако текущие статистические данные показывают тенденцию к завышению доли электроэнергии ТЭЦ в общем производстве электроэнергии, поскольку они частично включают в себя производство энергии конденсационными электростанциями. Поэтому числовые данные по производству электроэнергии ТЭЦ, особенно в России, следует считать слишком высокими.
3.12 Большая часть существующих ТЭЦ и смежных сетей ЦТ – старые и неэффективные. Вследствие значительного снижения как производства, так и потребления энергии в 90-х годах, во многих странах существует избыточная электрогенерирующая мощность, и ТЭЦ могут быть излишне крупными для текущих тепловых нагрузок, что приводит к низким рабочим мощностям. Поэтому конкурентная ситуация со старыми ТЭЦ может осложниться, когда рынки будут либерализованы. Однако мощности восстановленных и новых ТЭЦ, размер которых больше соответствует тепловым нагрузкам, будут в более конкурентоспособном положении.


Каталог: curated
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   32

  • В. Уменьшение выбросов
  • Г. Исключение затрат на передачу
  • Д. Повышение надежности снабжения
  • III. Обзор текущей ситуации ТЭЦ
  • Страны-кандидаты в ЕС
  • Страны бывшего Советского Союза (БСС)