Дания отказывается от угля в пользу комбинированной генерации электроэнергии и тепла

Уже несколько Дания занимает ведущую позицию в сфере ветроэнергетики. Страна создала эффективную энергосеть, которая активно использует альтернативную энергию в своей работе. Тем не менее, страна продолжает ставить перед собой все более грандиозные цели в области внедрения ВИЭ.

В 2015 году цены на электроэнергию в Дании достигли исторического минимума благодаря рекордной производительности гидро- и ветроэлектростанций. Однако в 2016 совокупность нескольких факторов переломила тенденцию. Низкий уровень вод в северном регионе, плохие ветровые условия и скачок цен на уголь привели к увеличению тарифов на электроэнергию аж на 18%.

Проблема также заключалась в том, что страна была вынуждена задействовать устаревшие предприятия угольной энергетики. Электростанции в течение года производили на 21% больше электроэнергии, чем обычно. Это происходило в условиях высокой цены на уголь из-за нехватки ресурсов.

По плану к 2030 году на ВИЭ должно приходиться не менее половины совокупного объема энергопотребления страны. А к 2050 году Дания стремится стать низкоуглеродным государством, независимым от ископаемого топлива.

Спад производства электроэнергии из ВИЭ в 2016 году подчеркнул необходимость решения проблем, связанных с работой предприятий угольной энергетики. Власти страны разработали стратегию, что включает несколько аспектов: увеличение объемов поставок солнечной энергии в сеть, финансирование совместной выработки электрической и тепловой энергии (СНР).

Когенерация: датский подход

Производительность комбинированных теплоэнергетических установок за последние два года выросла почти на 20%. На долю ТЭС приходится 8% от общего объема производства электроэнергии. Вместо станций, работающих на дизельном топливе или природном газе, в приоритете – CHP-установки.

Благодаря таким мерам, Дания имеет установленную мощность биоэнергетики на уровне 2 ГВт. В ближайшем будущем ТЭЦ, работающие на биоэнергии, заменят угольные электростанции.

Данная стратегия направлена также на обеспечение местных промышленных предприятий недорогой тепловой энергией. Она позволяет разработать новые пути превращения лесоматериалов и других отходов в электроэнергию.

Данные за 2017 год, представленные EnergiNet, показали, что за год потребления угля сократилось на 14%.

«Мы движемся в верном направлении с точки зрения реструктуризации угольных электростанций и целей правительства полностью отказаться от угля к 2030 году. С 1994 года потребление угля в Дании сократилось на 81,4%, а потребление нефти – на 89,5%», – отметил министр энергетики Дании, Ларс Кристиан Лиллехольт.

Дания отказывается от угля в пользу комбинированной генерации электроэнергии и тепла

Жесткие задачи

Правительство не одиноко в своем стремлении отказаться от использования угля. Промышленные предприятия и производители энергии поддерживают эту идею. Датская энергетическая компания Ørsted владеет двумя электростанциями, работающими на древесных пеллетах и соломе.

Третий энергоблок электростанции Studstrup на 360 МВт и первый блок станции Avedore на 255 МВт в 2016 году повторно ввели в эксплуатацию после переоборудования и перевода производственных процессов из угля на биомассу. В EnergiNet сообщили, что на биотопливо приходится более 25% от общего объема потребления топлива электростанциями Дании. Агентство прогнозирует, что к 2026 году этот показатель вырастет до 57%. «К 2023 году наша компания полностью откажется от использования угля», – заявил Генрик Поульсен, исполнительный директор Ørsted.

ТЭЦ Asnaes обеспечивает централизованное отопление для жителей города Калуннборг, а также поставляет технологический пар для нефтеперерабатывающего завода и еще двух компаний, Novo Nordisk и Novozymes. Это приводит к уменьшению расхода топлива на 30% по сравнению с ситуацией, в которой каждый из них использовал бы отдельный источник тепла и электроэнергии. Производство тепла для города само по себе заменяет около 3500 небольших котельных, работающих на нефтепродуктах.

Novozymes сократит эмиссию CO2 в Калуннборге на 35897 тонн в год. Это соответствует объему выбросов, который производят за год 15 тыс. автомобилей. Производство электроэнергии из древесной щепы должно начаться уже к концу 2019 года.

«Это соглашение дополняет комплекс инвестиций, направленных на обеспечение энергоэффективности и устойчивости. Теперь электроэнергия, тепло и пар, которые мы используем в Калуннборге, будут получены из других источников», – сообщил Йеспер Хаугард, вице-президент Novozymes.

Вот как это работает: обрезки древесины и бумаги разрезаются на мелкие кусочки, сушатся, измельчаются и гранулируются, а затем сжигаются для получения тепла. Тепловая энергия от сгорания пеллет используется для производства пара, который подается в паровую турбину с высоким давлением на 8,75 МВт, а также в турбину с низким давлением на 16,25 МВт.

При сжигании тонны данного топлива высвобождается 17,5 ГДж энергии, что меньше показателей угля, который дает 33,5 ГДж. Стоимость единицы тепловой энергии –  20 долл. для пеллет, 23 долл. для мазута, 42 долл. для пропана и 28 долл. для керосина. Природный газ позволяет вырабатывать тепловую энергию по цене 13 долл. Но в большей части Европы этот ресурс не слишком распространен.

«Продукция Novozymes помогает устранять основные глобальные проблемы. Мы считаем, что вполне естественно брать на себя ответственность за собственное воздействие на окружающую среду», – отметил Йеспер Хаугард.

На электростанции в Калуннборге комбинируют производство тепла и электроэнергии. Иногда, нужно больше тепла или пара. Бывают периоды, когда вырабатывают больше электроэнергии.

Между секциями высокого и низкого давления паровой турбины расположена обгонная муфта производства SSS Gears of England. Она передает крутящий момент через множественные зубья шестерни. Редукторы Reintjes снижают скорость паровой турбины до 1500 об/мин. Муфта действует как дистанционная проставка, позволяет включать или отключать паровую турбину по мере необходимости.

Пример для подражания

За последние 20 лет энергетическая отрасль Дании претерпела существенные изменения. Угольная энергетика в ближайшее время может быть полностью упразднена. Большую часть электроэнергии производят ВЭС. Скандинавское государство также преуспело в создании достаточно гибкой энергосети, которая сохраняет уровень безопасности и надежности.

«Когда мы заменяем уголь чистой энергией, производим меньше CO2. Нет никаких сомнений, что такой подход наиболее благоприятно сказывается на климатической ситуации», – отметил господин Лиллехольт.

По материалам: https://elektrovesti.net