На бездымье: «умные» энергосистемы снизят вредные выбросы на производствах
Российские ученые разработали технологию микро-ИРЭС: такие системы автоматически перераспределяют энергию между электричеством и теплом, накапливают излишки и используют их в пиковые часы. Это позволяет сократить потери энергии и уменьшает выбросы за счет более эффективного потребления и подключения к «чистым» источникам — солнечным и ветровым. По словам разработчиков, внедрение микро-ИРЭС помогает предприятиям сокращать энергозатраты на 10–50%, ускоряет переход на «чистую» энергетику и снижает нагрузку на централизованные сети. Кроме того, использование таких систем может уменьшить выбросы загрязняющих веществ и парниковых газов на 50–100%, отметили разработчики. В то же время эксперты обращают внимание на то, что высокая стоимость оборудования и длительные сроки окупаемости могут ограничивать внедрение технологии, особенно для малого и среднего бизнеса.
Энергия без лишних потерь
Интеллектуальные распределенные энергосистемы (микро-ИРЭС) нового поколения позволяют предприятиям гибко управлять потреблением ресурсов, снижать нагрузку на инфраструктуру и использовать накопленную энергию в периоды пикового спроса, рассказали «Известиям» ученые из Центра НТИ «Энерджинет». За счет совмещения традиционной генерации с возобновляемыми источниками такие решения помогают уменьшать вредные выбросы, повышать эффективность производства и сокращать расходы на энергоснабжение.
Городская вариация ИРЭС
По словам специалистов, микро-ИРЭС позволяют сочетать сетевое электроснабжение с собственной генерацией — как топливной, так и основанной на возобновляемых источниках энергии. В случае работы в изолированном от Единой энергетической системы режиме такие решения базируются на автоматизированных гибридных энергетических комплексах, которые объединяют топливную и «зеленую» генерацию.
В зависимости от масштаба и конфигурации микро-ИРЭС способны дать предприятиям сразу несколько эффектов: снизить затраты на энергоснабжение на 10–50%, повысить надежность подачи энергии, уменьшить показатели аварийности сетей, ускорить технологическое присоединение в два-три раза и улучшить качество электроэнергии. Кроме того, использование таких комплексов позволяет сократить выбросы загрязняющих и парниковых газов на величину от 50 до 100%, рассказали разработчики.
Микро-ИРЭС объединяют системы электро- и теплоснабжения за счет электрификации теплового контура и использования механизмов энергетической гибкости. Речь идет о применении накопителей электроэнергии, современных отопительных решений, тепловых аккумуляторов, а также управляемого изменения нагрузки со стороны промышленных потребителей. При необходимости такие комплексы могут дополняться водородными установками, электротранспортом с зарядной инфраструктурой и элементами коммунальной инфраструктуры.
— Сроки строительства одной такой системы могут составить от нескольких месяцев до года, что значительно быстрее возведения традиционных объектов энергоснабжения, — пояснил директор аналитического направления центра Игорь Чаусов.
Среди применяемых технологий — компактная распределенная генерация на базе дизельных и газопоршневых установок с низким расходом топлива, солнечные панели, ветрогенераторы малой и средней мощности, электрохимические накопители энергии, водородные решения для длительного хранения ресурсов, а также цифровые распределительные сети с повышенной надежностью.
— Микро-ИРЭС позволяют добиться эффекта замещения топлива за счет оптимального сочетания возобновляемой и традиционной генерации. Дополнительный эффект достигается благодаря сокращению непроизводительных потерь электрической и тепловой энергии, а также за счет когенерации — совместного производства тепла и электричества, — пояснил Игорь Чаусов.
Согласованное управление электро- и теплоснабжением дает возможность использовать избыток энергии, произведенной возобновляемыми источниками, для получения тепла. За счет этого микро-ИРЭС могут стать эффективной альтернативой строительству крупных генерирующих объектов и масштабному сетевому расширению, отметили специалисты.
Что это даст бизнесу и потребителям
Главное преимущество технологии заключается в практической скорости и гибкости внедрения, полагает эксперт НТИ по перспективным и новым источникам энергии Дмитрий Высокогорский.
— Для промышленного предприятия это означает возможность сравнительно быстро закрыть собственные пиковые нагрузки или решить проблему дефицита мощности без длительных согласований и дорогостоящего строительства. Важное достоинство системы — решение одной из ключевых проблем возобновляемой энергетики, то есть сложности аккумулирования, — отметил эксперт.
По его словам, сочетание возобновляемых источников энергии с системами накопления и, при необходимости, с топливной генерацией позволяет сглаживать неравномерность выработки и формировать запас энергии для последующего использования. Это повышает предсказуемость энергоснабжения предприятий в условиях волатильных цен на электроэнергию.
Еще одно преимуществом микро-ИРЭС — возможность сравнительно быстрого и простого внедрения, что позволяет повышать энергоэффективность без длительных инфраструктурных циклов, отметил руководитель проектов компании «Интеллектуальная аналитика», эксперт рынка TechNet НТИ Тимофей Воронин.
— Перспективным направлением становится обмен излишками энергии и создание резервов мощности, что особенно важно для возобновляемых источников. Подобные системы способны стать каркасом современных мегаполисов и поддержать развитие промышленных кластеров в рамках энергетического перехода, — сказал он.
Для обычных граждан эффект от внедрения микро-ИРЭС будет скорее косвенным, но ощутимым. Если предприятие сможет продолжать работу даже при перебоях с электроснабжением, это позволит избежать перебоев с поставками товаров, считает эксперт в IT-сфере, редактор портала iGuides Артем Фунтиков.
— Для энергоемких производств эффект может быть заметным, однако для малого и среднего бизнеса сроки окупаемости таких решений могут оказаться слишком длительными. Дополнительными ограничениями остаются высокая стоимость оборудования, необходимость модернизации инфраструктуры и дефицит отечественных накопителей энергии. Без господдержки и доступного финансирования технология рискует остаться нишевым решением для крупных промышленных площадок, — полагает он.
По словам эксперта, этот эффект актуален практически для всех отраслей промышленности. Кроме того, для массового внедрения микро-ИРЭС потребуются понятные механизмы тарифного регулирования и дополнительные стимулы для бизнеса.
