Розвиток когенераційних станцій в Україні як відповідь на енергетичні виклики війни

З огляду на триваючу війну, Україна стикається з серйозними проблемами в енергетичному секторі. Російські повітряні атаки вразили значну частину централізованої енергетичної інфраструктури, спричинивши втрату близько 9 ГВт потужностей теплових і гідроелектростанцій. За даними МВФ, енергетичний сектор зазнав збитків на суму $56,5 млрд. Відновлення об’єктів під постійною загрозою нових атак є проблематичним, тому впровадження розподілених генеруючих потужностей стає критично важливим для стабільного енергопостачання країни.

Важливість децентралізації енергосистеми

Однією з головних проблем української енергетичної системи є відсутність достатньої децентралізації. Центральні станції вразливі до атак, що може знову призвести до масових відключень і дефіциту електроенергії, як це було минулої зими. Крім того, обмежений імпорт електроенергії через технічні обмеження створює додатковий тиск на енергетичну систему.
Водночас розподілені когенераційні станції (КГУ) можуть стати важливим рішенням для покращення ситуації. Ці установки, розташовані поблизу споживачів, мінімізують втрати енергії при передачі та підвищують загальну ефективність системи. Когенераційні установки дозволяють одночасно виробляти електричну та теплову енергію, що робить їх економічно вигідними та енергоефективними.

Принцип роботи когенераційних установок

Когенерація, як процес, передбачає виробництво електроенергії і тепла одночасно, з коефіцієнтом корисної дії (ККД) до 90%. КГУ використовують газові двигуни внутрішнього згоряння, які виробляють механічну енергію, перетворюючи її в електричну за допомогою генератора. Паралельно утворюється тепло, яке відводиться для підігріву води чи виробництва пари. Це тепло може використовуватися для опалення будівель та інших потреб комунальних підприємств, що значно підвищує ефективність використання енергоресурсів.

Європейський досвід застосування когенераційних установок

У країнах Європейського Союзу широко використовуються когенераційні установки, що сприяє підвищенню ефективності енергетичних систем. Європейська комісія виділяє когенерацію як важливий інструмент для досягнення цілей зі скорочення викидів CO2 та збільшення частки відновлюваних джерел енергії. Наприклад, Німеччина та Данія зробили значний прорив у впровадженні когенераційних систем, інтегрованих з такими відновлюваними джерелами, як вітрова і сонячна енергія.

Досвід США

У Сполучених Штатах когенерація також отримує дедалі більше поширення, особливо в промисловості. Багато великих заводів використовують когенераційні установки для одночасного виробництва тепла й електроенергії. Уряд США підтримує розвиток цієї технології через податкові пільги та субсидії, що стимулюють інвестиції у сферу когенерації.

Технологічний розвиток когенераційних установок

Історично, когенерація пройшла значний шлях від перших парових машин до сучасних високоефективних систем.
Сьогодні рішення з когенерації або комбінованого виробництва тепла та електроенергії (CHP) є високоефективними завдяки одночасному виробництву електроенергії, тепла та/або охолодження з одного джерела енергії, як правило, природного газу. Це робить його чудовим розумним рішенням для різних галузей промисловості, виробництва, інфраструктури, теплиць і централізованого теплопостачання. Когенерація допомагає зменшити споживання палива приблизно на 30% порівняно з окремим виробництвом електроенергії та тепла. Таким чином, сучасні технології досягли ефективності перетворення енергії палива.
Наприклад, у звичайних теплових електростанціях, які виробляють лише електроенергію, ефективність часто становить лише 30–50%, що означає, що велика частина енергії втрачається у вигляді тепла. Когенераційні ж установки, завдяки одночасному виробництву електроенергії та тепла, досягають ефективності понад 80%, що дозволяє максимально використовувати енергію палива і знижувати як витрати, так і обсяги викидів парникових газів.

Переваги когенераційних станцій

Однією з головних переваг КГУ є їх швидка установка та гнучкість. На відміну від великих газових турбін, когенераційні станції можуть запускатися всього за 2-7 хвилин. Це робить їх ідеальним рішенням для оперативної заміни зруйнованих об’єктів чи для забезпечення енергією критичних інфраструктурних об’єктів, таких як лікарні, школи, житлові будинки та водоканали.
Крім того, когенераційні установки мають низькі експлуатаційні витрати і швидко окуповуються (до 5 років). Їх висока ефективність та економія палива (до 40% порівняно з окремими джерелами електрики та тепла) робить їх вкрай вигідними для використання в умовах дефіциту енергоресурсів.

Проекти з когенераційних станцій дозволять Україні зміцнити свою енергетичну незалежність і стійкість до зовнішніх загроз. Децентралізоване виробництво електроенергії та тепла допоможе забезпечити стабільність енергопостачання для критично важливих об’єктів, скоротити втрати при передачі енергії та підвищити ефективність використання палива.
У майбутньому когенерація може стати ключовою технологією для енергетичної безпеки та економічного відновлення країни.