Блог

Oct 25, 2023

Когенерация и централизованное отопление для комфортных домов и счастливых заводов

Большая часть энергии, потребляемой современным обществом, тратится на отопление в той или иной форме, будь то

Большая часть энергии, потребляемой современным обществом, тратится на отопление в той или иной форме, будь то нагрев воды, повышение температуры в помещении или использование в промышленных процессах. Это делает его отличной целью для повышения эффективности и устойчивости, а также для усилий по декарбонизации мирового производства энергии. Здесь центральное отопление и подобные решения, вероятно, будут играть важную роль в ближайшем будущем.

За последние десятилетия ряд стран либо уже построили обширные сети централизованного теплоснабжения, либо находятся в процессе этого. Основное преимущество этих тепловых сетей заключается в том, что они не только позволяют более эффективно централизованно производить тепло, но также позволяют, например, использовать промышленное тепло, а не тратить его впустую, даже если большая часть тепла будет поступать либо из выделенных, либо из выделенных источников. когенерационные тепловые установки.

В последнее время централизованное теплоснабжение получило большой толчок, например, в Китае в виде ядерной когенерации, в то время как потенциал использования аккумулирования тепла для буферизации тепла для последующего использования наряду с концепцией подключения центров обработки данных к тепловым сетям также изучается. Хотя централизованное теплоснабжение вряд ли является чем-то новым, оно может помочь человечеству перейти в низкоуглеродное будущее, не теряя при этом ни капли комфорта.

Основным преимуществом централизованного теплоснабжения (ЦТ) является повышение общей эффективности по сравнению со многими более мелкими источниками тепла, такими как отдельные бытовые котлы, работающие на газе или минеральном масле, также за счет использования того, что в противном случае было бы в основном отходящим теплом. Кроме того, источники, обеспечивающие систему теплом, могут быть весьма разнообразными, даже если на Западе в качестве топлива для тепловых сетей использовался уголь. Системы ЦТ первого поколения были построены в конце 19 века, ярким примером этого является паровая сеть Нью-Йорка. Этот тип системы первого поколения также демонстрирует проблемы, которые помешали их внедрению во многих других городах.

Паровой взрыв в Нью-Йорке в 2007 году был одним из двенадцати взрывов паровых труб с 1987 года. При взрыве 2007 года 83-летняя труба разорвалась и позволила горячему пару под давлением прорваться сквозь землю, серьезно ранив людей и вызвав большое количество повреждать. Системы ЦТ, построенные примерно с 1930-х по 1970-е годы, вместо этого использовали горячую воду, нагреваемую когенерационными установками. Несмотря на то, что эти системы все еще находятся под давлением, они не представляют такого же риска для безопасности, как паровая система под давлением.

Вместо группы специализированных угольных электростанций, питающих паровую систему, эти системы ЦТ второго поколения и последующие усовершенствования (например, изолированные трубы вместо простых бетонных труб) обычно будут базироваться на когенерационных тепловых станциях, поэтому что близлежащие города и населенные пункты могут быть обеспечены как теплом, так и электричеством. Этот подход нашел большое распространение в скандинавских странах, а также в бывшем Советском Союзе.

Однако в последние десятилетия строительство систем ЦТ в значительной степени застопорилось. Из-за доступности дешевого природного газа, а в случае таких стран, как Норвегия и Франция, из-за низких цен на электроэнергию, финансовый стимул для прокладки труб для новой системы ЦТ или расширения существующей системы ЦТ часто отсутствовал. Источники многих существующих систем ЦТ также были переведены с низкоуглеродной ядерной энергии на ископаемое топливо, как это было в случае с сетями ЦТ в бывшем СССР. Восточногерманский Грайфсвальд и аналогичные когенерационные реакторы ВВЭР были остановлены в 1990-х годах, и их место заняли угольные и газовые электростанции.

В бюллетене МАГАТЭ за март 1989 г. Лосев и др. описать существовавшие тогда планы ЦТ по дальнейшему распространению когенерации атомных электростанций на европейскую часть СССР. Конечно, после распада СССР в 1991 году те немногие системы ЦТ, которые с тех пор были реализованы, использовали в качестве источников энергии в основном ископаемое топливо.

Хорошим примером здесь являются такие города, как Берлин с его двумя отдельными системами ЦТ (западной и восточной). Хотя эта сеть простирается практически до размера города до распада СССР, она по-прежнему остается крупнейшей системой ЦТ Германии. В настоящее время Берлин пытается найти способы отойти от угольных электростанций с высоким содержанием углерода, которые обеспечивают основную часть его теплоснабжения, при этом Гонсалес-Салазар и др. (2020) предлагает несколько возможных сценариев.