ВЫБОР АВТОНОМНОГО ИСТОЧНИКА ЭНЕРГОСНАБЖЕНИЯ

Основной критерий – минимум затрат

Правила технологического присоединения энергетических установок юридических и физических лиц к электрическим сетям определены Постановлением Правительства РФ № 861 от 27.12.04. При этом размер платы за присоединение устанавливается региональными энергетическими комиссиями и в некоторых городах и областях составляет более 40 тысяч рублей за один киловатт расчетной мощности объекта.
Плата, бесспорно, высока, и многие начинают задумываться о необходимости автономного энергоснабжения жилых и промышленных строений. Тем более что часто в зонах с централизованным электроснабжением попросту отсутствует резерв мощности.
Обосновать инвестиции в сооружение автономного источника постоянного энергоснабжения позволяет сравнительный анализ возможных вариантов выбора оборудования для такого объекта. Методика, предложенная специалистами ВИТУ, помогает проанализировать ключевые параметры и оценить целесообразность будущего проекта.

Алексей Михайлов, д.т.н., профессор
Виктор Сайданов, д.т.н., доцент
Геннадий Сухарь, к.т.н.
Александр Исаков, инженер
Военный инженерно-технический университет (ВИТУ), г. Санкт-Петербург

Для того чтобы оценить эффективность применения автономного источника электроэнергии (АИ) в качестве основного источника питания или в качестве резерва, нами уже предлагалась методика, позволяющая определять границы экономической эффективности централизованного и автономного электроснабжения потребителей в зависимости от мощности и удаленности объекта от государственной энергосистемы [1].
В настоящей статье мы предлагаем рассмотреть методику обоснования инвестиций в сооружение АИ для постоянного электроснабжения на конкретном примере. Цель методики – выбор рационального варианта автономного источника электроснабжения объекта по следующим критериям: минимум единовременных капитальных затрат на его строительство и наименьшая стоимость эксплуатации в течение первых трех лет.

Методику рассмотрим на конкретном примере. Объектом является перспективное строительство коттеджного поселка Ленинградской области, расположенного вблизи границы Санкт-Петербурга.
Материалы обоснования включают в себя вариантное сравнение автономных электростанций с газопоршневыми и газотурбинными двигателями отечественного и иностранного производства, работающими на природном газе. Для повышения эффективности использования топлива предусматривается режим мини-ТЭЦ. При выполнении обоснования использованы результаты маркетинговых исследований авторов по вопросам изготовления и поставки оборудования малой энергетики. Все стоимостные показатели рассчитаны по состоянию на сентябрь 2006 года (1$ США = 26 руб. 50 коп.).

Эксплуатационные издержки И на эксплуатацию мини-ТЭЦ складываются из суммы следующих составляющих:

И = ИТ + ИМ + ИЭ + ИВ + ИВВ + ИР + ИА + ИЗП + ИПР ,

(1)

где И_Т, И_М, И_Э, И_В, И_ВВ, И_Р, И_А, И_ЗП, И_ПР – годовые эксплуатационные издержки соответственно на топливо, моторное масло, электроэнергию, потребляемую на собственные нужды, воду, оплату за вредные выбросы, ремонт, амортизацию, заработную плату и прочие расходы.
На основании экспертных оценок примерная структура эксплуатационных затрат на весь период эксплуатации имеет вид, представленный в табл. 1.
Так как нам необходимо оценить эксплуатационные затраты за первые три года эксплуатации, ограничимся оценкой составляющей по ГСМ:

ИТ = ВТ • ЦТ ,

(2)

ИМ = ВМ • ЦМ ,

(3)

где В_Т, В_М – годовой расход топлива (природного газа) и моторного масла;
Ц_Т, Ц_М – цена топлива и моторного масла на объекте.
Среднегодовое потребление объектом электроэнергии за год составляет 0,63 от максимально возможного (определяется по типовому годовому графику нагрузок жилых городков), с учетом этого:

ВТ = ВЧ • n • 8760 • 0,63 ,

(4)

ВМ= bМ • Рn • 8760 • 0,63 + n • GМ • (1+8760 • 0,63/TЗ) ,

(5)

Заявленная мощность потребления объектом электрической энергии составляет 2,73 МВт, тепловая мощность мини-ТЭЦ при номинальном режиме может составить 3,5–4 МВт. Часть тепловой энергии будет покрываться за счет мини-ТЭЦ, а основная доля будет вырабатываться отдельным источником (источник теплоснабжения тоже можно выбрать по предлагаемой методике, но в данном примере этот вопрос не рассматривается).

Рассмотрим 4 варианта автономных источников энергии, способных выработать необходимое количество электроэнергии.
1. Мини-ТЭЦ на базе газопоршневых установок (ГПУ) РG1250B (фирма F.G. Wilson, Англия) единичной электрической мощностью 1 МВт и тепловой мощностью 1,3 МВт. Для обеспечения надежной работы необходимы 3 рабочие установки и 1 резервная (всего 4).
2. Мини-ТЭЦ на базе газопоршневых установок ТCG 2020 V12K (фирма DEUTZ, Германия) единичной электрической мощностью 1,02 МВт и тепловой мощностью 1,15 МВт. Для обеспечения надежной работы необходимы 3 рабочие установки и 1 резервная (всего 4).
3. Мини-ТЭЦ на базе газопоршневых установок ГДГ-500 (ЗАО «ВДМ», г. Балаково, Саратовская обл.) единичной электрической мощностью 0,5 МВт и тепловой мощностью 0,6 МВт. Для обеспечения надежной работы необходимо иметь 6 рабочих установок и 2 резервные (всего 8).
4. Мини-ТЭЦ на базе газотурбинных установок ГТЭС-2,5 (ОАО НПО «Сатурн», г. Рыбинск, Ярославская обл.) единичной электрической мощностью 2,5 МВт и тепловой мощностью 4,5 МВт. Для обеспечения надежной работы необходимы 1 рабочая установка и 1 резервная (всего 2).

Мини-ТЭЦ на базе газопоршневых установок РG1250B в Россию поставляют многие компании, например ЗАО «А.Д.Д.» и ООО «ЭЦ Президент Нева» [3] (г. Санкт-Петербург).
В табл. 2 представлены основные технические показатели установки РG1250В.
По компоновке мини-ТЭЦ на базе РG1250B могут размещаться в стационарных модульных зданиях или транспортабельных контейнерах. При этом всё оборудование мини-ТЭЦ, поставляемых фирмой «А.Д.Д.», размещается в стандартном 40-футовом контейнере, который имеет габариты 12,2 х 3 х 3,1 м, вес (вместе с оборудованием) не более 24 тонн. Выносной радиатор газопоршневой установки находится в выделенном внутри контейнера отсеке или на крыше контейнера (уточняется при выполнении проектных работ).
Оборудование мини-ТЭЦ, поставляемых компанией ООО «ЭЦ Президент Нева», размещается в двух контейнерах: стандартном 40-футовом (газопоршневая установка PG1250В и дополнительное оборудование) и дополнительном контейнере (6 х 2,4 х 2,5 м), в котором располагается система утилизации теплоты (СУТ). При этом дополнительный контейнер с СУТ устанавливается на крыше 40-футового контейнера.
для определения занимаемых площадей на рис. 1 представлен план размещения оборудования 4 мини-ТЭЦ в контейнерном исполнении. Для снижения уровня шума площадка мини-ТЭЦ с трех сторон обнесена шумозащитным ограждением на базе шумопоглощающих панелей (цена 1 м₂ = 3000 руб.) В соответствии с [4] вокруг мини-ТЭЦ должна быть предусмотрена санитарно-защитная зона (СЗЗ) шириной 50 м. Таким образом, согласно рис. 1, площадь земельного участка, занимаемого мини-ТЭЦ, – 360 м²; площадь шумозащитного ограждения (при высоте стены 3 м) – 162 м². Ориентировочная площадь СЗЗ – 7072 м². В табл. 3 представлены стоимостные показатели элементов капитальных вложений по варианту 1. Результаты расчетов эксплуатационных затрат на ГСМ по формулам (2–5) даны в табл. 4.

Мини-ТЭЦ на базе газопоршневых установок ТCG 2020 V12K (фирма DEUTZ, Германия) в Россию поставляет фирма ЗАО «ВАДО Интернейшенел СНГ» (г. Москва) [5] – официальный дилер фирмы DEUTZ. В состав мини-ТЭЦ (в объеме стандартной поставки) входят:

• газопоршневая установка ТCG 2020 V12K с повышающими трансформаторами и автоматами защиты;
• дополнительное оборудование, обеспечивающее параллельную работу ГПУ между собой;
• система утилизации тепла для ТCG 2020 V12K;
• контейнер 40-футовый с дополнительным оборудованием (при размещении мини-ТЭЦ в контейнере; при размещении в стационарном здании в состав поставки не входит).

1. Михайлов А.К., Сухарь Г.А. Автономное или централизованное электроснабжение? Границы экономической эффективности // Новости ЭлектроТехники. – 2006. – № 2(38).
2. Приказ комитета по тарифам и ценовой политике Правительства Ленинградской области от 18.02.2005 № 7-П «Об установлении розничных цен на природный газ, реализуемый ЗАО «Петербургрегионгаз» населению на территории Ленинградской области (с изм. и доп. от 17.06. 2005 г.).
3. Каталог продукции, поставляемой фирмой ООО «ЭЦ Президент Нева». – СПб., 2006.
4. СанПиН 2.2.1/2.1.1.1200-03 Санитарно-защитные зоны и санитарная классификация предприятий, сооружений и иных объектов.
5. Каталог продукции, поставляемой фирмой ЗАО «ВАДО Интернейшенел СНГ». – М., 2006.