Repowering — это процесс замены старых электростанций на новые, которые либо имеют большую номинальную мощность , либо большую эффективность , что приводит к чистому увеличению вырабатываемой энергии. [1] Repowering может осуществляться несколькими способами. Он может быть как небольшим, например отключение и замена котла, так и масштабным, например замена всей системы для создания более мощной системы в целом. Repowering имеет много преимуществ.
Простой акт обновления старого новым сам по себе выгоден наряду со снижением затрат на поддержание работы завода. При меньших затратах и более высокой выработке энергии этот процесс чрезвычайно выгоден. [2]
Переоборудование ветряной электростанции означает замену старых, как правило, меньших ветряных турбин на новые, как правило, более крупные и более эффективные конструкции. Новые инновации в технологии ветроэнергетики значительно увеличили выходную мощность новых турбин по сравнению со старыми конструкциями. При переоборудовании старых ветряных турбин новыми усовершенствованиями, увеличенный размер и эффективность новых турбин увеличит количество энергии, которое может быть выработано данной ветряной электростанцией. В Соединенных Штатах в 2017 году было завершено переоборудование ветряных электростанций общей мощностью 2131 МВт. [3]
Согласно исследованию, проведенному в Калифорнии [4], потенциальные преимущества модернизации ветряных электростанций путем замены старых турбин следующие:
Такие страны, как Германия и Дания , в которых установлено большое количество ветряных турбин по отношению к общей площади их земель, прибегают к модернизации старых турбин с целью увеличения мощности и выработки ветровой энергии. [5] Мощность, а также использование ветряных электростанций выросли с 1990-х годов.
В Калифорнии много устаревших ветряных турбин, которые было бы эффективно переоснастить, но, похоже, отсутствует экономический стимул для переоснащения многих объектов. Многие небольшие турбины в Калифорнии были построены в 1980-х годах с паспортной мощностью 50-100 кВт, что в 10-40 раз меньше паспортной мощности средней современной ветряной турбины. [4] Хотя многие барьеры продолжают препятствовать быстрой переоснастке ветровых проектов, основным барьером является то, что многие существующие, устаревшие ветровые установки более прибыльны в краткосрочной перспективе при непрерывной эксплуатации, чем могли бы быть, если бы они переоснащались новыми ветряными турбинами. [6] К 2007 году в Калифорнии было переоснащено 365 МВт ветряных установок, что составляет всего 20% от потенциальной мощности ветряных установок в 1640 МВт, которую можно было бы модернизировать. [4]
С введением нового экологического регулирования в США угольные электростанции устаревают. Примерно три четверти угольных электростанций закрываются. [ требуется ссылка ] Краткосрочные варианты включают вывод из эксплуатации станции или быстрый переход на прямое сжигание котла природным газом. Переоборудование этих старых угольных электростанций в газовые котлы. По оценкам, до 30 гигаватт (ГВт) существующих мощностей по производству электроэнергии в США могут быть потеряны из-за закрытия станций из-за новых правил Агентства по охране окружающей среды США (EPA). Можно сэкономить 20 процентов капитальных затрат вместо строительства совершенно новых электростанций, основанных EPRI, исследованными.
Конфигурация этих установок включает замену старого угольного котла на газовую турбину (ГТ). Газовые выходы отводят тепло в парогенератор-утилизатор (HRSG). С выхода парогенератора-утилизатора оно подается в паровую турбину, которая увеличивает выработку электроэнергии и общую эффективность установки. Газовая турбина (ГТ) и технология парогенератора-утилизатора (HRSG) использовались во многих проектах по модернизации за последние 20 лет только в Соединенных Штатах. С ужесточением экологических норм правительства Соединенных Штатов и снижением цен на топливо использование ГТ/HRSG стало вариантом использования для обновления многих старых угольных тепловых электростанций. Эти современные газовые турбины работают с более высокой эффективностью, а добавление парогенератора-утилизатора (HRSG) повышает общую эффективность установки до 40–50 процентов (HHV) по сравнению с большинством угольных установок, что снижает расход топлива и выбросы установок. Корпорация Siemens также использует эту технологию, объединяя газовую турбину (ГТ) в сочетании с парогенератором-утилизатором (ПГУ) с паровой турбиной (ПТ) и электростанциями с комбинированным циклом для производства наиболее эффективных электрогенерирующих установок. Существующие электростанции с прямым сжиганием могут использовать эту передовую концепцию цикла, добавив ГТ и КУГУ. Эта так называемая схема переоснащения делает существующую электрогенерирующую установку такой же эффективной, как и современная электростанция с комбинированным циклом.
Корпорация Siemens разработала два способа питания этих старых угольных электростанций. Первый из них называется Full Powering, а второй — Parallel Powering. Full Powering используется только на старых станциях, поскольку котлы достигли своего срока службы. Full Powering заменяет исходный котел, а также добавляет газовую турбину (GT) и парогенератор-утилизатор (HRSG). По сравнению с концепцией полного восстановления, эта схема восстановления достигает немного более низкой эффективности. Благодаря двум независимым источникам пара для паровой турбины эта концепция обеспечивает более высокую топливную гибкость, а также большую гибкость в отношении изменений нагрузки. [7] [8] Примером проекта восстановления является обновление Fluor завода в Сьюарде. Станция была угольной электростанцией мощностью 521 МВт. Станция сжигает угольные отходы . Проект заключался в том, чтобы демонтировать три существующих котла, работающих на пылевидном угле, и установить два новых котла с циркулирующим кипящим слоем Clean Coal Technology с серьезными изменениями, такими как установка двух котлов Alstom CFB вместе с паротурбинным генератором Alstom. Эта установка в настоящее время является крупнейшим в мире генератором отходов угля с мощностью 521 МВт. Она работает на 11 000 тонн отходов угля в день.
[9] [10]