ORC-энергоустановки и чиллеры TICA обеспечат углеродную нейтральность
ORC-энергоустановки и чиллеры TICA обеспечат углеродную нейтральность
ORC-энергоустановки и чиллеры TICA обеспечат углеродную нейтральность
22 сентября 2021 года в городском районе Цися столицы провинции Цзянсу Нанкине компания TICA открыла свой девятый завод, на котором уже выпускается высококлассное оборудование для утилизации тепла — ORC-энергоустановки, работающие на принципах органического цикла Ренкина, а также безмасляные центробежные чиллеры с самой низкой стоимостью киловатта холода за всю историю HVAC-индустрии. Создание такого производства в очередной раз продемонстрировало приверженность одного из ведущих мировых производителей климатической техники 17 Целям в области устойчивого развития (ЦУР), разработанным Генеральной ассамблеей Организации Объединенных Наций в качестве «плана достижения лучшего и более устойчивого будущего для всех».
- с обеспечением всеобщего доступа к недорогим, надежным, устойчивым и современным источникам энергии для всех (ЦУР 7);
- обеспечением перехода к рациональным моделям потребления и производства (ЦУР 12);
- принятием срочных мер по борьбе с изменением климата и его последствиями (ЦУР 13), ключевыми из которых являются сокращение выбросов парниковых газов (в том числе CO2), негативно влияющих на окружающую среду, и в конечном счете достижение углеродной нейтральности.
Обновленная стратегия развития предприятия, рассчитанная на ближайшие пять лет, оказалась созвучной обязательствам, которые приняло на себя правительство Китайской Народной Республики. 23 сентября 2020 года на 75-й сессии Генеральной Ассамблеи ООН председатель КНР Си Цзиньпин заверил, что страна пройдет пик выбросов углекислого газа к 2030 году, после чего их объемы будут неуклонно сокращаться, а к 2060-му она и вовсе выйдет на углеродную нейтральность. Иными словами, эмиссия CO2 промышленными и сельхозпредприятиями Поднебесной, занимающей первое место в мире по этому неутешительному показателю, снизится до нуля или будет полностью компенсирована углеродно отрицательными проектами.
Добиться этого можно тремя основными способами:
- сократить выбросы в атмосферу диоксида углерода и других парниковых газов;
- поглощать углекислый газ из атмосферного или отработанного воздуха;
- вкладывать средства в углеродно отрицательные проекты, позволяющие уменьшить эмиссию CO2.
Все перечисленные способы являются весьма эффективными. Разумеется, они требуют от предприятий и организаций весомых финансовых вливаний, поэтому далеко не каждый руководитель решается на внедрение по-настоящему действенных технологий для сокращения выбросов парниковых газов и снижения потребления электроэнергии, вырабатываемой угольными и газовыми станциями. Как оказалось, многим заводам и фабрикам легче ежегодно выплачивать штрафы в сотни тысяч долларов, нежели установить природоохранное оборудование, минимизирующее негативное воздействие промышленных отходов на окружающую среду.
Впрочем, подобная ситуация будет наблюдаться недолго. Так, уже более ста государств, включая Россию, подписали обязательства по сокращению выбросов парниковых газов и выходу на углеродную нейтральность к 2050 году. Как следствие, с каждым годом требования, касающиеся декарбонизации производств, будут ужесточаться, что сулит субъектам хозяйствования миллионные штрафы. В результате они будут попросту вынуждены принимать природоохранные меры для поглощения CO2 из отработанного воздуха, очистки сточных вод, утилизации отходов животноводческих ферм и т.п., устанавливать и эксплуатировать безопасное для окружающей среды энергоэффективное оборудование, переходить на применение возобновляемых источников энергии, которые со временем заменят угольные и газовые электростанции и др.
В частности, чтобы ускорить декарбонизацию углеродоемких отраслей в Российской Федерации, летом 2021 года глава государства Владимир Путин поручил кардинальным образом изменить структуру генерирующих мощностей и постепенно заменить угольные и газовые станции атомными и гидроэлектростанциями, а также увеличить поглощающую способность природных экосистем на 2—2,5 млрд т CO2-эквивалента в год.
Примерно в то же время в Поднебесной, после более чем десяти лет практических исследований и масштабной апробации, была официально запущена национальная онлайн-платформа торговли квотами на выбросы диоксида углерода. «Запуск этой транзакционной платформы, нацеленной на сокращение выбросов CO2 и продвижение технических инноваций на предприятиях с помощью рыночных механизмов, ознаменовал собой важный шаг на пути Китая к углеродной нейтральности», — подчеркнули представители Министерства охраны окружающей среды КНР.
Уже в первый день торгов, прошедших на Шанхайской экологической и энергетической бирже 16 июля 2021 года, котировки выросли с 7,40 до 7,92 доллара за тонну CO2-эквивалента, или на 6,7%. Всего было заключено сделок на 210 млн юаней (32,57 млн долларов). Совокупный объем выставленных на торги квот составил 4,1 млн т CO2.
В первоначальный реестр предприятий, представленных на онлайн-платформе, вошли свыше 2000 электроэнергетических компаний. Объем выбросов ими диоксида углерода превышает 4 млрд т в год. В последующие несколько лет в данный перечень войдут представители еще семи отраслей, в том числе химические и нефтехимические, горнодобывающие и сталелитейные предприятия, производители стройматериалов и бумаги, а также авиакомпании.
Сегодня во всем мире работают около десяти подобных бирж, торгующих эмиссионными квотами — углеродными кредитами, в том числе на международном рынке. Они действительны даже при передаче между контрагентами, представляющими разные государства (это касается прежде всего европейских стран, США и Канады).
Углеродные кредиты являются важным источником дохода для промышленных и сельскохозяйственных организаций, внедривших природоохранные технологии и оборудование. Только на продаже излишков таких разрешений тем, кто в них нуждается и по каким-либо причинам не в состоянии сократить объемы выбросов, данные организации могут ежегодно зарабатывать сотни тысяч и даже миллионы долларов в год. И это без учета льгот, которые обычно предоставляются госорганами предприятиям, заботящимся об охране окружающей среды, и сумм, сэкономленных на штрафах за превышение выделенных государством квот!
Благодаря торговле эмиссионными разрешениями срок окупаемости поглощающего CO2 и углеродно нейтрального оборудования сокращается в разы. Вопрос лишь в том, какие технологии следует использовать, чтобы добиться, во-первых, эффективного сокращения выбросов углекислого газа, во-вторых, снизить свои производственные затраты и, в-третьих, получить дополнительную прибыль. У компании TICA есть ответ на этот вопрос.
Предприятие с 30-летней историей является лидером в сфере инженерной термодинамики в КНР и одним из главных приверженцев принципа углеродной нейтральности и перехода на возобновляемые источники энергии. Придерживаясь мнения, согласно которому наиболее эффективным и экономичным способом декарбонизации является сокращение потребления электроэнергии, специалисты компании рекомендует применять одновременно две стратегии — диверсифицировать источники энергии и внедрять инновационное оборудование, гарантирующее существенное снижение эксплуатационных затрат.
Основываясь на своем богатом производственном опыте, TICA предлагает заказчикам наиболее действенные интегрированные решения, которые позволяют не только снизить эмиссию диоксида углерода, но и обеспечить выработку дополнительной электроэнергии для собственных нужд. Подобные системы дают возможность подчинить себе энергию, в буквальном смысле лежащую у нас под ногами, — энергию недр земли, биомассы, а также отработанное (сбросное) тепло.
Потенциал таких источников поистине огромен. По подсчетам ученых, «заточенная» в них экологически чистая энергия составляет сотни миллиардов тонн условного топлива. Для того чтобы ее израсходовать, понадобится свыше 200 тыс. лет.
Правда, зеленую энергию еще нужно «освободить». Чтобы сделать это, требуются действительно прорывные технологии, которыми обладают лишь немногие производители. Компания TICA — одна из них. В ее продуктовом портфеле есть ORC-энергоустановки PureCycle, преобразующие низко- и среднепотенциальное тепло в электроэнергию в соответствии с термодинамическим циклом, получившим название «органический цикл Ренкина». Для эффективной работы этих систем достаточно энергии пара (воды) температурой 80—340 градусов Цельсия, получаемого (-й) из подземных источников, сухих горных пород, в результате химических реакций, сжигания органических отходов или отводимого от охлаждаемого промышленного оборудования и т.п.
Энергоустановка PureCycle представляет собой смонтированную на раме модульную систему. Она включает турбогенератор, конденсатор, испаритель, электронную систему управления и насос для перекачки жидкого хладагента.
Сердцем ORC-энергоустановки является турбогенератор. Он аналогичен стандартному компрессору Carrier с электроприводом, но работает в обратной последовательности. Имеющий высокое давление пар запускает турбину, которая, в свою очередь, через зубчатую передачу приводит в движение индукционный генератор. Системы охлаждения и маслоснабжения, средства управления и контроля за давлением, температурой и скоростью вращения турбины являются неотъемлемыми компонентами полностью герметичного узла. Турбина работает в связке с двухполюсным индукционным генератором, который вырабатывает переменный ток с трехфазным напряжением 480 В 60 Гц (опционально — 380/400/415 В 50 Гц) и передает его в электросеть.
Номинальная установленная мощность стандартной ORC-энергоустановки PureCycle составляет 280 кВт. При необходимости они могут комплектоваться в группы, как следствие, совокупная производительность такой электростанции возрастает кратно количеству работающих параллельно установок.
В арсенале материнской компании TICA Group и ее итальянских «дочек» Exergy и Sebigas есть и более мощные ORC-энергоустановки, которые можно смело назвать целыми электростанциями с установленной мощностью до 28 МВт. В качестве возобновляемого источника они используют энергию недр земли, подземных вод, солнца или биомассы.
Ключевыми компонентами этих электростанций также являются турбогенераторы, оснащенные уникальной радиально-осевой турбиной. Она позволяет одновременно использовать пар и с высоким, и с низким давлением и по этой причине обладает наибольшим КПД среди агрегатов подобного типа. Причем стоимость такой турбины ниже, чем ее аналогов, а конструкция проще, поскольку она оснащена только одним роторным диском и прямыми лопатками.
Радиально-осевая турбина имеет еще ряд весомых преимуществ. Например, она легко извлекается для проведения технического обслуживания и очистки. Все сервисные операции выполняются всего за четыре часа.
TICA Group зарегистрировала 50 патентов на изобретения в сфере ORC. Еще 30 заявок ждут своего утверждения. Кроме того, она является обладательницей 20 авторских прав на технологии и комплектующие, используемые в ORC-энергоустановках. На счету дочернего предприятия Exergy — 89 зарегистрированных патентов в разных странах. Инновации, предложенные обеими компаниями, вошли в топ-20 наиболее перспективных технологий в теплоэнергетике.
Получение зеленой энергии в целях достижения углеродной нейтральности, безусловно, крайне важно. Однако первоочередной задачей является все же рациональное использование электроэнергии, особенно в углеродоемких отраслях. Это касается и оборудования для отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха. Как показали результаты исследования, проведенного в 2021 году в различных мегаполисах КНР, на кондиционеры приходится свыше 15% от общего потребления электроэнергии. Более того, примерно половина энергии, потребляемой офисным зданием, приходится именно на системы центрального кондиционирования и холодильное оборудование.
Цифры действительно впечатляют. Поэтому неудивительно, что лучшие инженеры и теплотехники на протяжении многих лет бьются над задачей повышения энергоэффективности климатической и холодильной техники и при этом не забывают о ее безопасности с точки зрения экологии.
Без ложной скромности заметим, что в этой битве умов специалисты TICA и приобретенной ей в 2018 году канадской группы SMARDT Chiller Group находятся на шаг впереди: сегодня они предлагают потребителям во всем мире безмасляные центробежные чиллеры с самой низкой в истории стоимостью киловатта холода, которая не изменяется в течение всего жизненного цикла этого вида HVAC-оборудования.
Уникальные агрегаты, оснащенные центробежными компрессорами Danfoss Turbocor на магнитных подшипниках, характеризуются сезонным коэффициентом энергоэффективности EER, равным 6,7—7,0. Интегральный показатель при частичной нагрузке IPLV и вовсе превышает 11. Это объясняется тем, что такие мощные чиллеры эксплуатируются на максимальных оборотах, как правило, не более 30 дней в году. В остальное время они работают в режиме частичной нагрузки, когда их энергоэффективность является наибольшей.
Каждая система центрального кондиционирования, в которой установлен безмасляный центробежный чиллер производства TICA — SMARDT, моделируется посредством BIM-моделирования. При создании 3D-моделей учитываются все инфраструктурные особенности и коммуникации здания, а также режимы его эксплуатации, в том числе рассчитываются все холодо- и теплопоступления в рабочие часы (по будням), выходные и праздничные дни.
Энергоэффективная работа HVAC-оборудования контролируется и регулируется системами управления, разработанными инженерами, конструкторами и программистами Fuca Automation Technology Co., Ltd. — дочерней компании TICA. Благодаря автоматической настройке на оптимальный режим эксплуатации производительность безмасляного чиллера варьируется в пределах от 6 до 100% в зависимости от тепловой нагрузки. Это позволяет решить проблему чрезмерно частого пуска/останова центробежных компрессоров, а также повышенного энергопотребления, когда в нем нет никакой необходимости. Как следствие, экономия энергии может превышать 50% по сравнению с чиллерами с затопленным испарителем, укомплектованными винтовыми компрессорами аналогичной мощности.
Системы центрального кондиционирования, главную роль в которых исполняют выпускаемые TICA — SMARDT безмасляные чиллеры с центробежными компрессорами Danfoss Turbocor, нашли широкое применение во многих отраслях. В частности, одно из крупнейших фармпредприятий КНР — GeneScience Pharmaceuticals — и метрополитен Гуанчжоу уже извлекают выгоду из установки энергосберегающих систем центрального кондиционирования на базе таких водоохладителей. К слову, проект системы охлаждения и кондиционирования воздуха станции Байцзян (13-я линия), реализованный совместными усилиями Гуанчжоуского метрополитена, TICA и Fuca Automation Technology, был удостоен награды «Высокоэффективный энергосберегающий проект», присуждаемой Национальным центром по надзору за энергосбережением в строительстве.
Активно внедряя инновационные технологии — ORC-энергоустановки, вырабатывающие экологически чистую электроэнергию, и безмасляные чиллеры с самой низкой стоимостью киловатта холода, — компания TICA вносит свой вклад в развитие углеродно нейтральной экономики и защиту окружающей среды. Мы призываем все предприятия последовать нашему примеру и вооружить собственные производства энергоэффективной и углеродно отрицательной климатической и холодильной техникой. Со своей стороны, «ТИКА» готова поделиться опытом и знаниями, а также в кратчайшие сроки предоставить самое совершенное на сегодняшний день HVAC-оборудование и ORC-энергоустановки, использующие возобновляемые источники энергии.
Благополучие всей планеты зависит только от нас самих!
