40
Сентябрь
–
октябрь
2013
40
Согласно
проекту
Emporia Energy Center
компания
Westar Energy
из
Канзаса
использует
семь
газовых
турбин
для
подачи
энергии
в
сеть
.
С
разрешения
компании
Black & Veatch.
ГАЗОВАЯ
Генерация
41
Сентябрь
–
октябрь
2013
41
ГАЗОВАЯ
Генерация
Б
есполезно
вести
разговор
об
использовании
возобновляемых
источников
в
сетях
,
не
упомя
-
нув
о
газотурбинных
установках
.
Начнём
с
того
,
что
цифры
сами
по
себе
просто
ошеломляю
-
щие
.
В
то
время
как
доля
ветровой
,
солнечной
,
гидро
энергетики
и
энергии
от
других
возобновляемых
источ
-
ников
в
сетях
в
последующие
20
лет
может
составить
от
10
до
20%,
газовая
энергетика
за
последние
10
лет
удвоила
процент
своего
присутствия
,
и
темпы
её
разви
-
тия
таковы
,
что
в
будущем
она
может
стать
доминирую
-
щим
источником
генерации
в
сетях
страны
.
В
Техасе
и
Новой
Англии
на
долю
газовой
энер
-
гетики
уже
приходится
более
50%
всех
генерирую
-
щих
мощностей
.
Такие
крупные
открытия
,
как
залежи
сланцевого
газа
от
Северной
Дакоты
до
Пенсильва
-
нии
и
Техаса
, —
это
ещё
одна
предпосылка
того
,
что
в
будущем
сети
будут
«
пожирать
»
газ
бешеными
тем
-
пами
.
Газовая
генерация
играет
важную
роль
в
качестве
механизма
повышения
надёжности
сети
с
возобнов
-
ляемыми
источниками
.
Кроме
того
,
она
предполага
-
ет
и
другие
преимущества
.
Включить
или
отключить
генерацию
можно
очень
быстро
;
запуск
и
останов
га
-
зовой
электростанции
производится
в
несколько
раз
быстрее
,
чем
угольной
,
атомной
или
других
основных
видов
генерации
.
Газ
сам
по
себе
многомерен
.
Уста
-
новка
,
работающая
на
природном
газе
,
может
иметь
мощность
до
150
кВт
и
относиться
к
малой
энерге
-
тике
,
а
может
быть
мощностью
600, 800
МВт
и
даже
больше
.
Газ
также
в
какой
-
то
степени
является
источником
чистой
энергии
.
Хотя
и
не
такой
чистой
,
как
ветровая
или
солнечная
,
но
по
сравнению
с
электростанциями
на
угле
газовые
электростанции
выбрасывают
вдвое
мень
-
ше
двуокиси
углерода
,
на
одну
треть
меньше
оксидов
азота
и
на
1%
меньше
оксидов
серы
.
Управление
по
охране
окружающей
среды
США
выпустило
предписа
-
ние
о
переходе
угольных
электростанций
на
использо
-
вание
природного
газа
,
и
главной
побудительной
при
-
чиной
этого
предписания
стали
выбросы
.
Однако
переход
энергосистемы
на
всё
большее
использование
газа
имеет
свои
проблемы
и
вопросы
.
«
В
области
передачи
энергии
так
просто
взять
и
пере
-
классифицировать
ничего
нельзя
. —
замечает
Флора
Флигт
(Flora Flygt),
специалист
по
стратегическому
пла
-
нированию
и
советник
по
кадровой
политике
и
страте
-
гии
компании
American Transmission Co. —
Что
касается
газа
,
то
существует
установленный
порядок
.
Люди
под
-
ключаются
к
сети
с
газовыми
генераторами
уже
десятки
лет
.
Но
это
не
означает
,
что
это
легко
и
не
представля
-
ет
никаких
проблем
».
Катерина
Элдер
(Catherine Elder),
аналитик
из
Aspen Energy Institute,
добавляет
: «
Иногда
слышишь
,
как
говорят
:
там
полно
газа
,
неужели
так
трудно
перей
-
ти
на
газ
?
Так
возьми
и
сделай
.
Но
настолько
ли
это
легко
сделать
?
Это
не
так
просто
,
как
кажется
—
что
достаточно
протянуть
газопровод
до
электростанции
и
зажечь
пламя
».
С
газом
не
шутят
Одной
из
проблем
является
поставка
самого
газа
.
И
снова
аналитики
и
СМИ
заявляют
об
исследованиях
,
в
которых
возвещается
об
открытии
в
ближайшем
бу
-
дущем
огромных
запасов
природного
газа
в
Северной
Америке
.
Однако
встаёт
вопрос
:
где
этот
газ
?
Достаточ
-
но
ли
его
для
нужд
электросетей
и
покрытия
графика
электрических
нагрузок
;
насколько
газотранспортная
система
способна
обеспечить
поставки
газа
туда
,
куда
нужно
,
и
в
тех
объёмах
,
которые
для
электроэнергетики
наиболее
необходимы
?
«
Двадцать
лет
прошло
,
и
что
мы
видим
:
нам
требу
-
ется
больше
передающих
мощностей
,
потому
что
из
-
менились
места
расположения
генерации
», —
говорит
Дэйвид
Уайтли
(David Whiteley),
исполнительный
дирек
-
тор
энергообъединения
Eastern Interconnection Planning
Collaborative.
Уайтли
объясняет
,
что
большинство
га
-
зотурбинных
станций
придёт
на
замену
существую
-
щим
электростанциям
,
работающим
на
угле
,
где
уже
имеются
линии
электропередачи
.
Однако
в
будущем
,
в
качестве
проектов
,
связанных
с
созданием
новых
«
зе
-
Природный газ приходит
на помощь
Наряду с солнечной и ветровой происходит интеграция
в сеть энергии, вырабатываемой с использованием
природного газа как в качестве дополнительного
источника энергии, так и в качестве источника
резервного электроснабжения.
Джеймс Р. Дьюкарт (James R. Dukart),
внештатный корреспондент
42
Сентябрь
–
октябрь
2013
42
Источники
для
выработки
электроэнергии
в
регионе
,
обслуживаемом
компанией
ISO New England.
Наиболее
предпочтительным
топливом
стал
природный
газ
.
С
разрешения
компании
ISO New England.
ГАЗОВАЯ
Генерация
лёных
»
предприятий
,
в
строй
вступит
много
новых
га
-
зотурбинных
электростанций
,
и
энергокомпаниям
при
-
дётся
научиться
сочетать
технические
и
экономические
различия
между
газотурбинными
и
традиционными
эле
-
тростанциями
.
«
Газ
,
прежде
чем
вы
заранее
выберете
потребителя
и
составите
график
,
всего
лишь
находится
в
трубе
, —
замечает
Элдер
. —
Мы
выбираем
потребителя
и
пла
-
нируем
поставки
газа
за
день
до
составления
графи
-
ка
поставок
электроэнергии
.
Газ
движется
медленнее
электричества
.
Правила
регулирования
поставок
газа
отличаются
от
правил
поставок
электроэнергии
.
По
-
ставщики
газа
и
поставщики
электричества
не
беседу
-
ют
друг
с
другом
подолгу
,
но
когда
это
случается
,
они
частенько
говорят
на
разных
языках
».
Элдер
объясняет
,
что
графики
ежедневных
и
даже
почасовых
поставок
газа
должны
быть
точно
согла
-
сованы
с
графиком
потребления
.
Газовые
компании
должны
поставлять
точные
объёмы
газа
для
сжигания
.
Невыбранные
объёмы
газа
,
оставшиеся
в
трубе
,
соз
-
дают
давление
и
во
избежание
взрыва
должны
быть
выпущены
в
атмосферу
.
С
другой
стороны
,
низкое
давление
газа
означает
,
что
газ
не
двигается
.
При
-
мером
может
служить
резкое
падение
силы
ветра
на
ветроэнергетической
установке
.
Генератор
получает
все
излишки
газа
в
один
момент
,
что
приводит
к
паде
-
нию
давления
газа
, «
запиранию
»
турбины
или
двигате
-
ля
и
останову
генерации
.
Грэг
Кроу
(Greg Crow),
менеджер
по
поставкам
электроэнергии
компании
Burns & Mc-Donnell,
отме
-
тил
ещё
один
важный
момент
:
поставщики
уже
связа
-
ны
контрактами
на
поставки
больших
объёмов
газа
.
Таким
образом
,
даже
если
энергетическая
компания
или
компания
—
провайдер
электропередачи
и
готовы
к
отбору
газа
,
в
состоянии
ли
существующие
мощно
-
сти
осуществить
поставки
его
в
таких
объёмах
?
Хотя
расширение
газопроводов
,
возможно
,
не
потребует
столько
времени
и
не
будет
столь
обременительным
,
как
размещение
передающих
мощностей
,
новая
газо
-
вая
инфраструктура
может
потребовать
модернизации
компрессоров
,
изменения
моделей
горелок
и
модифи
-
кации
другого
оборудования
,
считает
Кроу
.
Таким
об
-
разом
,
усовершенствование
газопроводной
сети
для
удовлетворения
требований
сети
передачи
электроэ
-
нергии
не
такое
уж
лёгкое
и
простое
мероприятие
,
как
можно
подумать
.
Местоположение
и
еще
раз
местоположение
…
Выбор
площадки
для
постройки
газогенераторной
станции
тоже
может
оказать
немаловажное
воздей
-
ствие
на
разработки
систем
передачи
электроэнергии
,
и
пути
этого
воздействия
по
-
своему
очевидны
и
не
так
уж
просты
.
«
Размещение
угольной
или
атомной
электро
-
станции
—
трудная
задача
, —
говорит
Мервин
Браун
(Merwin Brown),
директор
по
исследованиям
передачи
электроэнергии
Калифорнийского
института
по
энер
-
гетике
и
охране
окружающей
среды
(California Institute
for Energy and Environment (CIEE))
Калифорнийского
университета
. —
Одним
из
положительных
свойств
природного
газа
является
то
,
что
можно
строить
га
-
зовые
электростанции
небольшой
мощности
,
и
они
могут
располагаться
вблизи
населённых
пунктов
».
А
это
,
рассуждает
Браун
,
снизит
уровень
зависимости
от
линий
передачи
большой
протяжённости
.
Однако
этот
разговор
поднимает
вопросы
генерации
и
распре
-
деления
на
малых
уровнях
мощности
,
таких
как
рас
-
пределённая
генерация
на
основе
газовых
техноло
-
гий
.
«
Распределённая
генерация
придаёт
эксплуатаци
-
онную
гибкость
сети
,
но
и
она
не
лишена
проблем
, —
говорит
Дэниэл
Брукс
(Daniel Brooks),
старший
руко
-
водитель
проекта
Научно
-
исследовательского
элек
-
троэнергетического
института
(Electric Power Research
Institute (EPRI). —
Вам
придётся
заново
переосмыс
-
лить
проблему
обеспечения
надёжности
системы
с
множеством
объектов
генерации
.
Как
восстановить
электроснабжение
,
если
оно
производится
нескольки
-
ми
объектами
,
а
не
одним
?
Специалистам
по
передаче
электроэнергии
придётся
научиться
обращению
с
не
-
знакомыми
источниками
и
объектами
генерации
».
Брукс
добавляет
,
что
даже
без
распределённой
генерации
выбор
площадки
для
размещения
газоге
-
43
Сентябрь
–
октябрь
2013
43
Разработки
новых
месторождений
сланцевого
газа
вследствие
разрыва
гидравлических
пластов
и
горизонтального
буре
-
ния
привели
к
значительному
увеличению
резервов
природного
газа
в
США
.
С
разрешения
Energy Information Administration.
ГАЗОВАЯ
Генерация
Месторождения
сланцевого
газа
в
48
Континентальных
штатах
*
Смешанные
месторождения
сланцев
и
мела
**
Смешанные
месторождения
сланцев
и
известняка
***
Смешанные
месторождения
сланцев
и
доломита
/
алеврита
и
песчаника
нераторной
станции
включает
в
себя
несколько
дру
-
гие
элементы
стратегии
,
нежели
выбор
площадки
для
атомной
или
угольной
станции
. «
Газовые
компании
должны
рассчитывать
на
единичное
аварийное
от
-
ключение
,
воздействие
которого
будет
ощущаться
и
на
других
объектах
, —
замечает
Брукс
,
ссылаясь
на
землетрясения
и
прорывы
трубопроводов
вследствие
ошибок
строительства
,
стихийных
бедствий
,
техноген
-
ных
аварий
и
даже
актов
терроризма
. —
Какова
веро
-
ятность
выхода
из
строя
сразу
нескольких
атомных
или
угольных
электростанций
?
Практически
никакой
.
Но
если
у
вас
имеется
15
газовых
станций
, «
сидящих
»
на
одной
трубе
,
то
со
стороны
потребителей
возмож
-
ны
значительные
потери
генерации
при
возникновении
аварии
на
стороне
источника
генерации
».
Озабоченность
относительно
перебоев
с
постав
-
ками
газа
поддерживает
и
Элдер
(Elder),
который
за
-
мечает
,
что
новые
газовые
энергопредприятия
ведут
опасную
игру
,
так
сказать
, «
складывая
все
яйца
в
одну
трубу
». «
Немногие
коммерческие
мощности
по
перера
-
ботке
топлива
,
построенные
в
90-
е
годы
,
имеют
возмож
-
ность
заменять
топливо
для
генерации
на
объекте
, —
комментирует
Элдер
,
приводя
в
пример
дополни
-
тельные
издержки
на
оборудование
по
переработке
альтернативного
топлива
,
строительство
накопите
-
лей
,
а
также
различные
экологические
стандарты
по
различным
типам
топлива
в
качестве
препятствий
. —
Я
работал
более
чем
на
40
энергопредприятиях
по
все
стране
, —
говорит
Элдер
, —
и
только
на
двух
из
них
есть
возможность
менять
топливо
».
Тепло
или
электричество
?
Ещё
одна
проблема
с
газовыми
электростанциями
состоит
в
том
,
что
природный
газ
является
для
страны
главным
источником
отопления
,
горячей
воды
и
при
-
готовления
пищи
.
Более
того
,
поставки
природного
газа
для
теплоснабжения
обычно
осуществляются
по
фиксированным
ценам
и
связаны
соответствующими
обязательствами
,
в
то
время
как
поставки
газа
для
электростанций
обычно
производятся
по
ценам
спото
-
вого
рынка
,
суточным
тарифам
или
строго
по
графику
.
Обычно
это
означает
,
что
первыми
газ
получают
по
-
требители
с
газовым
отоплением
,
а
газовые
электро
-
станции
стоят
на
втором
месте
.
Если
эта
проблема
возникает
в
ясную
погоду
,
то
в
регионах
с
холодным
климатом
,
когда
потребление
газа
резко
увеличивается
,
такое
положение
усугубляет
обстановку
. «
Поставки
газа
для
газовых
электростан
-
ций
также
используются
для
отопления
,
могут
ли
они
оставаться
на
прежнем
уровне
? —
спрашивает
пред
-
ставитель
EPRI
Брукс
. —
Что
может
произойти
,
если
холодная
погода
продержится
довольно
долго
?».
Гордон
Ван
Уили
(Gordon Van Welie),
президент
и
председатель
Совета
директоров
компании
ISO New
England,
выступая
перед
комитетом
Конгресса
в
мар
-
те
,
сказал
,
что
его
компания
«
испытывала
значитель
-
Неглубокие
месторождения
/
недавние
Месторождения
на
промежуточной
глубине
Глубокие
месторождения
Бассейны
Открытые
месторождения
Перспектив
.
месторождения
Сланцевые
месторождения
Многопластовые
месторождения
44
Сентябрь
–
октябрь
2013
44
ГАЗОВАЯ
Генерация
ные
эксплуатационные
трудности
»
в
январе
и
февра
-
ле
2013
года
,
связанные
по
крайней
мере
отчасти
со
спросом
на
газ
для
обогрева
,
что
поставило
под
во
-
прос
поставки
газа
для
электростанций
.
По
словам
Ван
Уили
,
так
сложилось
,
что
компания
New England
в
значительной
степени
зависит
от
по
-
ставок
природного
газа
, 52%
электроэнергии
региона
производится
на
газовых
электростанциях
.
Проблема
,
говорит
он
,
заключается
в
том
,
что
газоснабжающие
организации
в
первую
очередь
стимулируются
на
по
-
дачу
газа
для
отопления
,
а
лишь
затем
для
газовых
электростанций
.
«
Подача
электроэнергии
и
спрос
должны
регулиро
-
ваться
единовременно
,
проблемы
энергосистем
требу
-
ют
немедленного
реагирования
,
зачастую
связанного
с
работой
быстродействующих
газогенераторов
, —
за
-
являет
Ван
Уили
. —
Но
газоснабжающие
организации
и
энергетическая
промышленность
подчиняются
раз
-
личным
регулятивным
,
организационным
структурам
и
схемам
организации
торговли
и
заключения
сделок
».
В
том
случае
,
если
газовые
электростанции
не
успели
заключить
контракт
на
поставку
газа
за
день
до
операционных
суток
,
газовая
отрасль
не
сможет
от
-
реагировать
в
нужное
время
,
что
,
по
словам
Ван
Уили
,
особенно
проблематично
для
New England,
где
регион
полностью
зависит
от
своевременных
поставок
по
пре
-
рываемым
контактам
. «
Очевидно
,
что
газовая
система
не
в
состоянии
удовлетворить
потребность
газовых
электростанций
в
периоды
максимальной
нагрузки
», —
объясняет
Ван
Уили
.
Газовые
электростанции
и
возобновляемая
энергетика
В
то
время
как
растущая
зависимость
сети
от
газа
несет
свои
всё
ещё
не
решённые
проблемы
,
такие
как
поставки
газа
,
выбор
места
расположения
,
перетоки
мощности
и
экономические
рычаги
,
мало
кто
сомнева
-
ется
,
что
в
будущем
газовая
генерация
будет
расти
и
сможет
занять
ведущее
место
на
рынке
электроэнер
-
гии
.
Особый
интерес
представляет
взаимодействие
между
газовой
генерацией
и
генерацией
на
базе
воз
-
обновляемых
источников
в
сети
.
В
качестве
дополнения
к
возобновляемой
энер
-
гетике
газовые
электростанции
,
повторим
ещё
раз
,
являются
установками
быстрого
пуска
,
надёжными
резервными
устройствами
для
компенсации
преры
-
вистой
ветровой
и
солнечной
энергии
.
И
,
несмотря
на
нескончаемые
споры
о
выбросах
метана
в
атмосфе
-
ру
и
геологических
разрывах
пластов
,
считается
,
что
газовые
электростанции
выделяют
меньше
вредных
веществ
,
чем
угольные
,
на
смену
которым
они
часто
приходят
.
Таким
образом
,
газовая
генерация
в
некоторой
сте
-
пени
способствует
развёртыванию
возобновляемых
источников
энергии
.
Некоторые
даже
могут
увидеть
в
газовых
электростанциях
эффективную
технологию
,
наряду
с
развитием
ветровой
и
солнечной
энергетики
,
которая
будет
применяться
всё
в
большем
масштабе
и
,
возможно
,
в
конечном
счёте
приведёт
к
снижению
цен
и
улучшению
экономии
за
счёт
роста
производ
-
ства
.
С
другой
стороны
,
низкие
цены
на
природный
газ
могут
в
какой
-
то
степени
тормозить
установку
ветроге
-
нераторов
,
солнечных
панелей
,
биогазовых
установок
,
производства
энергии
из
биомассы
или
гидроаккуму
-
лирующих
станций
,
если
действительно
газ
такой
де
-
шёвый
и
поставки
настолько
достаточны
,
что
его
шан
-
сы
в
краткосрочной
экономической
перспективе
очень
высоки
.
«
Газ
хорошо
сочетается
с
возобновляемыми
ис
-
точниками
энергии
в
части
резерва
,
но
если
он
станет
слишком
дешёвым
,
он
способен
сделать
требования
Прогноз
добычи
газа
с
незначительной
примесью
сопутствующих
жидкостей
в
США
,
по
источникам
.
Объем
поставок
опережает
потребление
внутреннего
рынка
до
2020
года
,
стимулируя
чистый
экспорт
природного
газа
.
С
разрешения
Energy Information Administration.
45
Сентябрь
–
октябрь
2013
45
ГАЗОВАЯ
Генерация
стандарта
портфеля
возобновляемых
источников
энер
-
гии
более
жёсткими
, —
замечает
Браун
из
CIEE. —
Но
планирование
развития
систем
электропередачи
стано
-
вится
все
продолжительнее
и
цены
на
передачу
элек
-
троэнергии
вырастут
очень
быстро
».
Итак
,
Браун
видит
в
газовой
генерации
часть
об
-
щей
тенденции
развития
передачи
электроэнергии
от
систем
прошлого
,
которые
он
называет
«
детерминист
-
скими
и
планированными
»,
до
современных
сетей
,
которые
всё
в
большей
степени
становятся
«
систе
-
мами
реального
времени
и
вероятностными
».
Браун
говорит
,
что
газовая
генерация
и
возобновляемые
ис
-
точники
энергии
,
такие
как
солнечная
и
ветровая
ге
-
нерации
,
являются
сами
по
себе
и
причинами
,
и
вы
-
годоприобретателями
от
таких
изменений
.
Далее
он
объясняет
,
что
виды
топлива
для
выработки
генера
-
ции
,
которые
предполагают
быстрое
развёртывание
и
снижение
степени
воздействия
на
окружающую
среду
,
останутся
популярными
.
Кен
МакИнтайр
(Ken McIntyre),
вице
-
президент
по
планированию
и
эксплуатации
сетей
компании
Electric
Reliability Council
из
Техаса
,
добавляет
: «
С
техниче
-
ской
стороны
,
особенно
при
использовании
газа
как
резерва
для
компенсации
прерывистой
мощности
,
возобновляемые
источники
электроэнергии
становят
-
ся
более
конкурентоспособными
».
Сейчас
,
замечает
Мак
-
Интайр
, 57%
всей
электроэнергии
Техаса
произ
-
водится
на
газовых
электростанциях
,
и
он
рассчитыва
-
ет
,
что
этот
рост
продолжится
,
хотя
и
замедленными
темпами
вследствие
падения
цен
на
газ
,
которые
в
не
-
которой
степени
задерживают
развитие
газовой
гене
-
рации
.
В
заключение
Терри
Бостон
(Terry Boston),
пре
-
зидент
и
Председатель
совета
директоров
компании
PJM Interconnection,
говорит
,
что
в
будущем
газовая
генерация
будет
играть
всё
большую
роль
,
и
прогнози
-
рует
снижение
необходимости
в
постройке
системоо
-
бразующих
линий
передачи
.
По
словам
Бостона
,
компании
PJM, New York
ISO, ISO New England, Midwest ISO, Tennessee Valley
Authority
и
Independent Electricity System Operator of
Ontario,
Канада
,
работают
совместно
,
отрабатывая
грант
Министерства
энергетики
США
по
изучению
го
-
товности
газовой
генерации
соответствовать
требо
-
ваниям
системы
передачи
электроэнергии
восточной
части
США
. «
Если
на
востоке
страны
,
в
районе
ря
-
дом
с
месторождением
сланца
Marcellus
и
в
местных
центрах
нагрузки
,
продолжится
строительство
новых
газовых
электростанций
,
с
течением
времени
необ
-
ходимость
в
прокладке
системообразующих
линий
электропередачи
будет
снижаться
», —
делает
вывод
Бостон
.
Оригинал статьи: Природный газ приходит на помощь
Наряду с солнечной и ветровой происходит интеграция в сеть энергии, вырабатываемой с использованием природного газа как в качестве дополнительного источника энергии, так и в качестве источника резервного электроснабжения.
