Троэнергетики и её современное состояние

6.3. Когенерация 
В советской и российской энергетике традиционным способом 
повышения эффективности использования топлива и решения задачи 
теплоснабжения является одновременное получение электрической и 
тепловой энергии на ТЭЦ и ГРЭС. 
На Западе, где проблема отопления не столь острая, комбиниро-
ванный способ производства обоих видов энергии, названный «когене-
рацией», стал развиваться сравнительно недавно, но по прогнозам Ев-
ропейской Ассоциации Когенерации (Cogen Europe) доля когенераци-
онных систем в выработке электроэнергии в среднем по странам ЕЭС в 
ближайшие годы достигнет 20 %. Динамика за предыдущее десятилетие 
показана на рис. 6.6. 
Есть несколько способов реализации этой идеи:
 
на КЭС, предназначенных вырабатывать только электричество, 
утилизируют тепло, выделяющееся в конденсаторах и рассеи-
вающееся в окружающей среде. При полном вытеснении КЭС 
ежегодная экономия топлива в электроэнергетике достигла бы 
23 % (58 млн т у.т.), а экономия инвестиций – 15,5 млрд долл.; 
 
в котельных (прежде всего паровых) дополнительно производят 
электроэнергию, например при замене редуктора давления пара на 
противодавленческую турбину. При этом расход топлива на выра-
ботку 1 кВт·ч электроэнергии оказывается вдвое ниже, чем на тра-
диционных электростанциях (140–150 г у.т. против 335–345 г у.т.). 

---

167
Электрификация котельных имеет капиталоёмкость около 
400 долл/кВт, тогда как ввод новых мощностей на электростанци-
ях – не менее 1000–2000 долл/кВт; 
Рис. 6.6. Наращивание когенерации в странах Евросоюза 
 
газовые котельные оснащают надстройкой в виде газотурбинной 
установки, в результате чего первые преобразуются в мини-ТЭЦ. 
При этом повышается эффективность работы и котельной, и ГТУ; 
 
генерирующие установки для малой энергетики (дизели, двигатели 
внутреннего и внешнего сгорания, газотурбинные и газопоршне-
вые двигатели) оснащаются системами утилизации сбросовой теп-
лоты для производства технологического тепла, рис. 6.7. Такая ко-
генерация представляет особый интерес для ЖКХ, т. к. позволяет 
уменьшить затраты на строительство коммуникаций в 1,5–4,0 раза 
по сравнению с подведением централизованного тепла и электро-
энергии; 
 
газотурбинные установки большой мощности переводят в режим 
комбинированного цикла – совместной работы газотурбинной и 
паротурбинной установок, рис. 6.8; 

---

168
Рис. 6.7. Блок-схема когенерации
 
Рис. 6.8. Схема электростанции с комбинированным рабочим циклом 

---

169
 
в котельных с водогрейными котлами (использующими органиче-
ское топливо, энергию земных недр или другие источники горя-
чей воды) вырабатывают электрическую энергию. Используемые 
в них гидропаровые турбины работают на горячей воде, которая 
вскипает в расширительных соплах и выбрасывается в виде двух-
фазной смеси из этих сопел, расположенных на сегнеровом коле-
се. Двухфазная смесь вращает его за счет реактивного эффекта. 
Сопоставление эффективности использования топлива при раз-
дельном и совместном производстве электрической и тепловой энергии 
показано на рис. 6.9, а, б. 
Рис. 6.9. Комбинированное производство тепла и электроэнергии 

---

170
Попутная выработка электроэнергии при вынужденном производ-
стве тепла (вследствие сурового климата на большей части территории 
России) является важным направлением реструктуризации электроэнер-
гетики России. В соответствии с ЭС-2030 за счет электрификации ко-
тельных ими будет производиться 1800 млрд кВт
ч электроэнергии, а 
эффективность её генерации достигнет 87–88 %. В когенерации новым 
можно считать ее выход за пределы мощной системной энергетики в 
распределенную автономную энергетику на основе как традиционных 
топлив, так и НВИЭ. Преимущества когенерации на базе ГПУ могут 
проявиться особенно ярко в ЖКХ.