О комбинированной выработке энергии и развитии системы централизованного теплоснабжения в Южной Корее

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

О комбинированной выработке энергии и развитии системы централизованного теплоснабжения в Южной Корее

К.т.н. В.С. Пузаков, выпускающий редактор, журнал «Новости теплоснабжения», г. Москва

Введение

В июле 2009 г. состоялась встреча между делегацией из Южной Кореи и сотрудниками ОАО «Объединение ВНИПИэнергопром», НП «Российское теплоснабжение», редакции журнала «НТ». Цель визита южно-корейской делегации состояла в изучении особенностей и российского опыта эксплуатации трубопроводов в пенополимерминеральной (ППМ) изоляции. В ходе встречи специалисты Корейской корпорации по централизованному теплоснабжению (ЦТ) - Korea District Heating Corporation (KDHC), которая является крупнейшей профильной организацией в стране, рассказали о развитии когенерации и системы ЦТ своей страны, описанию которых и посвящена настоящая статья.

1. Общая информация о стране

Город Сеул (фото) является столицей Южной Кореи. Население страны в 2007 г. составило более 49 млн чел. Общая площадь территории Южной Кореи - около 99,6 тыс. км². Страна является плотнозаселенной.

Ландшафт преимущественно горный, равнины занимают лишь 30% территории. Климат муссонный, лето жаркое и влажное, зима относительно холодная и сухая. Среднегодовая температура в Сеуле примерно такая же, как и в Лондоне. Однако, в Сеуле летом жарче, а зимой холоднее.

Рис. 1 Столица Южной Кореи - Сеул.

2. Комбинированная выработка тепловой и электрической энергии

По данным 2007 г., суммарная установленная мощность всех (около 190 шт.) установок комбинированной выработки тепла и электроэнергии (среди которых микро-ТЭЦ, мини-ТЭЦ, ТЭЦ промышленных предприятий и общего пользования) была свыше 5800 МВт (что составляет около 8,3% от общей электрической мощности страны). Потребителями тепло- и электроэнергии, полученной в комбинированном цикле, традиционно являются промышленный сектор, сфера услуг и жилищный сектор.

Южная Корея имеет достаточно мощную производственную базу, которая представляет большой потенциал для развития систем комбинированной выработки энергии. Многие заводы уже имеют собственные ТЭЦ, общая установленная мощность которых в 2007 г. составила около 1640 МВт. Однако активность в промышленном секторе по установке собственных когенерационных установок относительно низкая. Основная причина связана с тем, что стоимость покупной электроэнергии из внешней сети достаточно низкая, в то время как цены на природный газ высокие. Данное обстоятельство часто приводит к тому, что промышленным предприятиям выгоднее иметь собственную котельную, несмотря на высокие цены на топливо, а электроэнергию закупать на стороне.

В последнее время увеличивается число вводимых мини-ТЭЦ (мощностью до 40 МВт) и малых ТЭЦ (мощностью менее 1 МВт) в сфере услуг и жилищном секторе, в основном благодаря тому, что они внедряются на действующих источниках тепла - котельных, работающих в системе ЦТ

В стране работает 10 крупных и достаточно большое количество мелких мусоросжигательных заводов. На многих из них вырабатываемый биогаз (метан) сжигается с целью получения электрической энергии и тепловой энергии (в случае наличия тепловой нагрузки).

Доля электроэнергии, вырабатываемой в комбинированном цикле, составляет 22,6%. Динамика выработки электроэнергии в когенерационных установках за период 2003-2007 гг представлена на рис. 1.

Таблица 1. Увеличение подключенных квартир жилого сектора с 2002 по 2007 гг.

Таблица 2. Общие показатели системы ЦТ Южной Кореи.

Тарифы на тепловую и электрическую энергию, независимо от типа генерирующего источника, устанавливает государство.

В 1991 г с целью продвижения комбинированной выработки, централизованного тепло- и хладоснабжения Правительством Южной Кореи был принят закон «О поддержке объединенной энергетики». Под «объединенной энергетикой» в данном случае понимается поставка тепловой энергии или тепловой и электрической энергии группе потребителей. Закон регулирует все вопросы, связанные с энергоснабжением (бизнес-процессы, монтаж и эксплуатация указанных систем и т.д.). Например, в соответствии с этим Законом все сооружения, находящиеся в зоне действия строящегося источника комбинированной энергии, в обязательном порядке должны быть подключены к нему.

Помимо указанного закона, также используются различные финансовые «поблажки», направленные на продвижение и более широкое использование комбинированных источников тепла и электроэнергии, основные из которых следующие:

¦ предприятие, которое планирует строительство ТЭЦ любой мощности, работает по сниженной налоговой ставке, кредит на строительство ТЭЦ выдается под низкий процент;

¦ ТЭЦ установленной мощностью свыше 100 МВт могут покупать природный газ напрямую у Корейской газовой корпорации (Korea Gas Corporation - KOGAS) по оптовой цене;

¦ предприятия, которые вырабатывают электроэнергию на базе ВИЭ (включая биогазовые когенерационные установки), получают соответствующую компенсацию от государства, т.к. себестоимость вырабатываемой энергии из ВИЭ оказывается выше по сравнению с энергией, получаемой из ископаемых видов топлива.

3. Система централизованного теплоснабжения

Система теплоснабжения страны долгое время была абсолютно децентрализованной. Система ЦТ Южной Кореи является сравнительно молодой, развитие которой началось в 1985 г. С этого момента и до настоящего времени система ЦТ страны развивается достаточно интенсивными темпами (таб. 1), в первую очередь благодаря поддержке, оказываемой Правительством Южной Кореи. Как упоминалось выше, страна является плотнозаселенной, что благоприятно сказывается на развитии системы ЦТ Общие показатели системы ЦТ Южной Кореи приведены в табл. 2.

В 2007 г. потребителям ЦТ теплоснабжающими организациями страны было поставлено более 47,5 млн Гкал, из них 67% - промышленный сектор, 29% - жилой сектор, 4% - сфера услуг и др. С 2002 по 2007 гг. продажи тепловой энергии системы ЦТ выросли на 16,5%, а доля потребителей в жилом секторе увеличилась почти на 10% (см. табл. 1). Объем продаж тепловой энергии в промышленном секторе за указанный период практически не изменился.

Потребление основных видов топлива на выработку тепловой энергии различными энергоисточниками выглядит следующим образом: природный газ - 77%; нефть и нефтепродукты - 21%, ВИЭ и др. - 2%. Здесь надо отметить, что уголь практически не используется. При этом импорт ископаемых видов топлива значительно увеличился в период с 2002 по 2007 гг.

Ряд теплоснабжающих организаций, помимо котельных, также эксплуатирует по несколько ТЭЦ различной мощности.

Несмотря на поддержку ЦТ со стороны Правительства страны, существуют определенные барьеры в развитии систем ЦТ, основные из них следующие.

1.Доля децентрализованных систем теплообеспечения (поквартирные газовые котлы, домовые, пристроенные и др. котельные) в Южной Корее еще достаточна высокая. И часто, по завершению строительства какого-нибудь жилого здания возникает вопрос выбора системы, другими словами, существует конкуренция между индивидуальным теплообеспечением и централизованным теплоснабжением.

2.В связи с тем, что страна является плотнозаселенной и в соответствии с политикой продвижения и использования наиболее экологически чистых видов топлива (таких как природный газ и ВИЭ), Правительство Южной Кореи регулирует выбор вида топлива, что естественно сказывается на выборе оборудования (используемых технологий) для строящихся источников тепловой и/или электрической энергии. Это делается для того, чтобы возводимые энергетические станции соответствовали существующим критериям по защите окружающей среды, особенно, если они строятся на городской территории. Эти критерии таковы, что в действительности невозможно использовать дешевые виды топлива (такие как уголь, жидкое топливо и др.) для сжигания на источниках тепла и/или электроэнергии, расположенных в городах.

Правительство Южной Кореи реализует программу, на основании которой предприятиям выдаются долгосрочные и короткосрочные кредиты «Фонда рационального использования энергии». Эта программа разработана с тем, чтобы продвигать энергосбережение по трем ключевым категориям: рациональное использование энергии, объединенное энергоснабжение (ЦТ включено в данную категорию) и увеличение доли использования ВИЭ.

В задачи Правительства также входит увеличение доли использования систем ЦТ до 13,8% к 2011г. и ВИЭ до 5% к 2011 г. (здесь надо отметить, что в 1997 г. Правительство приняло Закон «О поддержке, развитии и использованию ВИЭ» с целью защиты окружающей среды и популяризации использования ВИЭ).

4. Система централизованного хладоснабжения

Многие коммерческие здания имеют достаточно большую нагрузку по холоду на нужды кондиционирования. В связи с этим в стране интенсивно развиваются системы централизованного хладоснабжения (ЦХ). На сегодня общая установленная мощность систем ЦХ составляет 880 МВт, а протяженность сетей хладоснабжения самой крупной системы ЦХ - около 14 км.

5. О работе Корейской корпорации по ЦТ

Корейская корпорация по ЦТ (KDHC) является крупнейшей теплоснабжающей организацией в стране, которая была основана в ноябре 1985 г По мере развития системы ЦТ страны, увеличивалась и сама компания KDHC. На сегодняшний день, помимо головного управления, функционирует еще 15 филиалов Корпорации с общей численностью сотрудников более 1,1 тыс. чел., причем 11 филиалов находятся непосредственно в Сеуле.

Акционерами компании KDHC являются:

¦ Правительство Южной Кореи - 46,1%;

¦ Корейская электроэнергетическая корпорация (Korea Electric Power Corporation - KEPCO) - 26%; KEPCO отвечает за передачу, распределение и продажи электроэнергии, и, по сути, сегодня является единственным покупателем в стране всех электрических мощностей на объединенном рынке;

¦ Корейская энергоуправляющая корпорация (Korea Energy Management Corporation - KEMCO)

-14,1%; KEMCO отвечает за сбор данных в энергетическом секторе, а также за разработку энергетической политики для Правительства страны, включая сектор ЦТ и комбинированную выработку тепловой и электрической энергии;

¦ Город Сеул - 13,8%.

В 2008 г. доходы компании KDHC составили 915 млн долл. США, расходы - 908 млн долл. США, соответственно чистая прибыль - 7 млн долл. США.

Корпорация развивает пять видов бизнеса в сфере энергетики.

1.Централизованное теплоснабжение. Компания KDHC работает на всей территории Южной Кореи. И сегодня Корпорация в жилом секторе снабжает тепловой энергией почти 1 млн потребителей (квартир). В 2007 г. было продано более 10 млн Гкал.

Большинство котельных полностью автоматизировано, но при этом на многих из них имеется постоянно работающий персонал.

На сегодняшний день протяженность трубопроводов тепловых сетей в двухтрубном исчислении Корпорации составляет около 1500 км (рис. 2). Практически все трубопроводы проложены бесканально в пенополиуретановой (ППУ) изоляции. Система теплоснабжения работает, как правило, по температурному графику 120/70 °C (со срезкой на 105 "ј). Максимальное давление в трубопроводах тепловых сетей - 16 атм. Первые трубы в ППУ изоляции поставлялись из Европы. Сейчас трубы в ППУ изоляции производится непосредственно внутри страны. Собственного производства труб в ППУ изоляции у компании KDHC нет, но постоянно проводятся исследования внутри Корпорации с привлечением профильных научно-исследовательских институтов с целью совершенствования конструкции труб в ППУ изоляции. Таким образом, Корейская Корпорация по ЦТ постоянно сотрудничает с производителями трубопроводов в ППУ изоляции, что благоприятно сказывается на качестве производимой продукции. Все трубопроводы в ППУ изоляции в обязательном порядке оборудуются системой ОДК. В настоящее время компанией KDHC ведутся работы по переходу с проводной на беспроводную систему мониторинга состояния тепловой изоляции труб в ППУ изоляции, за счет внедрения современных технологий. Одним из интересных решений данного вопроса является разработка беспроволочной системы мониторинга труб в ППУ изоляции, работающей от солнечных панелей, в случае отсутствия в непосредственной близости источника электроснабжения.

Несмотря на то, что постоянно ведутся работы по совершенствованию технологии труб в ППУ изоляции, данные, накопленные более чем за 20 лет эксплуатации трубопроводов, показывают, что тепловые потери за время их эксплуатации увеличились. По заявлению сотрудников компании KDHC, в первую очередь это было связано с недостаточно высоким качеством изготовления труб в ППУ изоляции, когда только начиналось их производство внутри страны (были определенные ошибки, которые по мере совершенствования технологии устранялись). При этом компания KDHC планирует использовать и другие виды тепловой изоляции, одним из таких видов является ППМ изоляция (в настоящее время образец трубы в ППМ изоляции одного из российских производителей проходит испытания в Южной Корее - прим. авт.).

Регулирование системы ЦТ в Южной Корее качественное, как и у большинства российских систем теплоснабжения. Система теплоснабжения закрытая. Водоподготовка ведется за счет дозирования в воду комплексонов. В основном используются пластинчатые теплообменные аппараты. Т.к. качество воды высокое, больших проблем в эксплуатации с пластинчатыми теплообменниками не возникает.

Расчет за поставленное тепло с потребителями ведется по узлам учета тепловой энергии.

Около 90% всего теплотехнического оборудования производится внутри страны, оставшаяся часть в основном импортируется из Китая.

2.Комбинированная выработка тепловой и электрической энергии. По состоянию на декабрь 2007 г компания KDHC эксплуатировала четыре ТЭЦ различной мощностью (электрическая - от 43 до 512 МВт; тепловая - от 71 до 397 Гкал/ч); общая установленная электрическая мощность ТЭЦ составляет 663 МВт, тепловая мощность - 656 Гкал/ч. До октября 2010 г планируется ввести еще четыре ТЭЦ общей установленной электрической мощностью - 902 МВт и тепловой мощностью - 764 Гкал/ч.

3.Централизованное хладоснабжение. Компания KDHC использует две схемы ЦХ, в первом случае холодильная установка монтируется непосредственно на территории энергоисточника, а во втором случае устанавливается у потребителя. По данным 2008 г. у Корпорации потребителями (около 280 шт.) систем ЦХ были только коммерческие здания и здания бюджетной сферы. Сегодня ведутся работы по определению наиболее экономичной схемы централизованного хладоснабжения потребителей жилого сектора.

4.Использование ВИЭ. По состоянию на август 2008 г. в компании KDHC доля выработки тепловой энергии из новых и возобновляемых источников энергии составила 14,5%, а доля электрической энергии - 2,3%.

5.Объединенная система энергоснабжения (новое направление компании). Под данной системой подразумевается общая система элект- ро-, тепло- и хладоснабжения от одного небольшого энергетического источника определенной группы зданий (коммерческие здания, многоэтажные жилые здания, выставочные комплексы и др.). Сегодня компания KDHC эксплуатирует 7 таких систем в Сеуле.

В заключение надо отметить, что Законом «О поддержке объединенной энергетики» предусматривается поддержка развития компании KDHC с целью повышения эффективности энергоснабжения потребителей, а также регулирование всех вопросов касательно управления данной компанией (управление прибылью и убытками и др.).

тепловой энергия хладоснабжение корея

Литература

1. District Heating and Cooling - country by country 2009 Survey /EuroHeat & Power. 2009.

2. CHP/DHC Country Scorecard: Republic of Korea / IEA.

Размещено на Allbest.ru