Как газовые генераторные установки снижают энергозатраты для заводов

Более низкая выровненная стоимость энергии с использованием Газовые генераторные установки

Природный газ против электросети и дизеля: сравнение выровненной стоимости энергии для промышленных потребителей

Объекты различных отраслей промышленности, как правило, отмечают снижение удельной стоимости энергии на 15–30 процентов при переходе на генераторные установки, работающие на природном газе, вместо дизельных генераторов или подключения к централизованной электросети. Существует три основные причины такого ценового преимущества. Во-первых, стоимость природного газа значительно ниже, чем дизельного топлива. Газ, поставляемый по трубопроводу, обходится примерно на 30–50 процентов дешевле на единицу энергии, что сразу же позволяет существенно сэкономить. Кроме того, современные газовые генераторы способны преобразовывать около 40–45 процентов энергии топлива в электричество. Это выше, чем у дизельных генераторов, КПД которых составляет лишь 35–40 процентов, благодаря более чистому сгоранию и меньшим потерям. Ещё одно важное преимущество — выработка энергии на месте полностью исключает абсурдно высокие тарифы за пиковое потребление, которые коммунальные компании иногда устанавливают в периоды повышенного спроса, превышая обычные ставки более чем в два раза. Учитывая все показатели — первоначальные инвестиции, постоянные расходы на топливо и обслуживание — системы газовых генераторов экономически выгоднее для предприятий, работающих непрерывно. В качестве подтверждения можно привести один из упаковочных заводов на Среднем Западе США. После перехода с дизельных установок на блоки, работающие на природном газе и подключённые напрямую к трубопроводу, они снизили годовые расходы на энергию на 22 процента, просто воспользовавшись более стабильными ценовыми структурами и более высокой общей эффективностью преобразования.

Стабильность цен на топливо и преимущества хеджирования при использовании природного газа по трубопроводу

Природный газ, поставляемый по трубопроводам, как правило, имеет значительно более стабильную цену по сравнению с дизельным топливом и электроэнергией из сети. Промышленные компании не зависят от резких колебаний цен, характерных для других видов топлива. Большинство предприятий могут заключить контракты на фиксированную цену природного газа сроком от трёх до пяти лет, что существенно упрощает долгосрочное планирование бюджета. Судя по поведению рынка в прошлом, цены на природный газ обычно колеблются примерно вдвое меньше, чем на дизельное топливо. Цена на дизельное топливо тесно связана с ситуацией на мировых нефтяных рынках и резко реагирует на любые политические потрясения в разных регионах мира. Производители, использующие газовые генераторы, сообщают, что сегодня они могут прогнозировать свои годовые энергозатраты с точностью около 90 %. Это весьма впечатляет по сравнению с точностью 60–70 % на предприятиях, всё ещё зависящих от дизельного топлива. И вот ещё одно преимущество: многие современные генераторные системы оснащены функцией работы на двух видах топлива. В редких случаях перебоев с подачей газа по трубопроводу такие установки автоматически переходят на пропан. Нет необходимости тратить дополнительные средства на новую инфраструктуру, чтобы обеспечить бесперебойную работу в течение коротких периодов.

Повышенная энергоэффективность современных Газовые генераторные установки

Повышение тепловой эффективности: менее 7 500 БТЕ/кВт·ч в установках с обеднённой смесью

Современные газовые генераторы с обеднённой смесью могут достигать тепловой эффективности ниже 7 500 БТЕ на киловатт-час, что составляет прирост примерно на 15–20 процентов по сравнению со старыми моделями. Что делает это возможным? Улучшенное смешивание воздуха и топлива, более интеллектуальное управление процессом сгорания, а также методы минимизации потерь тепла. Эти новые системы фактически преобразуют около 40 % и даже почти до 45 % энергии топлива непосредственно в электричество. Это превосходит показатели большинства дизельных генераторов примерно на 5–8 процентных пунктов по шкале эффективности. И это вовсе не маленький шаг вперёд. Если рассмотреть практическое применение, такие улучшения означают значительно меньший расход топлива на каждый произведённый киловатт-час. Для предприятий, работающих круглосуточно, это означает снижение расходов на топливо и объёмов выбросов углерода в ходе их производственной деятельности.

Превосходная производительность при частичной нагрузке и гибкость слежения за нагрузкой

Традиционные методы генерации энергии, как правило, теряют эффективность при работе на неполной мощности, но современные газовые генераторы продолжают хорошо функционировать даже при колебаниях спроса. Эти установки оснащены интеллектуальными системами управления, способными корректировать выходную мощность за миллисекунды, сохраняя при этом эффективность выше 8000 БТЕ на кВт·ч при нагрузке около 30–50 процентов. Это делает их особенно полезными для производственных предприятий, где график производства часто меняется в течение дня. Возможность быстрого реагирования означает меньшие потери энергии из-за избыточного производства, а также отличное взаимодействие с системами комбинированной выработки тепла и электроэнергии (ТЭЦ). Когда компании улавливают и повторно используют тепло, выделяемое этими генераторами, общая эффективность возрастает до 80–90 процентов. Кроме того, автоматизированные системы управления скоростью изменения нагрузки помогают поддерживать стабильное подключение к электрической сети в периоды резкого увеличения или снижения производства, а также при выполнении запросов энергоснабжающих компаний об уменьшении потребления. Всё это обеспечивает надёжное электропитание без излишнего расхода топлива.

Экономия затрат на энергию за счёт комбинированной выработки тепла и электроэнергии (КТЭ)

Системы комбинированной выработки тепла и электроэнергии (КТЭ) меняют подход промышленности к вопросам энергозатрат. Эти системы производят электричество и одновременно улавливают тепло, выделяемое газовыми генераторами, вместо того чтобы выпускать его впустую. Традиционные электростанции теряют в виде тепла около 40–60 процентов энергии топлива, тогда как КТЭ использует это избыточное тепло для технологических процессов. Такой подход обеспечивает более эффективное использование ресурсов в целом, помогая компаниям экономить деньги и сокращать потери.

Утилизация вторичного тепла в промышленных процессах: общий КПД системы 75—90%

Современные системы комбинированной выработки тепла и электроэнергии могут достигать впечатляющего уровня эффективности в диапазоне от 75 до 90 процентов благодаря интегрированному подходу к утилизации тепловых потерь. Очень горячие выхлопные газы с температурой от 650 до 900 градусов по Фаренгейту используются для привода паровых котлов или абсорбционных холодильных машин. Для выхлопных газов умеренной температуры в диапазоне от 200 до 400 градусов их часто применяют для предварительного нагрева воздуха для горения или технологической воды. А что касается пластинчатых теплообменников, они также довольно эффективны в передаче тепловой энергии, с коэффициентом полезного действия выше 85 процентов. Сравните это с традиционными объектами, подключенными к электросети, где обычно используются отдельные котлы с КПД 75–85 процентов и холодильные машины с коэффициентом охлаждения в диапазоне от 3 до 4. Такие установки, как правило, обеспечивают лишь общую эффективность около 45–55 процентов при совместном учете тепловой и электрической мощности. Когда все компоненты работают совместно как единая система, а не как несколько отдельных устройств, когенерация позволяет исключить избыточные этапы, на которых теряется энергия в процессах преобразования.

Применение когенерации на практике: сушка текстиля, переработка пищевой продукции и предварительный подогрев химикатов

Отрасли с постоянной потребностью в тепле получают быструю окупаемость инвестиций в когенерацию:

• Текстильные фабрики используют рекуперированное тепло для закрепления красителей при температуре 250 °F, сокращая энергозатраты на сушку до 70 %;
• Пищевые машины применяют когенерацию для пастеризации (160 °F) и обезвоживания (190 °F), снижая эксплуатационные расходы на энергию на 30—40 %;
• Химические производства подогревают реагенты с помощью выхлопных газов, резко сокращая расход топлива в котлах и повышая стабильность технологических процессов.

Эти примеры показывают, как газовые генераторные установки при сочетании с утилизацией тепла превращают отходящее тепло в ощутимое снижение затрат, сокращение выбросов и повышение надежности энергоснабжения.

Экономия от использования автономной Газовые генераторные установки

Газовые генераторы, установленные непосредственно на объекте, обеспечивают разнообразную экономию, которая выходит далеко за рамки простого сокращения базовых расходов на энергию. Стоимость природного газа обычно на 30–50 процентов ниже, чем тарифы на электроэнергию из сети. Кроме того, отсутствуют сборы за передачу и дорогие платы за пиковое потребление, которые могут увеличить счет за электричество на 40–60 процентов. Что касается технического обслуживания, более чистое сгорание означает меньшее образование сажи внутри оборудования и замедляет деградацию масла. Это фактически увеличивает интервалы между техобслуживанием примерно на 20–30 процентов, что естественным образом снижает затраты как на рабочую силу, так и на запасные части. Ещё одно большое преимущество — возможность очень быстро восстановить подачу электроэнергии после отключения (в большинстве случаев менее чем за десять секунд), поэтому производственные линии не простаивают долго. А поскольку используется газ из существующих магистральных трубопроводов вместо хранения топлива на месте, предприятиям удаётся избежать проблем, связанных с колебаниями цен на топливо, дорогостоящим хранением запасов и всей бумажной волокитой, связанной с нормами безопасности. Большинство предприятий обнаруживают, что совокупность этих преимуществ обеспечивает окупаемость инвестиций в срок от трёх до пяти лет как для систем комбинированного производства тепла и электроэнергии, так и для автономных установок генерации.

Раздел часто задаваемых вопросов

Что такое уровень стоимости энергии (LCOE)?

LCOE — это показатель средней стоимости электроэнергии за весь срок службы объекта генерации с учётом первоначальных инвестиций, текущих затрат на топливо и расходов на обслуживание.

Как газовые генераторные установки обеспечивают экономию?

Газовые генераторные установки снижают затраты на энергию за счёт более низкой стоимости топлива по сравнению с дизелем и сетью, повышенной эффективности и отсутствия платы за пиковые нагрузки, связанные с подключением к электросети.

Каковы преимущества использования природного газа по трубопроводу?

Природный газ по трубопроводу обеспечивает стабильность цен, возможность заключения контрактов с фиксированной ставкой и менее подвержен колебаниям мирового рынка по сравнению с дизельным топливом и сетевой электроэнергией.

Что такое комбинированная выработка тепла и электроэнергии (CHP)?

Системы CHP производят электроэнергию и утилизируют избыточное тепло для использования в промышленных процессах, что значительно повышает общую энергоэффективность и снижает эксплуатационные расходы.

Как газовые генераторы обеспечивают эксплуатационную экономию?

Газовые генераторы обеспечивают экономию за счёт более низких затрат на топливо, снижения платы за передачу и тарифов на пиковое потребление, увеличения интервалов между техническим обслуживанием, а также быстрого восстановления подачи электроэнергии после отключений.