Адрес для переписки:Игнатович Роман Сергеевич –Белорусский национальный технический университет,пр. Независимости, 65/2,220113, г. Минск, Республика Беларусь.Тел.: +375 17 308-26-25pte@bntu.by
Address for correspondence:Ignatovich Roman S. –Belarusian National Technical University,65/2, Nezavistimosti Ave.,220113, Minsk, Republic of Belarus.Tel.: +375 17 308-26-25 pte@bntu.by
В статье рассмотрены принципы организации и функционирования мини-ТЭЦ на местных видах топлива (МВТ) в условиях водородной и безуглеродной энергетики. В ходе анализа литературных источников на тему текущего состояния развития мини-ТЭЦ на МВТ в структуре энергетического баланса страны выявлен ряд вопросов, связанных с их эксплуатацией и строительством, образовавшихся после ввода в эксплуатацию Белорусской АЭС. Отмечено, что потенциальным путем развития подобных энергоисточников является переход к многоцелевой выработке продуктов на основании принципов функционирования энергетического хаба, что потенциально позволит снижать зависимость энергоисточника от работы Объединенной энергетической системы (ОЭС). Произведен анализ открытых литературных источников о потенциальной роли МВТ при переходе к безуглеродной энергетике. В данном контексте рассмотрена работа мини-ТЭЦ на МВТ по двум сценариям: рекуперация из продуктов сгорания CO2 с последующей очисткой до пищевого качества и продажей непосредственным потребителям, а также изменение режимов работы энергоисточника посредством накопления избыточной электрической энергии в виде водорода при работе мини-ТЭЦ в соответствии с тепловой нагрузкой потребителей. На базе архивных данных действующей мини-ТЭЦ, выбранной для исследования в качестве объекта-аналога, произведена оценка экономических условий развития мини-ТЭЦ на МВТ при интеграции в их схемы установок по извлечению CO2 пищевого качества или для производства и накопления водорода. Для систем производства диоксида углерода пищевого качества построена функциональная зависимость, позволяющая производить предварительную оценку величины простого срока окупаемости при ее интеграции в схему. В принятых условиях для объекта исследования простой срок окупаемости, полученный с использованием построенной зависимости, составил величину менее трех лет. Для систем накопления избыточной электрической энергии в виде водорода рассмотрены три варианта организации работы. На базе объекта исследования определены граничные условия соотношения минимального и максимального дифференцированного тарифа на покупку электрической энергии ОЭС, при которых целесообразно дальнейшее рассмотрение экономических показателей проекта по интеграции в схему мини-ТЭЦ на МВТ модуля накопления электрической энергии в виде водорода.
This article discusses the principles of organization and operation of mini-CHP plants on local fuels (LF) to the conditions of hydrogen and carbon-free energy. The analysis of literary sources on the current state of development of mini-CHP plants on LF in the structure of the country's energy balance revealed a number of issues related to their operation and construction that arose after the commissioning of the Belarusian NPP. It is noted that a potential way to develop such energy sources is to switch to multi-purpose product development based on the principles of operation of the energy hub, which will potentially reduce the dependence of the energy source on the operation of the Unified Energy System (UES). The analysis of open literature sources on the potential role of LF in the transition to carbon-free energy was carried out. In this context, the operation of a mini-CHP plant on LF is considered according to two scenarios, viz. recovery of CO2 from combustion products, followed by purification to food grade and sale to direct consumers, as well as changing the operating modes of the energy source by means of the accumulation of excess electrical energy in the form of hydrogen during the operation of a mini-CHP plant in accordance with the thermal load of consumers. Based on archival data from an operating wood chip-fueled mini-CHP with an ORC module that was selected for research as an analog object, an assessment of the economic conditions for the development of mini-CHP plants on LF was made when integrating food-grade CO2 extraction units or for the production and accumulation of hydrogen into their schemes. For food grade carbon dioxide production systems, a functional dependency has been built that allows for a preliminary estimate of the value of the simple payback period when integrated into the scheme. Under the accepted conditions for the study object, the simple payback period obtained using the built dependency was less than 3 years. For systems of accumulation of excess electrical energy in the form of hydrogen, 3 options of the organization of work were considered. Based on the research object, the presence of boundary conditions for the ratio of the minimum and maximum differentiated tariff for the purchase of electric energy of the UES has been determined, under which it is advisable to further consider the economic indicators of the project for integrating a module for accumulating electric energy in the form of hydrogen into the scheme of a mini-CHP plant on LP.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.