Gaskraftverk kostar 1 kilowatt. Generatorlönsamhet: hur mycket kostar en kW. Preliminär beräkning av arrendeavgifter

2006-03-20

Förändringar i förvaltningen av den ryska ekonomin har orsakat ett ökat intresse för småskaliga energiprojekt. Det blev klart för konsumenten att under perioden medan RAO "UES of Russia" är upptagen med sin omstrukturering, och under lång tid efter det, finns det inget behov av att hoppas på en pålitlig och billig strömförsörjning från storskalig energi, speciellt för nya anläggningar. Kostnaden för att bygga ett eget kraftverk i Moskva och Moskvaregionen visar sig vara densamma som kostnaden för att ansluta till Mosenergo-systemet.

Stora energikonsumenter har tillräckliga medel för att anlita kvalificerade experter för att bedöma kostnaderna för att bygga sina egna energianläggningar eller för att välja alternativ för samarbete med energisystem om gemensamt deltagande i återuppbyggnaden av produktions- och nätanläggningar.

Men specialister och chefer för småföretag och kommuner behöver vägledas av sig själva i valet av energieffektiva projekt.

Teknisk litteratur och populära publikationer är full av olika rekommendationer för användning av små och alternativa energikällor, inkl. om användning av vind-, sol-, mikrovattenkraftverk, små värmekraftverk som använder biobränslen och alla möjliga sorters skräp. Utan tvekan bör alla lämpliga kraftverksalternativ övervägas av en miljon ...

Men rekommendationer baserade på beprövad erfarenhet från västerländska länder är ofta ekonomiskt omotiverade i Ryssland, och återbetalningstiden för konventionella kraftvärmeprojekt i Ryssland är ibland dubbelt eller mindre än i USA. I den här artikeln görs ytterligare ett försök att bestämma "zonerna" för tillämpning av olika alternativ för små kraftvärme i Ryssland.

Den största skillnaden mellan liten energi

Energiförsörjning från stora kraftverk förutsätter närvaron av el- och värmenät genom vilka energi överförs till ett stort antal konsumenter uppdelat på kategorier av tillförlitlighet för förbrukning, förbrukningsvolymer, social status och följaktligen tariffer. Behovet av att bygga och driva nätverk fördubblar eller tredubblar kostnaden för energi som slutanvändare får både i vårt land och utomlands.

En liten CHPP byggs för en eller en grupp konsumenter, förenad till ett lokalt nätverk. Eftersom längden på nätverken är minimal för en enskild liten konsument, kommer vi i den fortsatta analysen endast att överväga kostnaden för produktion och energianvändning för konsumenten själv.

Stor energi som landmärke

När man överväger projekt för byggande av små termiska kraftverk, vägleds kraftteknikspecialister och företagsspecialister av de indikatorer som uppnås i den stora kraftindustrin. I den stora kraftindustrin används mer och mer komplexa kraftgenereringssystem. Kraftverkens effektivitet ökar också, främst på grund av användningen och komplikationen av kraftverk med kombianläggningar.

Om verkningsgraden för ångturbinkraftverk under 40 år har frusit till cirka 42 %, så hade verkningsgraden för kraftverk med en komplex cykel, inklusive elektriska generatorer med gasturbin- och ångturbindrift, 1993 en "parad"-verkningsgrad = 51,5 %, och för tre år sedan, dvs. år 2003 ökade effektiviteten för sådana installationer (i väst) till 56,5 %, d.v.s. ökade med 0,5 % per år. Och utsikterna för att öka effektiviteten hos konventionell "termisk" kraftteknik är fortfarande stora.

Skillnader i liten energi

Av förklarliga skäl utesluter vi kärnkraftverk och solkraftverk (SES) från övervägande. Naturligtvis var det bara en lat sommarbo i Ryssland som inte installerade en solvärmare för duschen. När det gäller solkraftverk är det i vårt land och i norra Kaukasus mindre sol än i Kalifornien, och i Kalifornien är kostnaden för "grön energi" från ett solkraftverk dubbelt så hög som från traditionella kraftverk.

Det är dyrt att bygga ett bra kolkraftverk med en kapacitet på mindre än 10 MW. Men danskarna bygger pannor och värmekraftverk som eldar med vedavfall och till och med halm. Men i Ryssland är veteskörden lägre och det är svårare att samla halm (A.M. Mastepanov). Svårare att samla och bränna stadssopor. Sådana projekt bör vara tillräckligt stora. Vi kommer inte att "gräva" i väteenergi heller.

Nymodig väteenergi när det gäller effektivitet kommer inte att kunna hålla jämna steg med konventionell energi. Ja, små kraftvärmeverk på väte med direkt omvandling av väteenergi i elektrokemiska generatorer måste vara tillförlitliga (det finns inga högtemperaturytor och många roterande enheter - turbiner, generatorer, pumpar), faktiskt miljövänliga, eftersom den katalytiska oxidationen av väte ger endast H 2 O-utsläpp.

Men när det gäller kostnad och effektivitet som helhet är vätgasteknik ännu inte "nära" konventionell kraftteknik. Amerikanerna själva skrev äntligen om detta ärligt talat för två år sedan. Och dessutom, i en konventionell gasturbinanläggning (GTU), där naturgas förbränns (naturgas och luft tillförs brännaren genom kompressorer under tryck), och högtemperaturgaser spinner upp kraftturbinen, kompressorn och den elektriska generatorn .

Luft tillförs gasturbinen i överskott: den fungerar som en "arbetsvätska" i turbinen, och en del av den används helt enkelt för att kyla väggarna på brännaren och turbinbladen. Under de senaste två decennierna har gasturbinanläggningar byggts där luft delvis ersatts av vatten eller ånga. Samtidigt ökade gasturbinanläggningens effektivitet med en och en halv gånger, enhetens specifika effekt ökade med en och en halv till två gånger (med samma volymer).

Med modern teknik i sådana cykler kan en elektrisk verkningsgrad på 64 % uppnås (en sådan verkningsgrad är inte planerad inom vätgasteknik ...) Faktum är att en komplex ång-gascykel realiseras i en turbinenhet! Dessutom minskar skadliga utsläpp av kväveoxider (NO X) avsevärt. Och om du tillför syre till turbinen, inte luft? Då kommer inte kväve in i förbränningskammaren och det blir inga kväveoxider.

Syreproduktionen blir billigare och billigare på grund av utvecklingen av membranteknologier. Enligt information som läckt till Internet är ett sådant projekt under utveckling i USA, och det är möjligt att det i slutet av 2006 eller början av 2007 kommer att finnas testresultat. Tja, bara en "balsam för själen" för miljöpartister! Dessa prestationer är återigen inte för oss! Varken RAO UES i Ryssland eller staten finansierar sådana "genombrottsprojekt". Inom småskalig kraftteknik är det opraktiskt att överväga möjligheten att använda komplexa system av kombinerade cykler av CCGT för elproduktion. Vi kommer att begränsa oss till enkla lösningar.

Små kraftvärmeverk för Ryssland

Det är mer lönsamt att producera både el och värme vid ett kraftvärmeverk än att separat generera värme i ett pannhus och separat generera el i ett kraftverk. Bränsleförbrukningsökningen är 30%! Alla behöver en CHP! Värmekraftverk som levererar värme och el genererar cirka 60 % av all elektricitet i Ryssland. Ryssland är den kallaste av alla stormakter.

Men här är skillnaden: i princip behöver vi mer värme än andra länder! Och med ett sådant krav behövs inte superhög elverkningsgrad, d.v.s. det går att använda enklare och billigare kraftverk. I många branscher är värmekostnaderna året runt högre än elkostnaderna. Befolkningen behöver endast värme på sommaren för varmvattenförsörjning, och det är bara 15-20% av vinterförbrukningen.

I köpcentrum och stora kontorsbyggnader behövs kylning (luftkonditionering) även i Ryssland på sommaren. Och i dessa fall behövs mer el, d.v.s. kraftvärmeverkets elverkningsgrad bör vara högre. Vad är valet av kraftverk för en liten kraftvärme (eller TPP)?

Ångturbinenheter - PTU (valfritt bränsle för pannan)

Ryska ångturbininstallationer. Den minsta med bra effektivitet, men minst 500 kW i effekt till en kostnad något högre än $ 300 / kW. (det finns andra, men med låg effektivitet och okänd tillförlitlighet);
Amerikanska ångturbinenheter: 50 och 150 kW till en kostnad av $ 450-500 / kW. Glöm inte att också bygga en ångpanna till en kostnad av cirka $ 50 / kW med alla personliga tillhörigheter (om du inte har en ångpanna).

Konventionella gasturbinanläggningar - GTU (bränsle: gas eller diesel)

För att få värme behövs spillvärmepannor (i fråga om enhetskostnad är de jämförbara med ångpannor).

Ryska gasturbinenheter med en kapacitet på 2500 kW och mer, kostnaden är cirka $ 600 / kW. Verkningsgrad = 24 % och mer med ökande effekt;
Ukrainska gasturbiner med samma prestanda (det finns också en med vatteninsprutning i turbinen för att öka kraften och effektiviteten);
andra, men dyrare.

Det är möjligt att använda en gasturbin med lägre effekt, men samtidigt minskar tillförlitligheten (växellådor används) och den specifika kostnaden för 1 kW installerad effekt ökar kraftigt.

Ovanliga gasturbiner

Säljs i Ryssland höghastighets gasturbinenheter(tillverkad i USA och Europa). Deras kapacitet: 30; 70; 100 och 200 kW. Med låg verkningsgrad = 17-22%. Dyrt, mer än 1000 $ / kW (!), Men mycket bra för avlägsna "punkter" eftersom lungorna ... Högfrekvent ljud dämpas lätt! Kolvdrivna kraftgenererande enheter(på bensin, diesel och naturgas). När det gäller effekt från flera kW till 6000 kW i en enhet eller mer. När det gäller effektivitet (upp till 43%) överstiger de GTU och STU i alla effektområden. När det gäller manövrerbarhet och oberoende av väderförhållanden är de bättre än turbiner. Och livslängden för kolvenheter är två till tre gånger högre än för turbiner. Enhetskostnaden beror på enheternas effekt. Gas fram- och återgående kraftgenererande enheter (som drivs på gas) är betydligt högre än dieselmotorer.

alternativ energi

Från alternativ energi har vi ett urval av vattenkraftverk (HPP) och vindkraftverk (WPP).

Små vattenkraftverk

Det finns utmärkta ryska vattenkraftsgeneratorer. Med en kapacitet på 1-5 MW är kostnaden för utrustning cirka $ 300 / kW. Men glöm inte kostnaden för att bygga en damm, byggnad osv. Det finns hylsa och flytande kraftverk. Kostnaden för denna utrustning är dyrare. De flesta floderna är platta och det är ett problem att bygga en damm med avsevärd höjd ... Och på vintern fryser floder i Ryssland till. Och det finns en väg ut. Ett undervattensvattenkraftverk kan byggas på en stor flod. För att göra detta måste du installera på pråmen hydroelektriska generatorer av typen av vindturbiner. Ta med pråmen längs floden till byn, anslut den med en kabel till stranden och ... svämma över den så att den övre kanten av hydrogeneratorbladet inte skulle nå botten på vintern. Denna dyra lösning kan visa sig vara acceptabel för någon by i norr, där bränslekostnaden är fem gånger högre än i Moskva.

Vindkraftverk har alltid kallats småskalig kraftproduktion. Men under de senaste 10 åren har kapaciteten hos enskilda vindkraftverk vuxit från 350-500 till 3500 kW. Samtidigt minskade deras kostnad från $ 1 500 till $ 900 / kW. Vindkraftparker på land och till havs med dussintals enheter med en monteringskapacitet på över 40 MW har redan byggts. Detta är i Danmark och Tyskland.

Redan 1992, i Kalmykien, levererade vi en 1000 kW enhet. Men det fungerade inte - antingen för att lagren brann ut, eller för att Sovjetunionen var borta. Danskarna var redo att sälja oss en begagnad vindkraftspark med en kapacitet på 350 kW för "pennies" (tre till fyra gånger billigare med sex års garanti, men otur - vindhastigheten i Danmark (nästan en ö) från alla riktningar är cirka 8 m / s, och på de ryska slätterna, endast 3-5 m / s. Vid sådana hastigheter kommer den utvecklade kraften att vara i ( 8 / 5 ) 3 = 4,7 gånger mindre!

Och när denna billighet kommer att löna sig! Naturligtvis i vår norra är vindhastigheten mer än 8 m/s, men kommer de danska plastbladen (designade för minusgrader året runt) att klara vår frost på -50 ° C? Och hur är det med oljan i växellådan? Och elektroniken? Det händer att det inte blåser heller. Då behöver du kombinera en vindkraftspark med ett dieselkraftverk. Ett av alternativen som föreslås av ryska ingenjörer är att använda det mesta av vindkraftsparkens energi för uppvärmning.

Visserligen, ju mer vind på vintern är, desto mer värme "blåses ut" ur huset, men desto mer (i kubikgrad!) ger vindkraftverket energi. Dessutom är det möjligt att inte stabilisera frekvensen och spänningen, utan att leverera sådan "icke-GOST" el direkt till en vattenpanna eller helt enkelt till elektriska värmare. Konstruktionen av generatorn blir mycket billigare. Ingen utrustning behövs.

Det är möjligt att leverera blad av flygplanstyp med "ingen rotationshastighetsbegränsning" även i storm. Men det här är en speciell uppgift. För de platser där bränsle levereras av den norra sjövägen. För närvarande uppfinns olika typer av låghastighetsvindkraftsparker i Ryssland. Men kostnaden för småskalig produktion av vindkraftsparker är och kommer att bli högre än i Danmark, där den nationella vindkraftsindustrin och deras serieproduktion har skapats. Detta är ett danskt "trick" och dansk stolthet.

Den danska regeringen slutade dock subventionera byggandet av vindkraftsparker 2002, eftersom kostnaden för el från en vindkraftspark i verkligheten var mycket högre än el från konventionell värmeenergi. Se på bilden hur elen är dyr i Danmark.

Jämförelse av kostnaderna för olika kraftverk

Jämförelse av kostnaderna för olika kraftverk reducerade till 1 kW har publicerats sällan i den tekniska litteraturen. En sådan artikel publicerades för 20 år sedan av E.M. Perminov och för några år sedan gjordes en liknande jämförelse av P.P. Handlöst. Dessa är specialister på icke-traditionell energi välkända i Ryssland. Under de senaste decennierna har kostnaderna för konventionella kraftvärme- och kärnkraftverk ökat, samtidigt som kostnaderna för sol- och vindkraftverk har minskat avsevärt. Nedan är en jämförelse av kostnader för värmekraftverk.

Slutsats

Förutom Mosenergo designar och bygger Moskva nya kombinerade kraftvärmeverk (Moscow-City och andra, 160-200 MW), gasturbinkraftverk (huskraftsenheter på 6-10 MW och mer) installeras vid fjärrvärmestationer och pannhus, t .e. pannhus håller på att omvandlas till kraftvärmeverk. Nya köpcentra runt Moskva och i Moskva skaffar sina egna "trigeneration" kraftverk (el + värme + kyla) med en kapacitet på 4-6 MW med hjälp av utlandstillverkade gaskolvkraftverk.

Frågor ställs med jämna mellanrum om byggandet av nya avfallsbearbetningsanläggningar och värmekraftverk med avfallsförbränning i Moskva, Ryazan och andra städer. Tidigare år har flera utländskt tillverkade vindkraftverk levererats för utländska bidrag vid kusten nära S:t Petersburg och nära Kaliningrad. Men det finns inga glada rapporter om solkraftverk inom Ryssland.

Under överskådlig framtid kommer den konventionella elkraftsindustrin baserad på gaskraftvärme i Ryssland att förbli en mycket lönsam verksamhet, med tanke på att kostnaden för el och värme i ett antal regioner i Ryssland har närmat sig världspriserna, och kostnaden för naturgas är fortfarande fem gånger lägre än i Europa och inom överskådlig framtid kommer alltid att vara halva priset (på grund av skillnaden i fraktkostnader).

Du måste bygga din egen kraftvärme nu om det finns gas. I andra fall, överväg alternativen. Grafer och tabeller är hämtade från litteraturen nedan. Resten av siffrorna i bedömningarna är hämtade från författarens minne från hans egna bedömningar och publikationer av ryska och utländska experter.

Ignorera inte nätverkskostnader. Michael Brown. Direktör för WADE och redaktör för COSPP. Kraftvärme och kraftproduktion på plats. Juli-augusti 2005.
Reformera fjärrvärmen i europeiska övergångsländer. "Omstrukturering av fjärrvärme i Europas övergångsekonomier", COSPP, juli-augusti 2005, Sabine Froning och Norela Constantinescu.
www.Eia.doe.com.

Det ska sägas genast generatorel är dyrare än strömförsörjning från det externa nätet... Men elektriska apparater har blivit så djupt inbäddade i vår vardag att vi inte kan ge upp komfort och bekvämlighet.

En stugägare som sannolikt inte blir förbryllad över kostnaden för el. Situationen är densamma med picknickgeneratorer - det finns helt enkelt inga andra alternativ.

Detta är en annan sak om du planerar att använda generatorset på permanent basis. Elkostnader behöver helt enkelt övervägas av företagare för att inte brinna ut. Ibland är det billigare att ansluta till centrala nätverk.

Låt oss säga att du har en generator med en nominell effekt på 5,5 kW och en kostnad på 35 tusen rubel. Genomsnittlig livslängd är 5000 timmar. Låt oss ta kostnaden för en liter bränsle för 40 rubel. Vid beräkning av 1 kW / h är det viktigt att ta hänsyn till generatorbelastningen, eftersom det kommer att påverka slutvärdet.

Först och främst, låt oss ta hänsyn till kostnaden för att köpa själva generatorn - vi delar kostnaden efter motortimmar. 35000/5000 = 7 rubel / timme.

Sedan beräkna kostnaden för 1 kW vid:

100 % belastning: 2,5 l / timme * 40 rubel / 5,5 kW = 18,18 rubel. Med hänsyn till kostnaden för generatorn, den totala kostnaden för kW / timme kommer att vara 18,18 + 7 = 25,18 rubel.

50 % belastning: 1,8 l / timme * 40 rubel / 2,75 kW = 26,18 rubel. Med hänsyn till kostnaden för generatorn, den totala kostnaden för kW / timme kommer att visa sig vara 33,18 rubel.

Om det används konsekvent bör underhållskostnaderna inkluderas i kostnaden. Byte av olja, filter, tändstift med mera. Beräkna därför de årliga underhållskostnaderna för generatorn och inkludera dem i kW-kostnaden.

Sammanfatta

Kostnaden för 1 kW el från en generator är högre än från centrala nätverk. Om generatorn är planerad att användas som en extra eller reservkälla - du behöver inte tänka på det.

Denna publikation från serien "De frågar oss" ägnas åt frågan om att bedöma genomförbarheten av att investera i vår egen generation.

I vår praktik, efter önskemål från våra kunder, har vi utvecklat två tillvägagångssätt för att ta itu med denna fråga. Den första handlar om att beräkna kostnaden för en producerad kW el. Den andra är att bedöma energibalansen i ett företag när ett nytt element introduceras i det - ett gaskolvkraftverk.

I den här artikeln kommer vi att fokusera på det första alternativet för att bedöma genomförbarheten av att investera i vår egen produktion och gaskolvvärmekraftverk.

Nedan är ämnet för återbetalningsberäkningen. Låt oss överväga ordningen för dess beredning mer i detalj.

BERÄKNING AV RETUR AV ENERGY COMPLEX GPU typ ETW 1125 EG TCG 2020 V12K
Tekniskt block
Eurokurs		80,00
Installationskostnad	Euro	644 050,00
Installationskostnad	gnugga.	51 524 000
Installationens märkeffekt	kw	1 125
Antal installationer	PCS.	1
Komplex kostnad	gnugga.	51 524 000
Komplexets nominella kapacitet	kw	1 125
Komplex drifttid per år	motortimmar	%	100	75	kw	1 125	845	562
Specifik bränsleförbrukning	kWh / kWh	2,37	2,45	2,56
Gasförbrukning	m3/h	267	207	144
Värmeavledning av kylvätskan	kw	587	446	306
Värmeöverföring i NT-kretsen	kw	103	70	42
Avgasvärmeavledning	kw	685	570	431
Total värmeavledning	Gcal	1,09	0,86	0,62
Servicekostnadsdata för 64 000 timmar, inklusive översyn
Reservdelar kostar för 64 000 timmar	gnugga.	52 311 776
Servicekostnad för 64 000 timmar	gnugga.	2 563 200
Kostnaden för olja för avfall i 64 000 timmar	gnugga.	4 336 960
Oljebyteskostnad för 64 000 timmar	gnugga.	1 712 160
Kylningskostnad vätskor i 64 000 timmar	gnugga.	124 320
Servicekostnad för 64 000 timmar	gnugga.	61 048 416
Servicekostnad per timme	gnugga.	971
Ekonomiskt block
Kostnaden för inköpt el	gnugga / kWh	3,60
Kostnad för inköpt gas	gnugga / m3	3,72
Produktionskostnad för ett pannhus 1 gcal	RUB / Gcal	1 200
Värmeförbrukning	%	40%
Gasförbrukning av hela komplexet per timme	m3 / timme	267	207	144
Kostnad för förbrukad gas per timme	gnugga.	992	770	535
Kostnaden för underhåll av komplexet per timme	gnugga.	971
Underhållskostnader för komplexet per år	gnugga.	16 486 903	14 624 522	12 651 117
Kostnaden för el som byts ut	RUB / h	4 050	3 042	2 023
Kostnaden för utbytt värmeenergi	gnugga.	1 305	1 031	740
Total kostnad för utbytt energi per år, med hänsyn tagen till ofullständig värmeförbrukning	gnugga.	38 406 413	29 017 269	19 479 982
Ekonomiskt resultat från användningen av komplexet per år	gnugga.	21 919 510	14 392 747	6 828 865
Kostnad för producerad kW el exklusive värmeproduktion	gnugga.	1,73	2,06	2,68
Återbetalning av projektet	månader	28	43	91

Den maximala teoretiska belastningen för minitermiska kraftverk kan inte vara lika med 100 %. Det finns planerade underhållsstopp. Stopp på grund av fel är också möjliga. Därför begränsar vi det maximala antalet drifttimmar per år till 8400 timmar (96%).

För varje gaskolvmotor anger tillverkaren i tekniska data sina parametrar på 100%, 75% och 50% av märkeffekten. Gasgeneratoraggregatets elektriska verkningsgrad ändras beroende på belastningen. Ju lägre belastning desto relativt sett mer värme produceras och desto mindre el produceras. Vi rekommenderar att beräkningen utförs för alla tre värdena, detta ger dig möjlighet att få mer realistiska resultat.

Konstanter läggs in i det första "tekniska blocket". Till exempel, med 100 % kapacitet kommer vårt gaskolvkraftverk att producera 1125 kW elektrisk energi och 1,09 Gcal värme, samtidigt som det förbrukar 267 m³ gas per timme.

I nästa block bestämmer vi kostnaden för att serva vår gaskolvinstallation. För att göra detta lägger vi ihop kostnaderna för schemalagda underhållstjänster, förbrukningsvaror, olja för ersättning, olja för avfall, frostskyddsmedel. Vi delar den resulterande mängden med motorns drifttid före översyn. För MWM-motorer är detta 64 000 drifttimmar. I vårt exempel är kostnaden för service per en motortimme 971,00 rubel.

I det ekonomiska blocket anger vi kostnaden för gas för att beräkna kostnaden för gasförbrukningen för ett gaskolvkraftverk. Kostnaden för köpt el för att bedöma effekten av egen elproduktion. Likaså kostnaden för värme som produceras av gcal för att bedöma bidraget från egen kraftvärme.

I vårt exempel utgår vi också från att konsumenten inte behöver värme året runt utan endast under eldningssäsongen (40%). Naturligtvis är det optimala fallet när ett företag behöver värmeenergi för tekniska behov året runt, och vi kan helt utnyttja all värme som produceras av minivärmekraftverket.

Genom att veta hur mycket vi producerar el och värme per år, samt hur mycket det skulle kosta oss att köpa dem, hamnar vi på den totala kostnaden för utbytt energi per år. Det här är vår intäktssida. I vårt exempel, för 100% belastning, blir det 38 406 413,00 rubel.