автореферат диссертации по энергетике, 05.14.01, диссертация на тему:Разработка методики выбора газопоршневых установок для энергоснабжения потребителей

На правах рукописи

макаревич елена владимировна

13работка методики выбора газопоршневых :тановок для энергоснабжения потребителей

ециальность: 05.14.01 - «Энергетические системы и комплексы»

автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

2 6 ДПР 2012

Москва-2012

005019377

Работа выполнена в ФГБОУ ВПО «Национальный исследовательский университет «МЭИ» на кафедре Тепловых электрических станций.

Научный руководитель: кандидат технических наук, доцент

Буров Валерий Дмитриевич, зав. каф. Тепловых Электрических Станций ФГБОУ ВПО «Национального исследовательского университета «МЭИ» Официальные оппоненты: доктор технических наук

Богомолова Татьяна Владимировна, проф. каф. Паровых и газовых турбин им. A.B. Щегляева ФГБОУ ВПО «Национального исследовательского университета «МЭИ»

кандидат технических наук, Давыдов Александр Николаевич, нач. упр. программ модернизации тепловых сетей ОАО «Объединение ВНИПИэнергопром» Ведущая организация: Мосэнергопроект,

филиал ОАО «ТЭК Мосэнерго»

Защита состоится « 17.» мая 2012 г. в _16_ час. 00 мин. в аудитории Б-205 на заседании диссертационного совета Д 212.157.14 в ФГБОУ ВПО «Национальный исследовательский университет «МЭИ».

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Национальный исследовательский университет «МЭИ».

Отзывы на автореферат (в двух экземплярах, заверенные печатью организации) просим направлять по адресу: 111250, г. Москва, ул. Красноказарменная, 14, Ученый Совет ФГБОУ ВПО НИУ «МЭИ». Автореферат разослан « » сюаелз 2012 г.

Ученый секретарь диссертационного совета Д 212.157.14 к.т.н., доцент

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы.

В условиях роста цен на топливо энергетика обращается все к более экономичным технологиям производства электроэнергии. Опыт западных стран показывает, что в рыночных условиях невозможно добиться устойчивого энергоснабжения при существовании энергосистемы с преимущественно мощными энергоустановками. Наравне с большой должна развиваться «малая энергетика». Малая энергетика позволяет повысить энергетическую безопасность, диверсифицировать топливно-энергетический баланс государства за счет увеличения использования местных видов топлива, что соответствует современным мировым тенденциям.

Постановлением Правительственной комиссии по высоким технологиям и инновациям (протокол №2 от 1 апреля 2011 г.) утвержден перечень технологических платформ, одной из которых является «Малая распределенная энергетика». Актуальность сооружения источников энерши на базе малой распределенной энергетики в России обусловлена наличием громадных территорий, неохваченных Единой Энергетической Системой, а также достаточно суровыми климатическими условиями.

Газопоршневые технологии (ГПУ) являются одной из наиболее востребованных в энергетическом секторе технологий. КПД ГПУ существенно выше, чем у других типов основного энергетического оборудования объектов малой энергетики (микротурбины - до 33% и I ТУ — до 38%). В простом цикле КПД современных мощных искровых ГПУ достигает величины 47-^-49%.

С ростом цены на газ и энергоносители значимость высокоэффективных технологий, к которым, несомненно, относится применение газопоршневого оборудования, будет постоянно повышаться. В целях минимизации влияния субъективных факторов на современном этапе развития рыночных отношений выбор любого технического решения должен осуществляться только после проведения соответствующих технико-экономических расчётов. Таким образом, для рационального выбора ГПУ необходимы индикаторы, характеризующие состояние объекта как в целом, так и его отдельных составляющих, что определяет главную задачу настоящей работы. Такие индикаторы (суммарный бал при ранжировании) - это безразмерные величины, представляющие собой композицию изменяющихся данных, комплексно характеризующих ГПЭС - с технической, с экономической, эксплуатационной и экологической точек зрения, взятых с различными весовыми коэффициентами, изменяющимися в зависимости от категории потребителя. Очевидно, что разработка методики сравнения и выбора ГПУ для энергоснабжения различных категорий потребителей не только вполне востребована, но также имеет значительную практическую ценность.

Цель работы - разработка независимой комплексной технико-экономической методики выбора ГПУ для энергоснабжения различных категорий потребителей.

Для достижения поставленной цели в работе решаются следующие задачи:

1. Оценить перспективы применения ГПУ в качестве энергообъекгов генерации малой энергетики. Выделить наиболее востребованные для автономного распределенного энергоснабжения типы ГПУ. Рассмотреть и классифицировать возможные виды и свойства газового топлива для газопоршневых двигателей (ГПД).

2. Изучить и проанализировать существующие методы принятия решений; сформулировать основные принципы метода иерархического анализа для выбора ГПУ.

3. Провести исследование основных технических характеристик ГПУ, их технологических схем и категорий энергопотребителей. Для последующего исследования выбрать наиболее перспективные газопоршневые установки для энергоснабжения четырех различных категорий потребителей (жилищно-коммунальный и промышленный сектор, угле и нефтедобывающие предприятия).

4. Выполнить расчет годовых технико-экономических показателей работы ГПЭС, обеспечивающих нагрузки этих потребителей.

5. Адаптировать выбранную методику для ранжирования ГПУ при строительстве ГПЭС для различных категорий потребителей. Согласно разработанной методике провести исследования и сделать анализ целесообразности применения ГПУ для обеспечения электроэнергией потребителей каждой из рассматриваемых категорий.

6. Разработать методические положения, выделить основные технические критерии ранжирования и провести расчетные исследования по выбору оптимального типа ГПУ для каждой категории потребителей.

7. Провести финансово-экономический анализ предлагаемых технических решений и проверить точность разработанной методики.

Научная новизна работы:

1. Проведен комплексный анализ технических, экономических и эксплуатационных характеристик ГПУ, на основе которого отобраны основные критерии для выбора оптимального типа ГПУ для автономного энергоснабжения потребителей;

2. Разработана методология выбора оптимального типа ГПУ с учетом особенностей каждой из исследуемых категорий потребителей, а также приоритетов в технической и экономической эффективности энергообъекта. Согласно методике была разработана математическая модель на основе широко применяемого программного обеспечения ЭВМ;

3. Впервые проведены исследования по выбору оптимального типа ГПУ в зависимости от категории потребителя. Составлены рекомендации по выбору ГПУ для первоначального отбора при разработке схем автономных ГПЭС;

4

4. Проведена оценка экономической эффективности ГПЭС с учетом особенностей каждой из рассматриваемых категорий потребителей.

Степень достоверности научных положений, выводов и рекомендаций обеспечивается применением широко используемых методик расчетов элементов тепловых схем ГПЭС, апробированных математических методов моделирования и программного обеспечения, а также хорошей сходимостью результатов с подробным технико-экономическим анализом строительства ГПЭС.

Практическая ценность работы.

1. Разработанные методики и математические модели позволяют значительно ускорить и упростить выбор оптимального типа ГПУ на стадии тендерного отбора с учетом приоритетов в технической, экономической, эксплуатационной и экологической эффективности. Полученные методики и результаты расчетных исследований могут применяться на предпроектной стадии выбора оборудования ГПЭС. Сформулированные рекомендации по выбору газопоршневого оборудования позволяют подбирать эффективные ГПУ для автономных ГПЭС различных категорий потребителей.

2. Разработанная методика сравнения и выбора ГПУ для энергоснабжения различных категорий потребителей минимизирует влияние субъективных факторов при сравнении предложений разных поставщиков на подрядных (тендерных) торгах для конкретного объекта и позволяет на стадии предпроектной проработки отсечь заведомо проигрышные варианты.

3. Результаты работы и разработанные компьютерные модели используются в учебном процессе при подготовке специалистов-энергетиков на кафедре Тепловых электрических станций МЭИ (ТУ).

Апробация работы и публикации.

Результаты работы докладывались VII Международной научно-технической конференции «Повышение эффективности производства электроэнергии» (2009 г., Новочеркасск), на 16-й Международной научно-технической конференции студентов и аспирантов «Радиоэлектроника, электротехника и энергетика» (2010 г., Москва), 17-й Международной научно-технической конференции студентов и аспирантов «Радиоэлектроника, электротехника и энергетика» (2011 г., Москва), научном семинаре кафедры ТЭС МЭИ (2011 г., Москва).

По результатам диссертации имеется 8 публикаций, в том числе две публикации в изданиях из перечня, рекомендуемого ВАК.

Структура и объем диссертации.

Работа состоит из введения, пяти глав, выводов по работе, списка использованной литературы и приложений. Содержание работы изложено на 150 страницах машинописного текста. Список литературы содержит 73 наименования.

5

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении рассмотрены перспективы развития малой распределенной энергетики, показана необходимость и актуальность использования газопоршневых энергоустановок (ПТУ) дня создания автономных газопоршневых электростанций (ГПЭС) для снабжения электрической энергией различных категорий потребителей. Сформулированы цели диссертационной работы.

В первой главе проведен анализ основных тенденций и направлений строительства объектов малой энергетики, проанализированы тенденции развития рынка газопоршневого оборудования; систематизированы сведения по видам топлива для ГПУ; выполнен обзор работ по разработке методик выбора ГПУ.

В настоящее время реализуется значительное количество проектов строительства ГПЭС. Все они обязательно проходят стадию тендерного отбора - выбора наиболее оптимального варианта для конкретного объекта. В большинстве случаев такой выбор носит глубоко субъективный характер и осуществляется исходя из конъюнктурных или финансовых показателей, не редко без учета технических особенностей ГПУ и их характеристик. Чаще всего на проводимых конкурсах и тендерных торгах преимущество отдается предложению с минимальной ценой, но это совсем не значит, что закупленное оборудование будет иметь максимальную эффективность. Решения, принятые по такому пути, являются зачастую ошибочными, неэкономичными, приводящими к неоправданному перерасходу средств и трате природных ресурсов. С ростом цены на газ и энергоносители значимость высокоэффективных технологий, к которым, несомнешю, относится применение газопорщневого оборудования, будет постоянно повышаться. В целях минимизации влияния субъективных факторов на современном этапе развития рыночных отношений выбор любого технического решения должен осуществляться только после проведения соответствующих технико-экономических расчётов. Таким образом, очевидно, что разработка методики сравнения и выбора ГПУ для энергоснабжения различных категорий потребителей вполне востребована.

Наибольший удельный вес в мировой структуре заказов (см.рис.1) занимают установки единичной мощностью 0,5-1 МВт, на долю которых приходится 58,7 % всех заказов; доля установок мощностью 1,01-2,0 МВт составляет 33,0%, установок мощностью 2,01 -3,5 МВт - 5,9%. Однако, на российском рынке в энергетическом секторе наиболее востребованными являются установки мощностью более 1 МВт.

Таким образом, для исследований в работе выбраны чисто газовые генераторные энергетические установки - искровые ГПУ, работающие по циклу Огго, электрической мощностью 1,СН-4,0 МВт. Выделены четыре категории потребителей для исследования, основные характеристики которых представлены в табл.1.

6

58,7%

0,5-1,0

1,01-2,0 10.01-15

7,51-10

□ 2,01-3,5 И 15,01-20

33,0%

□ 3,51-5,0 Ш 20,01-30

В 5,01-7,5 В более 30,01

Рис. 1. Структура заказов поршневых установок на мировом рынке в 2010 г.

Таблица 1.

Основные характеристики категорий потребителей

Наименование Тип потребителя Низшая теплотворная способность, МДж/нм3 Плотность топлива, кг/нм" Число часов использования установленной мощности *, ч

Категория 1 Коммунально-бытовой сектор (ЖКХ) 33,5 0,68 5500

Категория 2 Промышленный потребитель 33,5 0,68 7000

Категория 3 Нефтяные компании 59,25 1,22 7500

Категория 4 Угледобывающие компании 16,41 1,11 4200

По результатам первой главы обоснована актуальность темы диссертации и сформулированы основные задачи исследования.

Во второй главе изучены и проанализированы существующие методы принятия решений; выделены основные достоинства и недостатки каждого из них. На основе выполненного анализа выбрана базовая методика для разработки методики сравнения и отбора наиболее предпочтительного типа ГПУ для автономного энергоснабжения различных категорий потребителей, основанная на методе анализа иерархий Саати. Определены требования, задачи анализа и критерии сравнения ГПУ, сформулированы основные принципы метода иерархического анализа выбора типа ГПУ.

Разработан способ адаптации метода анализа иерархий для моделирования неструктурированных задач в области малой энергетики, определёны этапы и последовательность сравнения и выбора оптимального типа ГПУ для энергоснабжения потребителей. Для каждой из категорий потребителей выбор типа ГПУ производится из п различных агрегатов и состоит из следующих этапов:

1) Отбор критериев ранжирования;

2) Заполнение таблицы характеристик ГПУ по отобранным критериям;

3) Переход от абсолютных значений характеристик ГПУ к приведенным характеристикам. Дня этого по каждому критерию выбирается базовое значение (наилучший показатель работы ГПУ) и рассчитываются отношения П = [ ^

4) Выбор шкалы суждений. Значимость каждого критерия по отношению к сравниваемому оценивается при помощи следующей 5-балльной шкалы:

^ 1 балл - критерии равноценны;

2 балла-умеренное превосходство;

3 балла-сильное превосходство;

^ 4 балла-очень сильное превосходство;

5 баллов — высшее превосходство ^ 1/5 -1/2 -баллов - минимальные величины значимости по отношению к сравниваемому параметру.

5) Опрос экспертов и заполнение треугольной и полнозаполненной матрицы попарных сравнений критериев для каждой из рассматриваемых категорий потребителей электроэнергии;

6) Вычисление строчных сумм и общей суммы таблицы; определение весов критериев путем деления строчных сумм на общую сумму таблицы;

Матрица попарно сравниваемых характеристик значимости:

п, п2 П, сс|=е|/е0

П, 1 2 3 61 <*1

п2 !/2 1 4 Б2 «2

1/3 1/4 1 Е|

ЕО=£Е|

Ц - показатель или значимая характеристика ГПУ

- суммарный вес каждого сравниваемого показателя; а \ - коэффициент значимости

7) Применение линейной свертки для получения интегральной оценки (К) альтернатив:

1 4-1 - соответствует максимальному базовому значению; -1 - минимальному.

8

К,-На

п,

п.

(1)

В третьей главе проведен анализ особенностей термодинамических циклов, конструктивных особенностей и технических характеристик ГПД. По результатам анализа большого числа различных тепловых и технологических схем ГПД была разработана обобщенная технологическая схема ГПЭС (рис.2), которая была положена в основу исследований и анализа показателей работы ГПЭС.

воздушный фильтр

Рис. 2. Принципиальная технологическая схема ГПЭС ОхВТк/ОхНТк -охладитель высоко/низкотемпературного контура; ВПК - блок подготовки газа; ОВ Ic,IIc - охладители газовоздушной смеси I и П ступени; ТНД 1с, Ис - турбо-наддув I и II ступени; МН - масляный насос; МО - маслоохладитель; НВТк/ННТк - насос высоко/низкотемпературного контура; ПМ - подогреватель масла; ПОЖ — подогреватель охлаждающей жидкости

Проведенные в работе исследования позволили выявить наиболее значимые критерии и диапазоны изменения их значений, влияющие на выбор типа ГПУ для энергоснабжения отобранных категорий потребителей (см. рис.3).

Показатели тепловой экономичности ГПЭС для каждой категории рассчитывались по следующим формулам.

Номинальный часовой расход топливного газа (тыс. нм3/ч):

а* -МЛ П)

где N° - номинальная мощность в станционных условиях, кВт; 77° - номинальный КПД ГТД в станционных условиях; 2„р _ низшая объемная теплота сгорания, кДж/нм3.

Годовая выработка электроэнергии:

Эгод = №е -ТР (2)

где ТР - годовое время работы ГТЭС дая каждой категории, ч. Годовое потребление топливного газа (тыс.нм'/год):

Ятг ~ 1тг 'Тр (3)

Удельный расход условного топлива на единицу вырабатываемой электроэнергии, г/(кВт-ч):

Ъу = 122,8/77в°, (4)

Электрический КПД, %

Ресурсные показатели, ч

; )К0:Г01 мческис показатели по

■ "Дйапазой ''" регулирования мощности,

Удельная масса ГПУ,.кг/кВт

Средневзвешенная стоимость _ ТО, руб./кВт

" "-'Удельная' ' стоимость ГПУ, ШД/кВт.

Скорость нагружения и разгружения, %

Рис.3. Основные критерии выбора ГПУ Разработана иерархическая модель выбора ГПУ, которая позволяет наглядно представить алгоритм выбора оптимального типа ГПУ и связи между уровнями иерархии (см. рис.4).

Уровень 1 Общая цель

Рис.4. Иерархия выбора ГПУ

ВЫБОР ГПУ

В четвертой главе согласно выбранной цели исследования и принятым граничным условиям, отобраны наиболее перспективные газопоршневые установки для энергоснабжения четырех рассматриваемых категорий потребителей. Для рассматриваемых ГПУ выполнен подбор основных технических характеристик. В соответствии с представленной в главе 3 методикой проведен расчет основных часовых и годовых показателей работы ГПЭС.

Согласно адаптированной автором методике анализа иерархий составлены полно-заполненные матрицы попарных сравнений и проведен выбор оптимальных ГПУ для каждой из рассматриваемых категорий потребителей (для примера, в табл.2 ниже представлена матрица для категории 1).

В процессе исследования установлено, что для потребителей категории 1,2, работающих на природном газе, наиболее важными характеристиками являются КПД, удельная стоимость ГПУ, затраты на техническое обслуживание, а также минимальное негативное воздействие на окружающую среду. Различное влияние оказывает скорость изменения нагрузки. Поскольку единичная мощность потребителей ЖКХ (категория 1) невысокая и нагрузка меняется плавно без скачков, то скорость набора/сброса нагрузки не будет оказывать значительного влияния на выбор типа ГПУ. Дня категории 2 эта составляющая имеет более высокий вес, чем для категории 1. Использование ГПУ с высоким КПД позволяет' снизить топливную составляющую себестоимости электроэнергии ГПЭС и тем самым избежать повышения тарифа. Установлено, что

для энергоснабжения потребителей категории 1 целесообразно использование высокооборотных машин, из которых можно выделить следующие: Waukesha серии APG и Jenbacher серии 320 и 620. Результаты ранжирования представлены на рис.5,6.

Таблица 2.

Полнозаполненная матрица попарных сравнений для категории 1

КПД электрический Скорость нагружения и разгружения Ресурс до капитального ремонта Полный ресурс Удельный сухой вес Эмиссия NOx Удельная стоимость ГПУ Средняя стоимость ТО ¿0 с ¿3" II S

КПД электрический 1,00 5,00 4,00 3,00 4,00 3,00 3,00 4,00 27,00 0,27

Скорость нагружения и разгружения 0,20 1.00 - 2,00 2,00 3,00 0,20 0,50 0,33 9,23 0,09

Ресурс до капитального ремонта 0,25 0,50 3,00 2,00 0,25 0,33 0,33 7,67 0,08

Полный ресурс 0,33 0,50 0,33 Г 0(1 2,00 0,33 0,50 0,33 5,33 0,05

Удельный сухой вес 0,25 0,33 0,50 0,50 ,1 00 0,25 0,25 0,33 3,42 0,03

Удельный выброс 1\Юх (при 5%02) 0,33 5,00 2,00 2,00 3,00 w 0,67 2,00 16,00 0,16

Удельная стоимость ГПУ 0,33 2,00 3,00 2,00 4,00 1,50 1,00, 1,50 15,33 0,15

Средняя стоимость ТО 0.25 3,03 4,00 4,00 4,00 0,50 0,67 МЯК 17,45 0,17

Сумма 101,43 1,00

а

1 I"

3

&

Waukesha Waukesha Waukesha Waukesha Caterpillar Caterpillar Caterpillar Caterpillar ierlbaeher Jaribachor APG 1000 VHPPiCOOL АРОЗООО 16V-AT270L Q3J16 LE G3520C G3612LE G3616LE J320GS J62QGS

'■>■ иа \Viulffijiii ,1.3 й'аия.Ья "•.■•:ги!''' 01ирШи СаЬтрШаг л■'::/:!■: ;.г:и"!>г 'С',:г СшчтЬи СшптЬ|

АРОЮОС ЧНРРЯНГСЛ. АРСЗНШ 1ЙУ- ОЗЯЙ ЬЕ. 03520С 036121.Е ОЗЙ1Й1.Е И2003 ПСЗООКА 17500дКВ-

АТ2701. 50

Рис.6. Ранжирование ГПУ для категории 2

По разработанной методике было проведено ранжирование установок и для всех остальных рассматриваемых категорий.

Анализ представленных материалов позволил выделить наиболее важные критерии при выборе ГПУ для энергоснабжения потребителей в категории 3:

скорость набора/сброса нагрузки - нефтедобывающее и нефтеперекачивающее оборудование обладает высокой единичной мощностью (буровое - до 1 МВт, магистральные нефтеперекачивающие насосы - 2-^6 МВт, максимально - до 14 МВт), что приводит к значительным скачкам мощности при пусках/остановах;

ресурсные характеристики; весо-габаритные показатели - сложности с логистикой как оборудования, так и доставкой расходных материалов и ЗИПа.

Из исследованных вариантов ГПУ наиболее полно отмеченным критериям отвечают высокооборотные ГТТУ и установки повышенной оборотности фирмы Waukesha серии ATGL, APG и фирмы Cummins серии 1750 (рис.7).

Лидером является ГПУ повышенной оборотности (1000 об/мин) типа Waukesha 16 V - AT27GL, ее преимуществами при на ПНГ являются:

1. Устойчивая работа ГТТУ с частотой вращения 1000 об/мин на попутном нефтяном газе, даже с учетом его ухудшения.

2. Надежная работа ГПУ, за счет большего объема камеры сгорания.

3. Работа двигателя происходит в менее напряженном режиме, за счет низкого среднеэффективного давления.

4. Низкие эксплутадионных затраты, за счет расширенных интервалов обслуживания (замена масла через 4000 часов, свечей - через 1500).

5. Высокий ресурс установок - 80 000 часов первый капитальный ремонт, назначенный ресурс 360 000 - 400 000 часов.

Из исследованных вариантов ГТТУ при работе на шахтном газе, так же как и ГТНГ лучшие показатели по совокупности факторов имеют высокооборотные ГПУ и установки повышенной оборотности фирмы Waukesha серии ATGL, APG и фирмы Cummins (рис.8).

Wautesha Wautesha Wautesha Waifcesfta CaterpiUar CrteipiDar Caliipiüar CatírpiUai Jeebacñer Jentach« Сшпсивд Cummin* APCIOaO VHP9J00GL APG3000 I6V- G35I6LE G3520G G3612LE G361Í LE J320GS JfilDGS ШП GQKA 1750GQN3-AT27GL 5G

Рис.8. Ранжирование ГПУ для категории 4 На основании проведенного анализа можно выделить наиболее важные критерии при выборе ГПУ для энергоснабжения потребителей в категории 4:

скорость набора/сброса нагрузки - достаточна высокая единичная мощность шахтного угледобывающего и обслуживающего оборудования (конвейеры, проходческие комбайны - до 0,2 МВт, главнее шахтные вентиляторы - до 2 МВт),

что приводит к скачкам мощности при пусках/остановах несколько меньшим, чем у нефтяников;

^ надежность - обеспечивается за счет ресурсных характеристик (полный ресурс и до капитального ремонта) - перерыв в энергоснабжении может привести к катастрофическим последствиям; ■S эколошчность - расположение угледобывающих предприятий вблизи жилых зон делает важной экологическую составляющую.

В пятой главе проведена оценка экономической эффективности строительства ГТТЭС на основе актуальных финансово-экономических условий. Проведена оценка стоимости строительства и эксплуатационных затрат в течение выбранного расчетного периода срока службы ГПЭС.

Расчеты выполнены в прогнозных ценах (с учетом инфляции) по «Сценарным условиям развития электроэнергетики Российской Федерации на период до 2030 г». Ставка дисконтирования принята на уровне 10%. Налоговое окружение соответствует четвертому кварталу 2011 г. В этих условия были определены основные интегральные показатели эффективности инвестиций для всех рассматриваемых вариантов.

Проведенный финансово экономический анализ показал (см. рис. 9-12), что наиболее привлекательными и финансово-устойчивыми проектами энергоснабжения являются:

❖ для потребителей 1 и 2 категорий от ШЭС на природном газе наиболее предпочтительны ГПУ серии APG компании Waukesha и ГПУ компании Jenbacher. На экономическую эффективность проектов значительное влияние оказывает техническое совершенство ГПУ, установки с более высоким значением КПД стали лидерами.

♦> для потребителей 3 категории от ГПЭС на ПНГ лучшие показатели у проектов на базе ГПУ типа Waukesha APG3000, 16V-AT27GL и Caterpillar G3516LE. ГПУ прочих производителей значительно отстают. Лидеры обладают оптимальным соотношением весо-габаритных и маневренных характеристик, а также стоимости технического обслуживания.

❖ для потребителей 4 категории от ГПЭС на шахтном газ наиболее приемлемы проекты на базе ПТУ типа Waukesha серии APG и Jenbacher J620GS. Лидеры обладают оптимальным соотношением технических и ценовых и маневренных характеристик.

Анализ полученных результатов указывает, что ГПЭС являются экономически эффективными и конкурентоспособными с другими технологиями производства электроэнергии при электроснабжении различных категорий потребителей, а также подтверждают достоверность разработанной методики.

Ш Суммарный бал Ш Внутренняя норма доходности Рис.9. Сопоставление итогов ранжирования (К) с внутренней нормой доходности для категории 1

Waukesha Wautesha Waukesha Waukesha Caterpillar Caterpillar Caterpillar Caterpillar Jenhacher Jenbacher Cummins Cummins APG1000 VHP95G0GL APG3000 I6V- G35I6LE G3520C G3612LE G36I6LE J320GS J620GS I ISO GQKA17S0GQNB-AT27GL SO

А727С1. 50

В Суммарный бал 111 Внутренняя норма доходности Рис. 10. Сопоставление итогов ранжирования (К) с внутренней нормой доходности дня категории 2

Н Суммарный бал Ш Внутренняя норма доходности Рис. 11. Сопоставление итогов ранжирования (К) с внутренней нормой доходности для категории 3

'л- \yaijtesha 'Л [ , 1V::^ У/аи'^^Ьз СшсгрПЯв! СШегрШаг СшегрШаг ЬпсЛег ЗепЬасЬог Сищтт! Ситтии

АРОИКШ VHPУэOnGL АРОЗШ] 16'/- СЗЗШЬЕ 0332ПС 036!2ЬЁ ОЗА!й 1.Е ЗбИЩв ИЛ) СС)КА 175000ЫВ-

АТ27а. 50

В Суммарный бал ЕВ Внутренняя норма доходности Рис. 12. Сопоставление итогов ранжирования (К) с внутренней нормой доходности для категории. 4

ВЫВОДЫ

1. В работе были оценены перспективы применения газопоршневых установок в качесгее автономных источников генерации малой энергетики, проведена классификация ГПУ по мощности и типу используемого топлива, выделены производители ГПУ, наиболее востребованные на российском рынке дая автономного энергоснабжения. Проведено исследование характеристик ГПУ, отобранных ГПУ для исследования.

17

2. Выполнен анализ возможности применения ПТУ для энергоснабжения различных категорий потребителей. В зависимости от вида топлива ГПЭС, графиков и характера электрических нагрузок были выделены четыре основные категории потребителей, а именно: ЖКХ и промышленности, топливо - природный газ; нефтедобывающие предприятия, топливо - попутный нефтяной газ и предприятия угольной промышленности, топливо - шахтный газ.

3. В результате анализа большого количества различных тепловых схем действующих и проектируемых ГПЭС разработана обобщенная технологическая схема ГПЭС для автономного энергоснабжения потребителей. На основе этой схемы проведены расчетные исследования ГПЭС и получены данные для расчета годовых показателей работы ГПЭС.

4. На основании сравнительного анализ методов рационального выбора сложных объектов выбрана базовая методика, а именно метод анализа иерархий Саати, которая была модифицирована с учетом специфики энергетического производства и особенностей каждой из категорий. Разработаны методические основы и алгоритм построения иерархической факторно-критериальной модели.

5. Проведенные исследования позволили выявить наиболее значимые критерии, влияющие на выбор типа ГПУ с учетом особенностей каждой из рассматриваемых категорий потребителей и приоритетов технической, экономической, эксплуатационной и экологической эффективности эпсргообъекгга, именно: КПД, скорость на-гружения/разгружения, оборотистость, полный ресурс, удельные капитальные затраты и затраты на РТО.

6. Согласно выбранной цели исследования и принятым граничным условиям, отобраны наиболее перспективные газопоршневые установки для энергоснабжения четырех рассматриваемых категорий потребителей. На основе разработанной методики составлены полнозаполненные матрицы попарных сравнений и проведено исследование целесообразности применения ГПУ для энергоснабжения потребителей; даны рекомендации по выбору ГПУ для каждой категории, а именно:

> для потребителей ЖКХ предпочтительно применение высокооборотные ГПУ, в остальных категориях в равной мере могут использоваться как высооборотные ГПУ , так и энергоустановки с ГОД повышенной оборотности;

> для потребителей категорий 1,2 можно выделить следующие ГПУ: Waukesha серии APG и Jenbacher серии 320 и 620. Данные установки имеют сравнительно высокие КПД, большую скорость нагружения/разгружения при сравнительно невысокой удельной стоимости;

> для нефтедобывающих компаний наиболее важными критериями при отборе ГПУ являются скорость набора/сброса нагрузки, а также ресурсные и весо-

18

габаритные показатели. Из исследованных вариантов ГПУ, наиболее полно отмеченным критериям отвечают ГПУ фирмы Waukesha серии ATGL, APG и фирмы Cummins серии 1750. > для угледобывающих компаний были выделены следующие критерии: скорость набора/сброса нагрузки; надежность и экологичность. При работе ГПУ на шахтном газе, так же как и ПНГ лучшие показатели по совокупности факторов имеют высокооборотные ГПУ и установки повышенной оборотности фирмы Waukesha серии ATGL и APG.

7. Для проверки достоверности полученных результатов выполнен финансово-экономический анализ ГПУ на основе выбранных экономических критериев ранжирования с использованием сертифицированной программы расчета «бизнес-планов» Project Expert, адаптированной к экономическим расчетам в энергетике, что гарантирует достоверность полученных результатов.

8. Сравнение результатов ранжирования ГПУ по разработанной автором методике, которая позволяет определить тройку лидеров при выборе ГПУ для энергоснабжения потребителей, подтверждено результатами финансово-экономического анализа и анализа чувствительности полученных показателей к различным факторам.

9. Разработанная автором методика позволяет свести к минимуму влияние субъективных факторов и выполнить первоначальный отбор оптимальных типов ПТУ для каждой категории потребителей без проведения подробных технических и экономических расчетов.

Основное содержание диссертации изложено в следующих публикациях:

1. Потенциал применения газопоршневых двигателей зарубежных производителей на территории РФ / Буров В.Д., Дудолин A.A., Макаревич В.В., Макаревич Е. В. // Турбины и дизели. Май. Рыбинск. 2009. - С. 30-35.

2. Анализ применения газопоршневых установок для энергоснабжения различных категорий потребителей / Буров В.Д., Дудолин A.A., Макаревич В.В., Макаревич Е. В. // Материалы VII международной научно-технической конференции «Повышение эффективности производства электроэнергии». Новочеркасск. 2009. С. 58-63.

3. Анализ ГПЭС для энергообеспечения различных категорий потребителей / Буров В.Д., Дудолин A.A., Макаревич В.В., Макаревич Е. В. // XVI международная научно-техническая конференция «Радиоэлектроника, электротехника технической конференции студентов и аспирантов»: Тез. докл.: — Москва. 2010. -Т. З.-С. 204-205.

4. Применение критериального метода при выборе газопоршневых установок для энергоснабжения различных категорий потребителей / Буров В.Д., Дудолин

A.A., Макаревич В.В., Макаревич Е. В. // Новое в Российской энергетике. №10/ Москва. 2010,- С. 12-23.

5. Анализ применения ГПД для энергоснабжения потребителей ЖКХ / Буров В.Д., Макаревич В.В., Макаревич Е. В. // Сборник НИР аспирантов и молодых ученых в области энергосбережения в промышленности «ЭВРИКА-2010». Новочеркасск. 2010. С.13-17.

6. Перспективы строительства объектов малой энергетики на базе ГПУ / Буров

B.Д., Дудолин A.A., Макаревич В.В., Макаревич Е. В. // XVII международная научно-техническая конференция «Радиоэлектроника, электротехника технической конференции студентов и аспирантов»: Тез. докл.: - Москва. 2011. - Т. 3. -

C. 183-184.

7. Разработка метода по выбору газопоршневых энергоустановок / Буров

B.Д., Дудолин A.A., Макаревич В.В., Макаревич Е. В. // Энергосбережение и водоподготовка.-2011.-№5 (73).-С. 54-57.

8. О составе технической части конкурсных заявок в энергетике / Буров В.Д., Дудолин A.A., Макаревич В.В., Макаревич Е. В. // Энергетик.-2011.-№12.-

C.30-33.

Подписано к печати

Печ. л. Тираж юо Заказ

Типография ФГБОУ ВПО «Национальный исследовательский университет

20

«МЭИ», Красноказарменная, 13.

61 12-5/2467

ФГБОУ ВПО

НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

«МЭИ»

На правах рукописи МАКАРЕВИЧ Елена Владимировна

РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ВЫБОРА ГАЗОПОРШНЕВЫХ УСТАНОВОК ДЛЯ ЭНЕРГОСНАБЖЕНИЯ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ

Специальность: 05Л4.01 - Энергетические системы и комплексы

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук

Научный руководитель: кандидат технических наук, доцент, В.Д. Буров

Москва-2012

СОДЕРЖАНИЕ

Стр.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ СОКРАЩЕНИЙ........................................................5

ВВЕДЕНИЕ..........................................................................................................................................................6

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ ТЕХНИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ ПО СОЗДАНИЮ 11

ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ НА БАЗЕ ГПУ...............................

1.1. Тенденции и перспективы строительства объектов малой энергетики..............................................................................................................................И

1.2. Актуальность создания ГПЭС..............................................................................14

1.3. Типы и мощностной ряд ГПУ................................................................................18

1.4. Выбор объекта исследования..................................................................................20

1.4.1. Исследуемые типы ГПУ, обоснование их выбора................................20

1.4.2. Исследуемые категории потребителей............................................................26

1.5. Виды и свойства топлива ГПУ................................................................................28

1.5.1. Классификация газового топлива........................................................................28

1.5.2. Виды газового топлива исследуемых ГПУ..................................................33

1.6. Обзор работ по методикам выбора оптимальных типов ГПУ для энергоснабжения различных категорий потребителей..........38

1.7. Постановка задачи и цели исследования....................................................42

ГЛАВА 2. МЕТОДЫ ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЙ................................................................44

2.1. Задача принятия решений..........................................................................................44

2.2. Принятие решений в условиях многокритериальное™..................47

2.2.1. Основные методы оптимизации............................................................................47

2.2.2. Метод «линейной свертки»........................................................................................49

2.2.3. Методы группы ЭЛЕКТРА........................................................................................50

2.2.4. Метод Подиновского...................................................

2.2.5. Метод анализа иерархий Саати (МАИ)............................................................55

2.3. Адаптация МАИ для выбора ГПУ для энергоснабжения потребителей..........................................................................................................................57

2.4. Выводы по второй главе..............................................................................................59

ГЛАВА 3. МЕТОДИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ РАНЖИРОВАНИЯ ГПУ ДЛЯ

РАЗЛИЧНЫХ КАТЕГОРИЙ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ......................................61

3.1. Термодинамические основы циклов ГПУ....................................................61

3.2. Конструкция и основные узлы ГПД..................................................................63

3.3. Основные схемные решения и системы ГПУ............................................68

3.4. Отбор критериев ранжирования............................................................................75

3.5. Методика определения тепловой экономичности ГПУ..................77

3.6. Формирование иерархической структурной модели..........................78

3.7. Экспертные системы........................................................................................................79

3.8. Выводы по третьей главе............................................................................................84

ГЛАВА 4. ПРИМЕНЕНИЕ РАЗРАБОТАННОЙ МЕТОДИКИ ДЛЯ

ВЫБОРА ГПУ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ КАТЕГОРИИ

ПОТРЕБИТЕЛЕЙ................................................................................................................86

4.1. Основные технические характеристики исследуемых ГПУ........................86

4.2. Применение разработанной методики для выбора ГПУ в зависимости от категории потребителей........................................................92

4.3. Анализ полученных результатов..........................................................................105

4.4. Выводы по четвертой главе........................................................................................108

ГЛАВА 5. ЭКОНОМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ СТРОИТЕЛЬСТВА ГПЭС

ДЛЯ РАЗЛИЧНЫХ КАТЕГОРИЙ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ........................110

5.1. Расчет показателей тепловой экономичности ГПЭС для различных категорий потребителей..................................................................110

5.2. Оценка экономической эффективности строительства ГПЭС

для различных категорий потребителей........................................................113

5.2.1. Основные положения методики определения экономической эффективности строительства ГПЭС................................................................113

5.2.2. Оценка стоимости строительства......................................................................................115

5.2.3. Оценка экономической эффективности инвестиционного проекта 118

5.3. Анализ чувствительности показателей экономической эффективности строительства ГПЭС для различит,к категорий потребителей........................128

5.4. Анализ полученных результатов.................................... 140

5.4. Выводы по пятой главе................................................ 142

ВЫВОДЫ ПО ДИССЕРТАЦИИ..................................... 143

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ................. 145

ПРИЛОЖЕНИЯ.........................................................

Приложение 1. Технические характеристики ГПУ БМ2952 Приложение 2. Референция исследуемых ГПУ в России Приложение 3. Основные характеристики ГПУ Приложение 4. Результаты анализа чувствительности для исследуемых типов ГПУ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ СОКРАЩЕНИЙ

ВЭИ - Возобновляемые источники энергии

ГПД - Газопоршневой двигатель

ГПУ - Газопоршневая установка

ГПЭС - Газопоршневая электростанция

ГТ - Газовая турбина

ГТД - Газотурбинный двигатель

ГТУ - Газотурбинная установка

ГТЭС - Газотурбинная электростанция

ДВС - Двигатель внутреннего сгорания

ЗПР - Задача принятия решения

ИП - Инвестиционный проект

КПД - Коэффициент полезного действия

КТТТМ - Кривошипно-шатунный механизм

КЭС - Конденсационная электростанция

ЛПР - Лицо, принимающее решение

ПНГ - Попутный нефтяной газ

ПР - Принятие решений

СКВ - селективное каталитическое восстановление

СПГ - Сжиженный природный газ

СППР - Система поддержки принятия решений

ТЭС - Тепловая электростанция

УПГТ - Установка подготовки газового топлива

MZ - Метановое число (метановый индекс)

ULT - системы сверхнизкой эмиссии (Ultra Low Emission)

ВВЕДЕНИЕ

«Радикальный путь обеспечения внутренней энергобезопасности — децентрализация энергетики, которая с учетом переделки котельных, работающих на газе (сейчас они сжигают не менее 40% потребляемого в стране газа), в небольшие электростанции даст в России не только прибавку в выработке тепла и электричества, но и станет одной из основ экономии того же газа».

Фаворский О.Н.

Важнейшим фактором конкурентоспособности электроэнергетики является её технический уровень. Вместе с тем, современное состояние электроэнергетики России, к сожалению, характеризуется значительным технологическим отставанием от достигнутых в мире результатов, существенно снижающим технический уровень отрасли.

Ключевой проблемой российской энергетики является обеспечение эффективных экономических механизмов и условий для создания в сжатые сроки новой технологической базы, инновационного развития и технического перевооружения электроэнергетики на её основе и вывод отрасли на передовой мировой уровень. В табл.В.1 приведены некоторые целевые показатели технического уровня электроэнергетики согласно «Сценарным условиям развития электроэнергетики на период до 2030 г.» [1], достижение которых должно быть обеспечено только в результате внедрения новых технологий.

Таблица В.1.

Показатели технического уровня электроэнергетики^

№ п/п Наименование показателей 1 этап (2010—2015 гг.) 2 этап (2016—2020 гг.) 3 этап (2021—2030 гг.)

1. Наилучшийдостигнутый

термический КПД, %: 60 68

-ТЭС на газе (ПГУ); 57

-ТЭС на твёрдом топливе; 44 53 60

-АЭС; 32 34 36

2. Средний эксплуатационный удельный расход топлива на отпуск электроэнергии от ТЭС: -г у.т./кВт.ч, (% к уровню 2005 г.); до 315 (94%) до 300 (90%) до 270 (81%)

№ п/п Наименование показателей 1 этап (2010—2015 гг.) 2 этап (2016—2020 гг.) 3 этап (2021—2030 гг.)

3. 3.1. Газовые ТЭС, замена ПСУ на ПГУ: 50% 100% „

3.2. ПСУ СКД 24 МПа, 545/545 °С; 50% 100 % -

3.3. ПСУ 13 МПа, 565 °С; ПСУ 3,0-9,0 МПа, 410-510 °С; 100%

4. Угольные ТЭС, сжигающие газ:

4.1. замена ПСУ на острова ПГУ; 100 % - -

4.2. ввод газификаторов, замещение природного газа синтезгазом - 100 %

5. Теплоснабжение:

5.1. Тепловые насосы, доля отпуска тепла в системах ГВС; 3 % 7 % 15 %

5.2. Потери в тепловых сетях до 12 % до 10 % до 8 %

6. Потери в электрических сетях, до 12 ДО 10 до 8,6

% от отпуска электроэнергии в

сеть

Г) С учётом значений индикаторов в проекте Энергетической стратегии Без учёта улавливания и захоронения СО2

Для достижения намеченных ориентиров в электроэнергетике

рекомендованы следующие меры:

1) установление запретов на использование энергорасточительных технологий;

2) стимулирование использования предприятиями всех отраслей экономики возобновляемых источников энергии, а также экологически -и энергоэффективных технологий;

3) оказание поддержки развитию отечественного машиностроения по созданию образцов энергосберегающих технологий нового поколения;

4) стимулирование развития технического консалтинга- энергетического аудита через специальные проекты, реализуемые в рамках программы поддержки развития малого бизнеса (бизнес-инкубаторы, программы обучения и др.);

5) обеспечение прямой поддержки со стороны государства реализации инвестиционных проектов в энергетической сфере, предусматривающих внедрение энергосберегающих технологий нового поколения;

6) развитие автоматизированных систем коммерческого учета электрической и тепловой энергии розничного рынка;

7) реализация специальных мер по повышению энергетической эффективности жилищно-коммунального комплекса.

В новых экономических условиях перехода к социально-ориентированным рыночным отношениям при высоком уровне инфляции и отсутствии возможности использования централизованных средств для замещения отработавших свой ресурс и требующих замены генерирующих мощностей, ориентация на традиционное централизованное электро и теплоэнергоснабжение от крупных источников становится проблематичной.

Применение локальных систем производства электрической и тепловой энергии с использованием поршневых или газотурбинных двигателей является одним из возможных решений данной задачи. Внедрение локальных систем энергоснабжения обеспечит необременительное для бюджета развитие энергетической инфраструктуры страны и приведет к существенным положительным изменениям в экономике.

Создание таких островных энергоустановок имеет ряд преимуществ. Среди них основными являются короткие сроки строительства, повышение надежности электро и теплоснабжения потребителей, снижение инерционности теплового регулирования, потерь в тепловых сетях, относительно сетей подключенных к крупным РТС и ТЭЦ и электрических сетях ввиду существенного сокращения их протяженности.

Выбор типа двигателя обуславливается объемами и графиками суточной и месячной потребности энергии для конкретного производства. Как правило, для получения электрической мощности до 1...10 МВт применяются газопоршневые установки (ГПУ), а для мощности более 10 МВт -газотурбинные (табл.В.1) [2].

Таблица B.l.

Анализ продаж ГПУ и ГТУ в 2010 г.

Диапазон мощности, МВт Кол-во ГПУ, шт. Кол-во ГТУ, шт.

1.01-2,0 9 949 80

2.01-3.5 1 791 40

3.51-5.0 149 64

5.01-7,5 92 88

7.51-10 347 50

10.01-15 34 131

15,01-20 64 4

20.01-30 17 13

более 30,01 1 217

На рис.В. 1 представлен ретроспективный анализ продаж ГПУ всех типов

(газовых, дизельных и двухтопливных), что подтверждает постоянно растущий спрос на данную технологию в энергетическом секторе.

(6000 14000 12000 н 10000 р. 8000

§ 6000 ■

с 4000 2000 0

1978 1980 1982 1984 1986 1988 1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008 2010

Рис.В. I.Анализ продаж ГПУ мощностью свыше I МВт для энергетических целей_____

Российский рынок газогюршневых электрогенераторных установок, применяемых для децентрализованной выработки энергии, является весьма обещающим. Ожидается, что в течение двух ближайших лет его рост составит около 15-20%.

Россия, имеющая колоссальные запасы природного газа, а также испытывающая потребность в электроснабжении удаленных районов имеет возможность решения проблем электроснабжения с помощью газопоршневых электростанций станций (ГПЭС) малой мощности.

Настоящая работа посвящена исследованию потенциала применения ГПД для энергоснабжения различных категорий потребителей. Основной частью работы является разработка методики выбора ГПУ как с технической, так и с экономической точки зрения. Рассмотрены основные вопросы расчета показателей тепловой экономичности ГПЭС, тепловых схем и предложены

алгоритмы выбора ГПУ.

Работа выполнена под руководством кандидата технических наук, доцента кафедры ТЭС МЭИ (ТУ), зав. каф. ТЭС Бурова В.Д.. Автор выражает руководителю работы проф. Бурову В.Д. и с.н.с. каф. ТЭС, кандидату технических наук Макаревичу В.В. благодарность и признательность за участие, и постоянную поддержку. Автор работы благодарит коллектив НИЛ «ГТУ и ПТУ ТЭС» за помощь, а также сотрудников кафедры Тепловых электростанций МЭИ за ряд сделанных важных замечаний и полезных рекомендаций.

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ ТЕХНИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ ПО СОЗДАНИЮ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ НА БАЗЕ ГПУ

1Л. Тенденции и перспективы строительства объектов малой энергетики

Область применения «малой энергетики» - это в основном потребители, не имеющие централизованного электроснабжения, либо имеющие нестабильные электрические связи с ЕЭС России, что относится к 20 миллионам человек населения и географически охватывает 2/3 территории страны, важнейшие транспортные коридоры, приграничные и прибрежные районы, перспективные районы добычи полезных ископаемых, территории Крайнего Севера и Арктической зоны России.

Малая энергетика - сегмент энергетического хозяйства, включающий в себя малые генерирующие установки и малые генерирующие комплексы, установленной мощностью до 30 МВт, в том числе не подключенные к централизованным электросетям, функционирующие на основе традиционных видов топлива и на основе возобновляемых источников энергии. Малая генерирующая установка - генерирующая энергоустановка мощностью до 10 МВт.

Суммируя мнения экспертов малую энергетику можно определить так:

1) "малая энергетика" обычно включает в себя локальные, т. е. расположенные в непосредственной близости от потребителя, энергообъекты, как правило, независимые от районных энергокомпаний, являющихся монополистами на рынке;

2) Единичная мощность агрегатов малой мощности на объекте малой энергетики не превышает 10 МВт. При этом на одном объекте может быть установлено несколько установок и суммарная мощность может достигать 30 МВт и выше;

3) Заказчиками строительства объектов малой энергетики выступают, как правило, промышленные предприятия разных отраслей экономики, а также различные административные образования.

Малая энергетика традиционно решает задачи увеличения стабильности и надежности всей энергетической системы государства за счет создания дополнительных генерирующих мощностей, повышения эффективности энергетической системы на региональном и муниципальном уровнях, снижения технологических потерь путем приближения генерирующих мощностей непосредственно к потребителю и сокращения протяженности транспортировки.

Малая энергетика позволяет повысить энергетическую безопасность, диверсифицировать топливно-энергетический баланс государства за счет увеличения использования местных видов топлива, что соответствует современным мировым тенденциям. Основу малой энергетики России составляют до 50 тыс. различных электростанций (более 98% из них - дизельные) средней единичной мощностью 340 кВт и суммарной - 17 млн кВт, вырабатывающих до 50 млрд кВт*ч и потребляющих около 17 млн т у.т. в год. [3]

Промышленные предприятия во всем мире традиционно строились в комплексе с энергоисточниками. Теплота в виде горячей воды или пара зачастую является элементами технологического цикла, а сжатый воздух, попутный газ, опилки и обрезки древесины - отходами производства. Все это - потенциальные источники дешевой энергии. В настоящее время программы строительства энергоблоков малой мощности активно стимулируются в США, Великобритании, других странах Евросоюза. В Испании 16% электроэнергии вырабатывается на малых станциях. Опыт промышленно развитых стран показывает, что строительство тепловых электростанций малой мощности взамен крупных энергоблоков позволяет на порядок уменьшить суммарные затраты на модернизацию энергетики.

В последнее время Российская промышленность начинает идти по американскому пути. С началом экономического кризиса 90-х годов некоторые предприятия сохранили свои генерирующие мощности (в основном ТЭЦ), некоторые потеряли. В целом, на сегодняшний день эффективные источники энергии, связанные с производственным циклом, используются мало - сказывается общее технологическое отставание от мирового уровня.

ВВП России растет из года в год. Но для того, чтобы он рос, должны появляться новые производственные мощности, что без увеличения потребления электроэнергии невозможно, между тем дефицит электроэнергии по России �