Репортаж от Wedoany，Множество объектов по всему миру добились повышения энергоэффективности и экономии затрат благодаря установке систем комбинированного производства тепла и электроэнергии (ТЭЦ). Пример Нью-Йоркского университета (NYU) является яркой иллюстрацией. Когда в 2012 году ураган «Сэнди» вызвал отключение электроэнергии в Нижнем Манхэттене почти на неделю, кампус на Вашингтон-сквер, благодаря электростанции комбинированного цикла мощностью 13,4 МВт, введённой в эксплуатацию в 2011 году, смог поддерживать электроснабжение и производство пара, полагаясь на единственный источник природного газа, в то время как подстанция компании Con Edison была затоплена и выведена из строя. Эта электростанция окупила себя ещё до урагана; по данным NYU, система ежегодно экономит около 5 миллионов долларов на энергозатратах.
Технология комбинированного производства тепла и электроэнергии (ТЭЦ) повышает общую эффективность за счёт улавливания и использования тепла, которое обычно теряется на обычных электростанциях. Средняя электростанция на ископаемом топливе в США преобразует в электроэнергию лишь около одной трети топлива; остальное тепло рассеивается через градирни и дымовые трубы. При этом от 4% до 5% электроэнергии, поступающей в сеть, теряется при передаче. Системы ТЭЦ, обслуживающие один объект, используют рекуперированное тепло для производства пара, горячей воды или технологического тепла. Агентство по охране окружающей среды США (EPA) сообщает, что общая топливная эффективность хорошо спроектированных установок ТЭЦ может достигать 65–80%, по сравнению с примерно 50% для схемы «электросеть плюс котельная на объекте».
В настоящее время более 4000 объектов по всей территории США установили около 80 ГВт мощностей ТЭЦ, что позволяет ежегодно предотвращать выбросы примерно 240 миллионов тонн CO₂. Несмотря на это, на долю ТЭЦ приходится лишь около 8% от общего объёма выработки электроэнергии в США, тогда как в Дании, Финляндии и Нидерландах этот показатель достигает 30% и более. Министерство энергетики США (DOE) и EPA оценивают неиспользованный потенциал примерно в 130 ГВт на объектах США, имеющих стабильную комбинацию тепловой и электрической нагрузки. Экономическая эффективность систем ТЭЦ наиболее высока для объектов, требующих непрерывного электроснабжения и теплоснабжения, таких как больницы, университетские кампусы, предприятия пищевой промышленности, целлюлозно-бумажные комбинаты или системы районного энергоснабжения. Одна система на природном газе может удовлетворить потребности объекта за счёт одного потока топлива.
На развивающихся рынках ценность ТЭЦ ещё более значительна. Международная финансовая корпорация (IFC) оценивает, что пользователи генераторов по всему миру ежегодно тратят от 28 до 50 миллиардов долларов на дизельное топливо и бензин для резервного электроснабжения; в странах Африки к югу от Сахары примерно один из каждых пяти литров такого топлива расходуется резервными генераторами. IFC отмечает, что только стоимость топлива составляет около 0,30 доллара за кВт·ч, в то время как тарифы на электроэнергию из сети обычно находятся в диапазоне от 0,10 до 0,30 доллара за кВт·ч. На рынках с частыми отключениями электроэнергии промышленные пользователи, которые полагаются на непрерывную работу дизельных генераторов, фактически сравнивают ТЭЦ с машинами, сжигающими дорогое топливо и производящими только электроэнергию, в то время как их котельные сжигают отдельное топливо для удовлетворения потребностей в тепле.
Устойчивость — ещё одно важное измерение ТЭЦ. Для объектов, где отключение электроэнергии напрямую влечёт за собой человеческие или экономические потери, таких как больницы, ТЭЦ — это не только инвестиция в эффективность, но и форма страхования. По данным Министерства энергетики США, 327 из 967 действующих микросетей в США основаны на ТЭЦ, что представляет собой 2,56 ГВт мощности, не зависящей от основной сети. Опыт Нью-Йоркского университета во время урагана «Сэнди» демонстрирует ценность, которая редко учитывается в подобных тематических исследованиях и редко оценивается при финансировании проектов.
ТЭЦ подходит не для всех сценариев. На объектах с колеблющейся или низкой тепловой нагрузкой, где невозможно полностью использовать рекуперированное тепло, преимущества в эффективности снижаются. Когда электрификация тепловых процессов в сочетании с возобновляемой электроэнергией обеспечивает лучшие долгосрочные показатели выбросов, последний вариант может быть более предпочтительным. При наличии достаточных технических условий обычно существуют три основных препятствия: во-первых, финансирование — стоимость установки типичных поршневых двигателей и газотурбинных систем составляет от 1500 до 3000 долларов за кВт, что делает первоначальные затраты непомерно высокими для промышленных пользователей или коммунальных предприятий на развивающихся рынках, не имеющих доступа к долгосрочному финансированию; во-вторых, регулирование — во многих странах требования к подключению к сети неясны или применяются непоследовательно, что приводит к тому, что объекты, готовые инвестировать, тратят месяцы на переговоры для получения разрешения на эксплуатацию; в-третьих, эксплуатация и техническое обслуживание — системы ТЭЦ сложнее, чем котельные или резервные генераторы, и требуют квалифицированного персонала и надёжных сервисных контрактов; на рынках, где такая экосистема ещё не создана, фактические затраты на владение могут превышать номинальные цифры.
Для каждого препятствия существуют целенаправленные меры. Смешанное финансирование (включая льготные кредиты, гарантии и «зелёные» облигации) может устранить разрыв между проектами, которые являются экономически обоснованными на протяжении всего жизненного цикла, но в настоящее время не поддаются финансированию. Разработка правительством стандартизированных правил подключения к сети с чёткими сроками и прозрачными техническими стандартами обычно ускоряет внедрение ТЭЦ. Контракты на результативность (когда энергосервисная компания финансирует, устанавливает и эксплуатирует систему в обмен на часть экономии энергии) позволяют передать технические риски стороне, наиболее способной ими управлять.
