Районное отопление

Мусоросжигательный завод в Шпиттелау - один из нескольких заводов, обеспечивающих централизованное теплоснабжение в Вене .

Анимированное изображение, показывающее, как работает централизованное теплоснабжение

ТЭЦ, работающая на биомассе, в Мёдлинге , Австрия

Угольная котельная в Велюни (Польша)

Закрытая Горьковская АЭС в селе Федяково Нижегородской области

Централизованное теплоснабжение (также известный как тепловые сети или teleheating ) представляет собой систему для распределения тепла , генерируемое в централизованном месте через систему изолированных труб для требований жилых и коммерческих нагрева , таких как отопление помещений и нагрев воды . Тепло часто получают от когенерационной установки, сжигающей ископаемое топливо или биомассу , но также используются котельные , работающие только на тепло , геотермальное отопление , тепловые насосы и центральное солнечное отопление , а также отходы тепла от ядерной энергетики.производство электроэнергии. Установки централизованного теплоснабжения могут обеспечить более высокую эффективность и лучший контроль загрязнения, чем локальные котельные. Согласно некоторым исследованиям, централизованное теплоснабжение с комбинированием производства тепла и электроэнергии (CHPDH) является самым дешевым методом сокращения выбросов углерода и имеет один из самых низких углеродных следов среди всех электростанций, производящих ископаемое топливо. ^[1]

Централизованные тепловые сети пятого поколения не используют сжигание на месте и не имеют выбросов CO ₂ и NO ₂ на месте; они используют передачу тепла с использованием электричества, которое может вырабатываться из возобновляемых источников энергии или удаленных электростанций, работающих на ископаемом топливе. Комбинация ТЭЦ и централизованных тепловых насосов используется в мультиэнергетической системе Стокгольма. Это позволяет производить тепло за счет электричества, когда имеется изобилие прерывистого производства электроэнергии, и когенерацию электроэнергии и централизованное теплоснабжение, когда доступность прерывистого производства электроэнергии низкая. ^[2]

Централизованное теплоснабжение занимает 27-е место в списке 100 решений Project Drawdown по борьбе с глобальным потеплением . ^{[3] [4]}

История [ править ]

Центральное отопление уходит своими корнями в бани и теплицы с водяным обогревом древней Римской империи . Обычно система горячего водоснабжения в Шод-Эг во Франции считается первой реальной системой централизованного теплоснабжения. Он использовал геотермальную энергию для обогрева около 30 домов и начал свою работу в 14 веке. ^[5]

В 1853 году военно-морская академия США в Аннаполисе начала обслуживать паровое централизованное теплоснабжение.

Хотя эти и многие другие системы работали на протяжении столетий, первая коммерчески успешная система централизованного теплоснабжения была запущена в Локпорте , штат Нью-Йорк , в 1877 году американским инженером-гидротехником Бердсиллом Холли , который считается основоположником современного централизованного теплоснабжения.

Поколения централизованного теплоснабжения [ править ]

В целом можно выделить пять различных поколений систем централизованного теплоснабжения.

Первое поколение [ править ]

Первое поколение представляло собой паровую систему, работающую на угле, которая была впервые представлена ​​в США в 1880-х годах и стала популярной также в некоторых европейских странах. Он был современным до 1930-х годов и использовал бетонные воздуховоды, работал при очень высоких температурах и поэтому был не очень эффективным. Также были проблемы с надежностью и безопасностью из-за трубок горячего пара под давлением. На сегодняшний день это поколение технологически устарело. Однако некоторые из этих систем все еще используются, например, в Нью-Йорке или Париже. Другие изначально построенные системы были впоследствии переделаны в более поздние поколения. ^[6]

Второе поколение [ править ]

Второе поколение было разработано в 1930-х годах и производилось до 1970-х годов. Он сжигал уголь и нефть, энергия передавалась через горячую воду под давлением в качестве теплоносителя. Системы обычно имели температуру подачи выше 100 ° C, использовали водопроводные трубы в бетонных каналах, в основном собираемые на месте, и тяжелое оборудование. Основной причиной использования этих систем была экономия первичной энергии за счет использования теплоэлектроцентралей. Хотя типичные системы этого поколения также использовались в других странах, это были системы централизованного теплоснабжения советского типа, которые были построены после Второй мировой войны в нескольких странах Восточной Европы. ^[6]

Третье поколение [ править ]

В 1970-х годах было разработано третье поколение, которое впоследствии использовалось в большинстве следующих систем по всему миру. Это поколение также называют «скандинавской технологией централизованного теплоснабжения», потому что многие производители компонентов централизованного теплоснабжения базируются в Скандинавии. В третьем поколении используются сборные предварительно изолированные трубы, которые закапываются прямо в землю и работают при более низких температурах, обычно ниже 100 ° C. Первичной мотивацией для создания этих систем была безопасность поставок за счет повышения энергоэффективности после того, как два нефтяных кризиса привели к перебоям в поставках нефти. Поэтому в этих системах в качестве источников энергии обычно использовался уголь, биомасса и отходы, а не нефть. В некоторых системах геотермальная энергия и солнечная энергиятакже используются в энергобалансе. ^[6] Например, в Париже с 1970-х годов для отопления жилых домов используется геотермальное отопление из источника 55–70 ° C на глубине 1-2 км ниже поверхности. ^[7]

Четвертое поколение [ править ]

В настоящее время разрабатывается четвертое поколение ^[6], а переход на 4-е поколение уже выполняется в Дании . ^[8] Четвертое поколение разработано для борьбы с изменением климата и интеграции большой доли переменных возобновляемых источников энергии в централизованное теплоснабжение, обеспечивая высокую гибкость системы электроснабжения. ^[6]

Согласно обзору Lund et al. ^[6] эти системы должны обладать следующими возможностями:

• «1. Возможность поставки низкотемпературного централизованного теплоснабжения для отопления помещений и горячего водоснабжения (ГВС) в существующие здания, отремонтированные существующие здания и новые здания с низким энергопотреблением».
• «2. Возможность распределять тепло в сетях с низкими сетевыми потерями».
• «3. Способность рециркулировать тепло от низкотемпературных источников и интегрировать возобновляемые источники тепла, такие как солнечное и геотермальное тепло».
• «4. Способность быть неотъемлемой частью интеллектуальных энергетических систем (т.е. интегрированных интеллектуальных энергосистем, газовых, жидкостных и тепловых сетей), в том числе быть неотъемлемой частью систем централизованного охлаждения 4-го поколения».
• «5. Способность обеспечить подходящее планирование, структуру затрат и мотивации в отношении эксплуатации, а также стратегических инвестиций, связанных с преобразованием в будущие устойчивые энергетические системы».

По сравнению с предыдущими поколениями уровни температуры были снижены для повышения энергоэффективности системы, при этом температура на стороне подачи составляет 70 ° C и ниже. Потенциальными источниками тепла являются отходящее тепло промышленности, ТЭЦ, сжигающие отходы, электростанции , работающие на биомассе , геотермальная и солнечная тепловая энергия ( центральное солнечное отопление ), крупномасштабные тепловые насосы , отходящее тепло от охлаждающих целей и центров обработки данных и другие устойчивые источники энергии. Ожидается, что с этими источниками энергии и крупномасштабным накоплением тепловой энергии , в том числе сезонным накоплением тепловой энергии , системы централизованного теплоснабжения четвертого поколения обеспечат гибкость для балансировки ветра ипроизводство солнечной энергии , например, путем использования тепловых насосов для интеграции излишков электроэнергии в виде тепла, когда имеется много энергии ветра, или обеспечения электроэнергией от установок, работающих на биомассе, когда требуется резервная энергия. ^[6] Таким образом, крупномасштабные тепловые насосы считаются ключевой технологией для интеллектуальных энергетических систем с высокой долей возобновляемых источников энергии до 100% и передовых систем централизованного теплоснабжения четвертого поколения. ^{[9] [6] [10]}

Пятое поколение / холодное централизованное теплоснабжение [ править ]

Сеть централизованного теплоснабжения и охлаждения пятого поколения (5GDHC) ^[11], также называемая «холодным централизованным теплоснабжением», распределяет тепло с температурой, близкой к температуре окружающей среды земли: это сводит к минимуму потери тепла на землю и снижает потребность в обширной изоляции. Каждое здание в сети использует тепловой насос в собственном производственном помещении для извлечения тепла из контура окружающей среды, когда ему требуется тепло, и использует тот же тепловой насос в обратном направлении, чтобы отводить тепло, когда ему необходимо охлаждение. Это позволяет рециркулировать отработанное тепло от охлаждения в те здания, которые нуждаются в отоплении по «сети распределения тепла». ^[12] Общая температура в окружающем контуре контролируется теплообменом с водоносным горизонтом или другим источником воды, чтобы оставаться в диапазоне температур от 10 ° C до 25 ° C.

В современном здании с низкотемпературной внутренней системой распределения тепла можно установить эффективный тепловой насос, выдающий тепло при температуре 45 ° C. В более старом здании с более высокой внутренней системой распределения, такой как радиаторы, потребуется высокотемпературный тепловой насос для выдачи тепла.

Сетевые трубопроводы для сетей с температурой окружающего воздуха дешевле в установке, чем у предыдущих поколений, поскольку они не требуют сильной изоляции для трубопроводных цепей и сводят к минимуму тепловые потери на землю. Все здания в сети должны устанавливать и обслуживать индивидуальные системы тепловых насосов для удовлетворения своих потребностей в температуре отопления и охлаждения, каждая из которых способна удовлетворить собственный пиковый спрос. Поскольку системы централизованного теплоснабжения и охлаждения пятого поколения работают при температуре окружающей среды, их можно использовать как для отопления, так и для охлаждения. Холодное кольцо, питающее тепловые насосы, может питаться от различных (низкотемпературных) источников тепла, включая тепло окружающей среды, окружающую воду из рек, озер, моря или лагун, а также отработанное тепло из промышленных или коммерческих источников. ^[13]

Более крупным примером сети отопления и охлаждения пятого поколения является Mijnwater в Херлене, Нидерланды. ^{[14] [15]} В этом случае отличительной чертой является то, что тепло и холод всегда обмениваются по сети. Система управляется не предложением, а спросом потребителей на тепло или холод.

Сеть пятого поколения («Balanced Energy Network», BEN) была установлена ​​в 2016 году в двух больших зданиях лондонского университета Саут-Бэнк в качестве исследовательского и опытно-конструкторского проекта. ^{[16] [17]}

Выработка тепла [ править ]

Источники тепла, используемые для различных систем централизованного теплоснабжения, включают: электростанции, предназначенные для комбинированного производства тепла и электроэнергии (ТЭЦ, также называемые когенерацией), включая как сжигающие, так и атомные электростанции; и простое сжигание ископаемого топлива или биомассы; геотермальное тепло; солнечное тепло; промышленные тепловые насосы, которые извлекают тепло из морской, речной или озерной воды, сточных вод или отработанного тепла промышленных процессов.

Централизованное тепло от комбинированного производства тепла и электроэнергии или простого сжигания [ править ]

Основным элементом многих систем централизованного теплоснабжения является котельная, работающая только на тепло . Кроме того, параллельно с котлами часто добавляется когенерационная установка (также называемая теплоэлектроцентралью ). Их объединяет то, что они обычно основаны на сжигании первичных энергоносителей. Разница между этими двумя системами состоит в том, что в когенерационной установке тепло и электричество вырабатываются одновременно, тогда как в котельных, работающих только на тепло, вырабатывается только тепло.

В случае когенерационной электростанции, работающей на ископаемом топливе, мощность тепловой энергии обычно рассчитана на половину пиковой тепловой нагрузки зимой, но в течение года она будет обеспечивать 90% поставляемого тепла. Большая часть тепла, производимого летом, обычно тратится впустую. Мощность котла сможет удовлетворить все потребности в тепле без посторонней помощи и сможет покрыть поломки в ТЭЦ. Нерентабельно рассчитывать размер одной только когенерационной установки, чтобы она могла выдерживать полную тепловую нагрузку. В паровой системе Нью-Йорка это около 2,5 ГВт. ^{[18] [19] В} Германии самое большое количество ТЭЦ в Европе. ^[20]

Комбинация когенерации и централизованного теплоснабжения очень энергоэффективна с экономической точки зрения, но при этом на месте выделяется CO2 и NO2. Простая тепловая электростанция может иметь КПД 20–35% ^[21], тогда как более совершенная установка с возможностью рекуперации отработанного тепла может достичь общей энергоэффективности почти 80%. ^[21] Некоторые могут приблизиться к 100% в зависимости от более низкой теплотворной способности за счет конденсации дымовых газов. ^[22]

Отработанное тепло атомных электростанций иногда используется для централизованного теплоснабжения. Принципы традиционного сочетания когенерации и централизованного теплоснабжения применимы для атомной энергетики так же, как и для тепловой электростанции . В России есть несколько атомных станций когенерации, которые в совокупности обеспечивали 11,4 ПДж теплоснабжения в 2005 году. Планируется, что в течение десятилетия объемы централизованного теплоснабжения в России увеличатся почти в три раза по мере строительства новых станций. ^[23]

Другие виды отопления с использованием атомной энергии от когенерационных станций находятся в Украине, Чехии, Словакии, Венгрии, Болгарии и Швейцарии, производя до 100 МВт на электростанцию. Одно из применений производства ядерного тепла было связано с закрытой в 1974 году АЭС Огеста в Швеции.

В Швейцарии АЭС Безнау обеспечивает теплом около 20 000 человек. ^[24]

Централизованное теплоснабжение на основе геотермальных источников [ править ]

История

Геотермальное централизованное теплоснабжение использовалось в Помпеях и Шод-Эг с 14 века. ^[25]

Соединенные Штаты

Геотермальные системы централизованного теплоснабжения прямого использования, которые используют геотермальные резервуары и распределяют горячую воду по нескольким зданиям для различных целей, необычны в Соединенных Штатах, но существуют в Америке уже более века.

В 1890 году были пробурены первые скважины для доступа к источнику горячей воды за пределами Бойсе, штат Айдахо. В 1892 году, после подачи воды в дома и предприятия в этом районе по деревянному трубопроводу, была создана первая геотермальная система централизованного теплоснабжения.

По данным исследования 2007 года ^[26] в Соединенных Штатах было 22 геотермальных системы централизованного теплоснабжения (GDHS). По состоянию на 2010 год две из этих систем отключились. ^[27] В таблице ниже описаны 20 GDHS, действующих в настоящее время в Америке.

Централизованное теплоснабжение на солнечных батареях [ править ]

В последние годы в Дании и Германии ^[29] увеличилось использование солнечного тепла для централизованного теплоснабжения . ^[30] Системы обычно включают межсезонный накопитель тепловой энергии для постоянной выработки тепла изо дня в день и между летом и зимой. Хорошие примеры - это Vojens ^[31] на 50 МВт, Dronninglund на 27 MW и Marstal на 13 МВт в Дании. ^{[32] [33]} Эти системы постепенно расширялись, чтобы обеспечить от 10% до 40% годовой потребности в отоплении помещений. Солнечные тепловые панели монтируются на земле в полях. ^[34] Теплоаккумулятором является карьерный накопитель, скопление скважин и традиционный резервуар для воды. В Альберте, КанадаСообщество Drake Landing Solar Community достигло мирового рекорда в 97% годовой доли солнечной энергии для отопления, используя солнечно-тепловые панели на крышах гаражей и аккумуляторы тепла в кластере скважин. ^{[35] [36]}

Тепловые насосы для централизованного теплоснабжения [ править ]

В Стокгольме в 1977 году был установлен первый тепловой насос для обеспечения централизованного теплоснабжения с серверов IBM. Сегодня установленная мощность составляет около 660 МВт тепла, с использованием очищенных сточных вод, морской воды, централизованного охлаждения, центров обработки данных и продуктовых магазинов в качестве источников тепла. ^[2] Другим примером является проект централизованного теплоснабжения Драммен-Фьернварме в Норвегии, который производит 14 МВт из воды при температуре всего 8 ° C. Промышленные тепловые насосы являются источниками тепла для сетей централизованного теплоснабжения. К числу способов использования промышленных тепловых насосов относятся:

1. В качестве основного источника базовой нагрузки, где вода из низкопотенциального источника тепла, например реки, фьорда, центра обработки данных , водостока электростанции, водоотвода очистных сооружений (обычно от 0 ˚C до 25 ˚C), нагнетается до температура сети обычно составляет от 60 C до 90 ˚C с использованием тепловых насосов . Эти устройства, хотя и потребляют электричество, передают тепловую мощность в три-шесть раз больше, чем количество потребляемой электроэнергии. Пример районной системы, использующей тепловой насос для получения тепла из неочищенных сточных вод, находится в Осло, Норвегия, и имеет тепловую мощность 18 МВт (тепловая). ^[37]
2. В качестве средства рекуперации тепла из контура охлаждения электростанции для увеличения либо уровня рекуперации тепла дымовых газов (поскольку возвратный трубопровод централизованного теплоснабжения теперь охлаждается тепловым насосом), либо путем охлаждения замкнутого парового контура и искусственного понижения давление конденсации и, тем самым, повышение эффективности производства электроэнергии.
3. В качестве средства охлаждения рабочей жидкости для промывки дымовых газов (обычно воды) от температуры до закачки 60 preC до 20 injectionC. Тепло рекуперируется с помощью теплового насоса и может быть продано и введено в сеть объекта при гораздо более высокой температуре (например, около 80 ˚C).
4. Когда сеть достигла своей пропускной способности, пользователи с большой индивидуальной нагрузкой могут быть отключены от горячего питающего трубопровода, скажем, при 80 ˚C, и подключены к возвратному трубопроводу, например, при 40 ˚C. При локальном добавлении теплового насоса к этому пользователю труба на 40 ° C дополнительно охлаждается (тепло передается в испаритель теплового насоса). Таким образом, выходной сигнал теплового насоса представляет собой специальный контур для пользователя при температуре от 40 70C до 70 ˚C. Таким образом, общая пропускная способность сети изменилась, поскольку общий перепад температур контура изменился от 80–40 ˚C до 80 ˚C – x (x - значение ниже 40 ˚C).

Существуют опасения по поводу использования гидрофторуглеродов в качестве рабочей жидкости (хладагента) для больших тепловых насосов. Хотя утечка обычно не измеряется, обычно сообщается, что она относительно низкая, например 1% (по сравнению с 25% для систем охлаждения в супермаркетах). Таким образом, тепловой насос мощностью 30 мегаватт может пропускать (ежегодно) около 75 кг R134a или другой рабочей жидкости. ^[38] Учитывая высокий потенциал глобального потепления некоторых ГФУ, это может равняться более 800 000 километров (500 000 миль) автомобильных поездок в год. ^{[ необходима цитата ]}

Однако последние технические достижения позволяют использовать естественные хладагенты для тепловых насосов с очень низким потенциалом глобального потепления (GWP). Хладагент CO2 (R744, GWP = 1) или аммиак (R717, GWP = 0) также имеют преимущество, в зависимости от условий эксплуатации, которое приводит к более высокой эффективности теплового насоса по сравнению с обычными хладагентами. Примером может служить сеть централизованного теплоснабжения мощностью 14 МВт в Драммене, Норвегия.который поставляется тепловыми насосами с морской водой, использующими хладагент R717, и работает с 2011 года. Вода с температурой 90 ° C подается в районный контур (и возвращается при температуре 65 ° C). Тепло извлекается из морской воды (с глубины 60 футов (18 м)), температура которой составляет от 8 до 9 ° C круглый год, что дает средний коэффициент полезного действия (COP) около 3,15. При этом морская вода охлаждается до 4 ° C; однако этот ресурс не используется. В районной системе, где охлажденная вода может использоваться для кондиционирования воздуха, эффективный COP будет значительно выше. ^[38]

В будущем промышленные тепловые насосы будут дополнительно обезуглерожены за счет использования, с одной стороны, избыточной возобновляемой электроэнергии (в противном случае утечки из-за удовлетворения потребностей сети) от ветра, солнца и т. Д., А с другой стороны, за счет использования больше возобновляемых источников тепла (тепло озер и океанов, геотермальные источники и т. д.). Кроме того, можно ожидать более высокого КПД при работе в сети высокого напряжения. ^[39]

Избыточная возобновляемая электроэнергия для централизованного теплоснабжения [ править ]

Поскольку европейские страны, такие как Германия и Дания, переходят на очень высокие уровни (80% и 100% соответственно к 2050 году) возобновляемой энергии для всех видов использования энергии, будут увеличиваться периоды избыточного производства возобновляемой электроэнергии. Хранение этой энергии в виде потенциальной электроэнергии (например, гидроаккумулируемой энергии) очень дорого и снижает общую эффективность приема-передачи. Однако хранение его в качестве тепла в системах централизованного теплоснабжения для использования в зданиях, где есть спрос, значительно дешевле. В то время как качество электроэнергии ухудшается, тепловые насосы высоковольтной сети мощностью МВт позволят добиться максимальной эффективности, не тратя впустую избыточную энергию из возобновляемых источников. ^[40] Такая связь сектора электроэнергии с сектором отопления ( Power-to-X) рассматривается как ключевой фактор для энергетических систем с высокой долей возобновляемых источников энергии, поскольку позволяет использовать аккумуляторы в основном в виде дешевых аккумуляторов тепла. Таким образом, можно свести к минимуму использование довольно дорогих аккумуляторов электроэнергии, поскольку тепловой сектор уравновешивает переменное производство возобновляемых источников энергии с гибкими нагрузками и аккумулированием тепла. ^{[41] В} Стокгольме в настоящее время около 660 МВт тепловых насосов подключены к системе централизованного теплоснабжения. ^[2]

Аккумуляторы и накопители тепла [ править ]

Все более крупные тепловые накопители используются с сетями централизованного теплоснабжения для максимизации эффективности и финансовой отдачи. Это позволяет когенерационным установкам работать в периоды максимального тарифа на электроэнергию, при этом выработка электроэнергии имеет гораздо более высокие нормы возврата, чем производство тепла, при сохранении избыточного производства тепла. Это также позволяет собирать солнечное тепло летом и перераспределять в межсезонье в очень больших, но относительно недорогих подземных изолированных резервуарах или скважинных системах. Ожидаемая потеря тепла в 203,000m³ изолированном водоеме в Vojens составляет около 8%. ^[31]

Распределение тепла [ править ]

После выработки тепло передается потребителю по сети изолированных труб . Системы централизованного теплоснабжения состоят из линий подачи и возврата. Обычно трубы прокладываются под землей, но есть и системы с надземными трубами. Внутри системы могут быть установлены блоки аккумулирования тепла для выравнивания пиковых нагрузок.

Обычно для распределения тепла используется вода или горячая вода под давлением , но также используется пар . Преимущество пара заключается в том, что помимо нагревания его можно использовать в промышленных процессах из-за более высокой температуры. Недостаток пара - более высокие тепловые потери из-за высокой температуры. Кроме того, тепловой КПД когенерационных установок значительно ниже, если охлаждающей средой является высокотемпературный пар, что снижает выработку электроэнергии. Масла-теплоносители обычно не используются для централизованного теплоснабжения, хотя они имеют более высокую теплоемкость, чем вода, поскольку они дороги и имеют экологические проблемы.

На уровне потребителей тепловая сеть обычно подключается к системе центрального отопления жилых помещений через теплообменники ( тепловые подстанции ): рабочие жидкости обеих сетей (обычно вода или пар) не смешиваются. Однако в системе Оденсе используется прямое подключение .

Как видно из сети централизованного теплоснабжения Норвегии, типичные ежегодные потери тепловой энергии при распределении составляют около 10%. ^[42]

Учет тепла [ править ]

Количество тепла, предоставленного потребителям, часто регистрируется теплосчетчиком, чтобы способствовать экономии и максимальному увеличению количества обслуживаемых потребителей, но такие счетчики дороги. Из-за дороговизны учета тепла альтернативным подходом является простой счетчик воды - счетчики воды намного дешевле, чем счетчики тепла, и имеют то преимущество, что побуждают потребителей отбирать как можно больше тепла, что приводит к очень низкой температуре возврата, что увеличивает эффективность производства электроэнергии. ^{[ необходима цитата ]}

Многие системы были установлены в условиях социалистической экономики (например, в бывшем Восточном блоке ), в которой отсутствовали счетчики тепла и средства для регулировки подачи тепла в каждую квартиру. ^{[43] [44]} Это приводило к большой неэффективности - пользователям приходилось просто открывать окна, когда было слишком жарко, - тратя впустую энергию и сводя к минимуму количество подключаемых клиентов. ^[45]

Размер систем [ править ]

Системы централизованного теплоснабжения могут различаться по размеру. Некоторые системы охватывают целые города, такие как Стокгольм или Фленсбург , используя сеть больших первичных труб диаметром 1000 мм, соединенных с вторичными трубами - возможно, диаметром 200 мм, которые, в свою очередь, связаны с третичными трубами диаметром возможно 25 мм, которые могут соединяться с 10-50. дома.

Некоторые схемы централизованного теплоснабжения могут иметь размер только для удовлетворения потребностей небольшой деревни или района города, и в этом случае потребуются только вторичные и третичные трубы.

Некоторые схемы могут быть спроектированы для обслуживания только ограниченного количества жилищ, от 20 до 50 домов, и в этом случае необходимы только трубы третичного размера.

Плюсы и минусы [ править ]

Централизованное отопление имеет ряд преимуществ по сравнению с индивидуальными системами отопления. Обычно централизованное теплоснабжение более энергоэффективно из-за одновременного производства тепла и электроэнергии на станциях комбинированного производства тепла и электроэнергии. Это дает дополнительное преимущество в виде снижения выбросов углерода . ^[46] Более крупные установки для сжигания также имеют более совершенную очистку дымовых газов, чем системы с одним котлом. В случае избыточного тепла от промышленных предприятий системы централизованного теплоснабжения не используют дополнительное топливо, поскольку они рекуперируют тепло, которое в противном случае было бы рассеянным в окружающей среде.

Централизованное теплоснабжение требует долгосрочных финансовых обязательств, которые плохо сочетаются с ориентацией на краткосрочную окупаемость инвестиций. Выгоды для сообщества включают предотвращение затрат на энергию за счет использования избыточной и потраченной впустую тепловой энергии, а также сокращение инвестиций в отопительное оборудование отдельных домов или зданий. Сети централизованного теплоснабжения, котельные, работающие только на тепло, и когенерационные установки требуют высоких начальных капитальных затрат и финансирования. Только если они будут рассматриваться как долгосрочные инвестиции, они приведут к прибыльной деятельности для владельцев систем централизованного теплоснабжения или операторов теплоэлектростанций. Централизованное теплоснабжение менее привлекательно для районов с низкой плотностью населения, поскольку инвестиции на одно домохозяйство значительно выше. Также он менее привлекателен в помещениях многих небольших зданий; напримеротдельно стоящие дома, чем в районах с меньшим количеством больших построек; например, многоквартирные дома, потому что каждое подключение к частному дому стоит довольно дорого.

Индивидуальные системы отопления могут периодически полностью отключаться в соответствии с потребностями местного отопления, чего нельзя сказать о системе централизованного теплоснабжения.

Вопросы собственности, монополии и структуры взимания платы [ править ]

Во многих случаях крупные системы централизованного теплоснабжения с комбинированным производством тепла и электроэнергии принадлежат одному предприятию. Так было обычно в странах бывшего Восточного блока. Однако для многих схем право собственности на когенерационную установку отделено от части, использующей тепло.

Примерами являются Варшава, которая имеет такое разделение собственности: PGNiG Termika владеет когенерационной установкой, Veolia владеет 85% распределения тепла, остальная часть распределения тепла принадлежит муниципалитету и рабочим. Точно так же все крупные схемы ТЭЦ / ЦО в Дании имеют разделенную собственность. ^{[ необходима цитата ]}

Швеция является альтернативным примером дерегулирования рынка отопления. В Швеции чаще всего право собственности на сеть централизованного теплоснабжения не отделяется от собственности на когенерационные установки, сеть централизованного холодоснабжения или централизованные тепловые насосы. Есть также примеры, когда конкуренция породила параллельные сети и взаимосвязанные сети, в которых взаимодействуют несколько коммунальных предприятий. ^{[ необходима цитата ]}

В Соединенном Королевстве поступали жалобы на то, что компании централизованного теплоснабжения обладают слишком большой монополией и недостаточно регулируются ^[47] , проблема, о которой отрасль знает, и предприняла шаги для улучшения потребительского опыта за счет использования установленных уставов потребителей. от Heat Trust. Некоторые клиенты подают судебные иски против поставщика за введение в заблуждение и недобросовестную торговлю, утверждая, что централизованное теплоснабжение не обеспечивает экономии, обещанной многими поставщиками тепла. ^[48]

Национальная вариация [ править ]

Поскольку условия в разных городах разные, каждая система централизованного теплоснабжения уникальна. Кроме того, страны имеют разный доступ к первичным энергоносителям, поэтому у них разный подход к тому, как обращаться с рынками отопления в пределах своих границ.

Европа [ править ]

С 1954 года компания Euroheat & Power продвигает централизованное теплоснабжение в Европе. Они составили анализ рынков централизованного теплоснабжения и охлаждения в Европе в рамках своего проекта Ecoheatcool, поддерживаемого Европейской комиссией . Отдельное исследование, озаглавленное «Дорожная карта теплоснабжения Европы», показало, что централизованное теплоснабжение может снизить цены на энергию в Европейском союзе в период с настоящего момента до 2050 года. ^[49] На правовую базу в государствах-членах Европейского Союза в настоящее время влияет ТЭЦ ЕС. Директива .

Когенерация в Европе [ править ]

ЕС активно включил когенерацию в свою энергетическую политику через Директиву о ТЭЦ . В сентябре 2008 года на слушаниях в Интергруппе городского жилья Европейского парламента комиссар по энергетике Андрис Пиебалгс заявил, что «надежность энергоснабжения действительно начинается с энергоэффективности». ^[50] Энергоэффективность и когенерация признаны в первых параграфах Директивы Европейского Союза по когенерации 2004/08 / EC. Эта директива предназначена для поддержки когенерации и установления метода расчета возможностей когенерации для каждой страны. Развитие когенерации было очень неравномерным на протяжении многих лет, и на протяжении последних десятилетий доминировали национальные обстоятельства.

В целом, Европейский Союз в настоящее время вырабатывает 11% своей электроэнергии с помощью когенерации, что позволяет экономить Европе примерно 35 Мтнэ в год. ^[51] Однако между странами-членами существуют большие различия: экономия энергии составляет от 2% до 60%. В Европе есть три страны с самой интенсивной в мире когенерационной экономикой: Дания, Нидерланды и Финляндия. ^[52]

Другие европейские страны также прилагают большие усилия для повышения своей эффективности. Германия сообщает, что более 50% общего спроса на электроэнергию в стране может быть обеспечено за счет когенерации. Германия поставила цель удвоить объем когенерации электроэнергии с 12,5% до 25% к 2020 году и приняла соответствующее поддерживающее законодательство в Федеральном министерстве экономики и технологий (BMWi), Германия, август 2007 года. активная поддержка централизованного теплоснабжения. В свете цели Великобритании по достижению 80% сокращения выбросов углекислого газа к 2050 году, правительство поставило цель обеспечить к 2010 году как минимум 15% государственной электроэнергии от ТЭЦ ^[53]. Другие меры Великобритании по стимулированию роста ТЭЦ - это финансовые стимулы, грантовая поддержка, усиление нормативно-правовой базы, лидерство и партнерство со стороны правительства.

Согласно модели МЭА 2008 года расширения когенерации для стран G8, расширение когенерации только во Франции, Германии, Италии и Великобритании фактически удвоит существующую экономию первичного топлива к 2030 году. Это увеличит экономию в Европе с сегодняшних 155 ТВтч до 465 ТВтч. в 2030 году. Это также приведет к увеличению на 16–29% общего объема когенерационной электроэнергии в каждой стране к 2030 году.

Правительствам помогают в их усилиях по ТЭЦ такие организации, как COGEN Europe, которые служат информационным центром для самых последних обновлений энергетической политики Европы. COGEN - европейская зонтичная организация, представляющая интересы когенерационной отрасли, пользователей технологии и продвигающая ее преимущества в ЕС и в Европе. Ассоциацию поддерживают ключевые игроки отрасли, включая газовые и электроэнергетические компании, ЭСКО, поставщиков оборудования, консалтинговые компании, национальные рекламные организации, финансовые и другие сервисные компании.

Энергетическая стратегия ЕС 2016 года предполагает более широкое использование централизованного теплоснабжения. ^[54]

Австрия [ править ]

Самая крупная система централизованного теплоснабжения в Австрии находится в Вене (Fernwärme Wien), а множество более мелких систем распределены по всей стране.

Централизованное отопление в Вене находится в ведении Wien Energie. В 2004/2005 финансовом году было продано в общей сложности 5,163 ГВтч, 1,602 ГВтч 251,224 частных квартир и домов и 3,561 ГВтч 5211 основным потребителям. Три крупных мусоросжигательных завода по сжиганию бытовых отходов обеспечивают 22% общего объема производства 116 ГВт-ч электроэнергии и 1,220 ГВт-ч тепла. Отходы тепла муниципальных электростанций и крупных промышленных предприятий составляют 72% от общего количества. Остальные 6% вырабатываются котлами пикового отопления на ископаемом топливе. Электростанция, работающая на биомассе, производит тепло с 2006 года.

В остальной части Австрии более новые станции централизованного теплоснабжения строятся как станции, работающие на биомассе, или как ТЭЦ, работающие на биомассе, такие как районное отопление на биомассе в Мёдлинге или районное отопление на биомассе в Бадене .

Большинство старых систем централизованного теплоснабжения, работающего на ископаемом топливе, имеют аккумуляторные батареи централизованного теплоснабжения , так что вырабатывать тепловую энергию централизованного теплоснабжения можно только в то время, когда цена на электроэнергию высока.

Бельгия [ править ]

В Бельгии есть централизованное теплоснабжение во многих городах. Самая большая система находится во фламандском городе Гент , протяженность трубопроводной сети этой электростанции составляет 22 км. Система восходит к 1958 году ^[56]

Болгария [ править ]

В Болгарии центральное отопление имеется примерно в десятке больших и малых городов. Самая большая система находится в столице Софии , где есть четыре электростанции (две ТЭЦ и две котельные ), обеспечивающие теплом большую часть города. Система восходит к 1949 году. ^[12]

Чешская Республика [ править ]

Самая большая система централизованного теплоснабжения в Чешской Республике находится в Праге, принадлежит и управляется Pražská teplárenská, обслуживает 265 000 домашних хозяйств и продает c. 13 ПДж тепла в год. Большая часть тепла фактически вырабатывается в виде отработанного тепла на расположенной в 30 км ТЭЦ в Мельнике . По всей стране разбросано множество небольших систем центрального отопления ^[57], включая использование отработанного тепла, сжигание бытовых отходов и тепловые станции  ^{[ de ]} .

Дания [ править ]

В Дании централизованного теплоснабжение охватывает более 64% отопление помещений и нагрев воды . ^[58] В 2007 году 80,5% этого тепла было произведено теплоэлектроцентралями . На тепло, регенерированное при сжигании отходов, приходилось 20,4% от общего производства тепла в Дании. ^[59] В 2013 году Дания импортировала 158 000 тонн отходов для сжигания. ^{[60] В} большинстве крупных городов Дании есть большие сети централизованного теплоснабжения, в том числе передающие сети, работающие при температуре до 125 ° C и давлении 25 бар, и распределительные сети, работающие при температуре до 95 ° C и давлении от 6 до 10 бар. Самая большая система централизованного теплоснабжения в Дании находится в Копенгагене.территория обслуживается CTR I / S и VEKS I / S. В центре Копенгагена сеть CTR обслуживает 275 000 домашних хозяйств (90-95% населения области) через сеть из 54 км двойных распределительных труб централизованного теплоснабжения, обеспечивающих пиковую мощность 663 МВт ^[61], некоторые из которых объединены с централизованным охлаждением. . ^[62] Потребительская цена тепла от CTR составляет примерно 49 евро за МВтч плюс налоги (2009 г.). ^{[63] В} нескольких городах есть центральное солнечное отопление с различными типами хранения тепловой энергии .

На датском острове Самсё есть три станции централизованного теплоснабжения, работающие на соломе. ^[64]

Финляндия [ править ]

В Финляндии на централизованное теплоснабжение приходится около 50% всего рынка тепла ^[65], 80% которого производится теплоэлектроцентралями. Более 90% многоквартирных домов, более половины всех домов рядной застройки, а также большая часть общественных зданий и коммерческих помещений подключены к сети централизованного теплоснабжения. Природный газ в основном используется в юго-восточной газопроводной сети, импортный уголь используется в районах, близких к портам, а торф используется в северных районах, где торф является природным ресурсом. Другие возобновляемые источники энергии, такие как древесные стружки и другой бумажной промышленности горючих побочных продуктов, также используются, как энергия восстанавливается по сжиганию из твердых бытовых отходов. Промышленные установки, которые производят тепло в качестве побочного продукта производства, могут продавать отработанное тепло в сеть, а не выбрасывать его в окружающую среду. Избыточное тепло и энергия от котлов-утилизаторов целлюлозных заводов являются значительным источником в городах-заводах. В некоторых городах сжигание отходов может составлять до 8% потребности в тепле централизованного теплоснабжения. Доступность составляет 99,98%, а сбои, когда они случаются, обычно снижают температуру всего на несколько градусов.

В Хельсинки подземный центр обработки данных рядом с президентским дворцом отводит избыточное тепло в соседние дома ^[66], производя достаточно тепла для обогрева примерно 500 больших домов. ^[67]

Германия [ править ]

В Германии на долю централизованного теплоснабжения приходится около 14% рынка жилых домов. Подключенная тепловая нагрузка составляет около 52 729 МВт. Тепло поступает в основном от когенерационных станций (83%). Котлы, работающие только на тепло, дают 16% тепла, а 1% - это избыточное тепло от промышленности. ТЭЦ используют в качестве топлива природный газ (42%), уголь (39%), бурый уголь (12%) и отходы / другие отходы (7%). ^[68]

Самая крупная сеть централизованного теплоснабжения находится в Берлине, тогда как наибольшее распространение централизованного теплоснабжения происходит во Фленсбурге с долей рынка около 90%. В Мюнхене около 70% производимой электроэнергии вырабатывается централизованными тепловыми станциями. ^[69]

Законодательная база централизованного теплоснабжения в Германии ограничена. Об этом нет закона, поскольку большинство элементов централизованного теплоснабжения регулируются государственными или региональными постановлениями. Нет государственной поддержки сетей централизованного теплоснабжения, но есть закон о поддержке когенерационных станций. Поскольку в Европейском Союзе вступит в силу Директива о ТЭЦ , этот закон, вероятно, нуждается в некоторой корректировке.

Греция [ править ]

В Греции центральное отопление имеет в основном провинции Западная Македония , Центральная Македония и провинция Пелопоннес . Самая крупная система - город Птолемаида , где есть пять электростанций ( в частности, тепловые электростанции или ТЭС), обеспечивающие теплом большинство крупнейших городов области и некоторых деревень. Первая небольшая установка проходила в Птолемаиде в 1960 году, предлагая нагревание до Proastio сел Eordaea с использованием TPS от Птолемаидя. Сегодня теплофикации установки также доступны в Козани , Птолемаиде, Аминдео , Philotas , Серра иМегаполис, использующий близлежащие электростанции. В Серресе электростанция представляет собой высокоэффективную ТЭЦ, использующую природный газ, а уголь является основным топливом для всех других сетей централизованного теплоснабжения.

Венгрия [ править ]

Согласно переписи 2011 года в Венгрии было 607 578 жилых домов (15,5% от общего числа) с централизованным отоплением, в основном панельные квартиры в городских районах. ^[70] Самая крупная система централизованного теплоснабжения, расположенная в Будапеште , принадлежащая муниципалитету Főtáv Zrt. («Metropolitan Teleheating Company») обеспечивает теплом и горячей водой 238 000 домохозяйств и 7 000 компаний. ^[71]

Исландия [ править ]

Поскольку 95% всего жилья (в основном в столице Рейкьявике ) пользуются услугами централизованного теплоснабжения - в основном за счет геотермальной энергии , Исландия является страной с самым высоким проникновением централизованного теплоснабжения. ^{[ необходима цитата ]}

Большая часть централизованного теплоснабжения Исландии обеспечивается тремя геотермальными электростанциями, производящими более 800 МВт тепл. ^[72]

• Сварценгинская теплоэлектроцентраль (ТЭЦ)
• Несъявеллирская ТЭЦ
• Hellisheiði ТЭЦ

Ирландия [ править ]

Завод Дублин отходов в энергетике обеспечит централизованное теплоснабжение до 50000 домов в Poolbeg и прилегающих районах. ^[73] Некоторые существующие жилые комплексы в Северных доках были построены для преобразования в централизованное теплоснабжение - в настоящее время с использованием местных газовых котлов - и в служебном туннеле Лиффи проложены трубы для подключения их к мусоросжигательной печи или другим источникам отработанного тепла в площадь. ^[74]

Трали в графстве Керри имеет систему централизованного теплоснабжения мощностью 1 МВт, обеспечивающую теплом жилой комплекс, защищенные дома для престарелых, библиотеку и более 100 индивидуальных домов. Система работает на древесной щепе местного производства. ^[75]

В аббатстве Гленсталь в Лимерике существует система отопления на 150 кВт на основе пруда для школы. ^[76]

Схема использования отработанного тепла из центра обработки данных Amazon Web Services в Таллахте предназначена для отопления 1200 единиц и муниципальных зданий ^[77]

Италия [ править ]

В Италии централизованное отопление используется в некоторых городах ( Бергамо , Брешия , Кремона , Больцано , Верона , Феррара , Имола , Модена , ^[78] Реджо-Эмилия , Терлан , Турин , Парма , Лоди , а теперь и Милан ). Централизованное теплоснабжение Турина - самое большое в стране, оно обеспечивает питание 550 000 человек (62% всего населения города).

Латвия [ править ]

В Латвии центральное отопление используется в крупных городах, таких как Рига , Даугавпилс , Лиепая , Елгава . Первая система централизованного теплоснабжения была построена в Риге в 1952 году. ^{[79] В} каждом крупном городе есть местная компания, отвечающая за создание, управление и обслуживание системы централизованного теплоснабжения.

Нидерланды [ править ]

Централизованное теплоснабжение используется в Роттердаме , ^{[80] [81]} Амстердаме и Алмере ^[82], и ожидается больше, поскольку правительство обязало к 2050 году отказаться от природного газа для всех домов в стране. ^[83] Город Херлен. разработала сеть, использующую воду в заброшенных угольных шахтах в качестве источника и хранилища тепла и холода. Это хороший пример сети отопления и охлаждения 5-го поколения ^{[14] [15]}

Северная Македония [ править ]

Центральное отопление доступно только в Скопье. Balkan Energy Group (BEG) управляет тремя заводами по производству ЦО, которые покрывают большую часть сети и обеспечивают теплом около 60 000 домашних хозяйств в Скопье, более 80 зданий в образовательном секторе (школы и детские сады) и более 1000 других потребителей (в основном коммерческий). ^[84] Три завода по производству BEG используют природный газ в качестве источника топлива. ^[85] Существует также одна когенерационная установка TE-TO AD Skopje, вырабатывающая тепло, подаваемое в систему централизованного теплоснабжения Скопье. Доля когенерации в производстве ЦО составила 47% в 2017 году. Распределение и поставка централизованного теплоснабжения осуществляется компаниями, принадлежащими BEG. ^[86]

Норвегия [ править ]

В Норвегии централизованное теплоснабжение составляет только около 2% потребности в энергии для отопления. Это очень низкий показатель по сравнению с аналогичными странами. Одна из основных причин того, что централизованное теплоснабжение имеет низкий уровень проникновения в Норвегии, - это доступ к дешевой гидроэлектроэнергии, и 80% частного потребления электроэнергии идет на обогрев помещений и воду. Однако в крупных городах есть централизованное теплоснабжение.

Польша [ править ]

В 2009 году 40% польских домохозяйств использовали централизованное теплоснабжение, большинство из них - в городских районах. ^[87] Тепло вырабатывается в основном теплоэлектроцентралями , большинство из которых сжигает каменный уголь. Крупнейшая система централизованного теплоснабжения находится в Варшаве, принадлежит и управляется Veolia Warszawa, распределяя ок. 34 ПДж ежегодно.

Румыния [ править ]

Самая большая система централизованного теплоснабжения в Румынии находится в Бухаресте . Принадлежащая и управляемая RADET , она ежегодно распределяет около 24 PJ, обслуживая 570 000 домашних хозяйств. Это соответствует 68% от общих потребностей Бухареста в тепле (RADET удовлетворяет еще 4% за счет котельных систем в отдельных зданиях, всего 72%).

Россия [ править ]

В большинстве российских городов районные теплоэлектроцентрали ( ТЭЦ, теплоэлектроцентраль ) производят более 50% электроэнергии страны и одновременно обеспечивают горячей водой соседние кварталы. Они в основном , используют угль и газовую Приведено паровую турбину для комбинированного производства тепла. Сейчас начинают широко применяться и конструкции парогазовых турбин .

Сербия [ править ]

В Сербии централизованное отопление используется во всех крупных городах, особенно в столице Белграде . Первая станция централизованного теплоснабжения была построена в 1961 году для обеспечения эффективного отопления вновь построенных пригородов Нови-Белграда . С тех пор было построено множество заводов для обогрева постоянно растущего города. В качестве топлива они используют природный газ, поскольку он меньше влияет на окружающую среду. Система централизованного теплоснабжения Белграда включает 112 источников тепла мощностью 2 454 МВт, более 500 км трубопроводов и 4365 узлов подключения, обеспечивающих централизованное теплоснабжение 240 000 квартир и 7 500 офисных / коммерческих зданий общей площадью более 17 000 000 квадратных метров. ^{[ необходима цитата ]}

Словакия [ править ]

Централизованная система отопления Словакии покрывает более 54% общей потребности в тепле. В 2015 году около 1,8 миллиона граждан, что составляет 35% от общей численности населения Словакии, обслуживались централизованным теплоснабжением. ^[88] Инфраструктура была построена в основном в 1960-х и 1980-х годах. В последние годы были сделаны крупные инвестиции в увеличение доли возобновляемых источников энергии и повышения энергоэффективности в системах централизованного теплоснабжения. ^[89] Производство тепла происходит в основном из источников природного газа и биомассы, а 54% тепла в централизованном теплоснабжении вырабатывается за счет когенерации. ^[88]Распределительная система состоит из 2800 км труб. Теплая и горячая вода являются наиболее распространенными теплоносителями, но на более старые системы транспортировки пара высокого давления по-прежнему приходится около четверти первичного распределения, что приводит к большим потерям в системе. ^[90]Что касается рыночной структуры, то в 2016 году 338 поставщиков тепла имели лицензию на производство и / или распределение тепла, из которых 87% были как производителями, так и распределителями. Большинство из них - это небольшие компании, которые работают в одном муниципалитете, но некоторые крупные компании, такие как Veolia, также присутствуют на рынке. Государство владеет и управляет крупными когенерационными установками, которые производят тепло и электроэнергию в шести городах (Братислава, Кошице, Жилина, Трнава, Зволен и Мартин). В одном городе могут работать несколько компаний, как в крупных городах. Большая часть ЦТ производится небольшими газовыми отопительными котлами, подключенными к блокам зданий. В 2014 году почти 40% от общего объема производства ЦО приходилось на котлы, работающие на природном газе, за исключением когенерации. ^[91]

Швеция [ править ]

Швеция имеет давнюю традицию использования централизованного теплоснабжения в городских районах. По данным Шведской ассоциации централизованного теплоснабжения, в 2015 году около 60% домов в Швеции (частных и коммерческих) отапливались централизованно. ^[92] Город Векшё сократил потребление ископаемого топлива на 30% в период с 1993 по 2006 год и нацелился на сокращение на 50% к 2010 году. Это должно было быть достигнуто в основном за счет дистанционного обогрева на биомассе. ^[93] Другой пример - завод в Энчёпинге , сочетающий использование плантаций с коротким оборотом как для топлива, так и для фиторемедиации. ^[94]

47% тепла, производимого в шведских системах дистанционного отопления, производится с использованием возобновляемых источников биоэнергии , а также 16% на заводах по переработке отходов , 7% вырабатывается тепловыми насосами , 10% - конденсацией дымовых газов и 6% - промышленными предприятиями. утилизация отходящего тепла . Остальные - в основном ископаемые виды топлива: нефть (3%), природный газ (3%), торф (2%) и уголь (1%). ^{[95] [96]}

Из-за закона о запрете традиционных мусорных свалок , ^[97] отходы обычно используют в качестве топлива.

Соединенное Королевство [ править ]

В Соединенном Королевстве централизованное теплоснабжение стало популярным после Второй мировой войны, но в ограниченных масштабах, для обогрева больших жилых комплексов, которые заменили районы, разрушенные блиц-атакой . В 2013 году насчитывалось 1765 систем централизованного теплоснабжения, из которых 920 базировались только в Лондоне. ^[98] Всего около 210 000 домов и 1 700 предприятий обслуживаются тепловыми сетями в Великобритании. ^[99]

Предприятие централизованного теплоснабжения Пимлико (PDHU) впервые начало работать в 1950 году и продолжает расширяться по сей день. PDHU когда-то полагался на отработанное тепло от ныне вышедшей из употребления электростанции Баттерси на южной стороне Темзы . Он все еще работает, вода теперь нагревается на месте с помощью нового энергоцентра, который включает 3,1 МВт / 4,0 МВтт газовых ТЭЦ и 3 газовых котла по 8 МВт.

Одна из крупнейших схем централизованного теплоснабжения Соединенного Королевства - EnviroEnergy в Ноттингеме . Завод, первоначально построенный компанией Boots, в настоящее время используется для обогрева 4600 домов и различных коммерческих помещений, в том числе Концертного зала , Ноттингемской арены , бани Виктории, торгового центра Broadmarsh , Victoria Center и других. Источником тепла является установка для сжигания отходов в энергию . В Шотландии имеется несколько систем централизованного теплоснабжения, первая из которых в Великобритании установлена ​​в Авиморе, а другие - в Лохгилпхеде, Форт-Уильям и Форфар.

Сеть централизованного теплоснабжения Шеффилда была создана в 1988 году и продолжает расширяться до сих пор. Это экономит эквивалент 21 000 плюс тонны CO2 каждый год по сравнению с традиционными источниками энергии - электричеством из национальной сети и теплом, вырабатываемым отдельными котлами. В настоящее время к сети централизованного теплоснабжения подключено более 140 зданий. К ним относятся городские достопримечательности , такие как Шеффилд Сити Холл , в лицее театр , Университет Шеффилда , Шеффилдский университет , больницы, магазины, офисы и отдых плюс 2800 домов. Более 44 км подземных трубопроводов поставляют энергию, вырабатываемую на установке рекуперации энергии в Шеффилде.. Это превращает 225 000 тонн отходов в энергию, производя до 60 МВт тепловой энергии и до 19 МВт электроэнергии.

Энергия Схема Southampton район была построена , чтобы использовать только геотермальную энергию, но теперь также использует тепло от газового ТЭЦ генератора. Он обеспечивает отопление и централизованное охлаждение многих крупных помещений в городе, включая торговый центр WestQuay , отель De Vere Grand Harbour, больницу Royal South Hants и несколько жилищных схем. В 1980-х годах Саутгемптон начал использовать комбинированное теплоэнергетическое централизованное теплоснабжение, используя геотермальное тепло, «застрявшее» в этом районе. Геотермальное тепло, обеспечиваемое скважиной, работает в сочетании со схемой комбинированного производства тепла и электроэнергии. Геотермальная энергия дает 15-20%, мазут 10% иприродный газ 70% от общего количества тепла, вводимого по этой схеме, и комбинированные генераторы тепла и электроэнергии используют традиционные виды топлива для производства электроэнергии. «Отработанное тепло» от этого процесса рекуперируется для распределения через 11-километровую сеть. ^{[7] [100]}

Схема централизованного теплоснабжения Леруик примечательна тем, что это одна из немногих схем, в которых к ранее существовавшему небольшому городку была добавлена ​​совершенно новая система.

У ADE есть онлайн-карта установок централизованного теплоснабжения в Великобритании. ^{[101] По} оценкам ADE, 54% энергии, используемой для производства электроэнергии, тратится впустую в результате обычного производства электроэнергии, что составляет 9,5 млрд фунтов стерлингов (12,5 млрд долларов США) в год. ^[102]

Испания [ править ]

Самая большая система централизованного теплоснабжения в Испании расположена в Сории . ^[103] Он называется «Ciudad del Medio Ambiente» (Экологический город) и получит 41 МВт от электростанции, работающей на биомассе.

Северная Америка [ править ]

В Северной Америке системы централизованного теплоснабжения делятся на две основные категории. Те, которые принадлежат и обслуживают здания одной организации, считаются институциональными системами. Все остальные относятся к коммерческой категории.

Канада [ править ]

Централизованное теплоснабжение становится растущей отраслью в канадских городах, и за последние десять лет было построено много новых систем. Некоторые из основных систем в Канаде включают:

• Калгари: ENMAX в настоящее время управляет Энергетическим центром в центре города Калгари, который обеспечивает отопление до 10 000 000 квадратных футов (930 000 м ² ) новых и существующих жилых и коммерческих зданий. Районный энергетический центр начал работу в марте 2010 года, обеспечивая теплом своего первого потребителя - муниципальное здание города Калгари. ^[104]
• Эдмонтон : Сообщество Блатчфорда , которое в настоящее время развивается на территории бывшего аэропорта Центр города Эдмонтона, поэтапно запускает Систему распределения энергии в районе (DESS). ^[105] Поле геообмена было запущено в 2019 году, и энергетическая компания Блатчфорда находится на стадии планирования и проектирования системы теплообмена сточных вод. ^{[106] [105]}
• Гамильтон , Онтарио, имеет систему централизованного теплоснабжения и охлаждения в центре города, которой управляет HCE Energy Inc. ^[107]
• Монреаль имеет систему централизованного теплоснабжения и охлаждения в центре города.
• Торонто - Enwave обеспечивает централизованное отопление и охлаждение в центре города Торонто , включая технологию охлаждения глубоких озер, при которой холодная вода из озера Онтарио циркулирует через теплообменники для охлаждения многих зданий в городе.
• Суррей : Surrey City Energy, принадлежащая городу, обеспечивает централизованное отопление центрального района города. ^[108]
• Ванкувер :
  • Central Heat Distribution Ltd. С 1968 года управляет станцией центрального отопления в центре Ванкувера , Британская Колумбия . В дополнение к обогреву 180 зданий центральная сеть распределения тепла также управляет паровыми часами .
  • Крупномасштабная система централизованного теплоснабжения, известная как Neighborhood Energy Utility ^[109] в районе South East False Creek, находится на начальном этапе эксплуатации с газовыми котлами и обслуживает Олимпийскую деревню 2010 года. Ожидается, что ввод в эксплуатацию инновационной системы рекуперации тепла неочищенных сточных вод, запланированный на январь 2010 года, обеспечит 70% годовой потребности в энергии и сократит выбросы парниковых газов.
• Виндзор, Онтарио, имеет систему централизованного отопления и охлаждения в центре города.
• Drake Landing , AB, небольшой по размеру (52 дома), но примечателен тем, что имеет единственную систему центрального солнечного отопления в Северной Америке.
• В Лондоне, Онтарио и Шарлоттауне, PEI есть когенерационные системы центрального отопления, принадлежащие и управляемые Veresen . ^[110]
• Садбери, Онтарио, имеет когенерационную систему централизованного теплоснабжения в центре города, а также автономную когенерационную установку для региональной больницы Садбери . Кроме того, в Naneff Gardens, новом жилом районе у Доннелли Драйв в районе Гарсон города, есть геотермальная система централизованного теплоснабжения с использованием технологии, разработанной местной компанией Renewable Resource Recovery Corporation. ^[111]
• В Оттаве находится значительная система централизованного теплоснабжения и охлаждения, обслуживающая большое количество зданий федерального правительства в городе. Системный контур в любой момент содержит около 4000 м ³ (1 миллион галлонов США) охлажденной или нагретой воды.
• В Корнуолле, Онтарио, действует система централизованного теплоснабжения, которая обслуживает ряд городских зданий и школ.
• Маркхэм, Онтарио : Markham District Energy управляет несколькими центрами централизованного теплоснабжения:
  • Warden Energy Center (около 2000 г.), Clegg Energy Center и Birchmount Energy Center, обслуживающие клиентов в районе Markham Center
  • Bur Oak Energy Center (ок. 2012 г.), обслуживающий клиентов в районе Cornell Center.

Во многих канадских университетах есть центральные отопительные установки кампуса.

Соединенные Штаты [ править ]

Холли Паровая Комбинация Компания была первой паровой нагрев компании коммерчески распределить централизованное теплоснабжение от центральной системы нагрева пара. По состоянию на 2013 год в Соединенных Штатах в той или иной форме существовало примерно 2500 систем централизованного теплоснабжения и охлаждения, большинство из которых обеспечивали тепло. ^[112]

• Consolidated Edison of New York (Con Ed) управляет паровой системой Нью-Йорка , крупнейшей коммерческой системой централизованного теплоснабжения в Соединенных Штатах. ^[113] Система работает непрерывно с 3 марта 1882 года и обслуживает остров Манхэттен от Бэттери до 96-й улицы. ^[114] Помимо обогрева помещений и воды, пар из системы используется во многих ресторанах для приготовления пищи, для технологического нагрева в прачечных и химчистках, а также для энергопоглощающих чиллеров для кондиционирования воздуха . 18 июля 2007 года один человек был убит, а многие другие получили ранения в результате взрыва паровой трубы.на 41-й улице в Лексингтоне. ^[115] 19 августа 1989 года три человека погибли в результате взрыва в парке Грамерси. ^[116]
• Милуоки , штат Висконсин , использует централизованное теплоснабжение для своего центрального делового района с тех пор, как в 1968 году начала работу электростанция Valley Power Plant . [13] Было измерено качество воздуха в непосредственной близости от станции, при этом уровень озона значительно снизился. Ожидается, что в 2012 году переоборудование электростанции, изменившее подачу топлива с угля на природный газ , улучшит качество воздуха как на местном датчике Сезара Чавеса, так и на антарктических датчиках [14] . Интересно отметить, что электростанции Висконсина используют их одновременно в качестве нерестилищ для сапсанов [15] .

• Система централизованного теплоснабжения Денвера является старейшей непрерывно работающей коммерческой системой централизованного теплоснабжения в мире. Он начал свою работу 5 ноября 1880 года и продолжает обслуживать 135 клиентов. ^[117] Система частично питается от когенерационной станции Xcel Energy Zuni , которая была первоначально построена в 1900 году. ^[118]
• NRG Energy управляет районными системами в городах Сан-Франциско, Гаррисбург , Миннеаполис , Омаха , Питтсбург и Сан-Диего . ^[119]
• Seattle Steam Company , районная система, управляемая Enwave, в Сиэтле. Enwave также управляет системой централизованного теплоснабжения в Чикаго , Хьюстоне , Лас-Вегасе , Лос-Анджелесе , Новом Орлеане и Портленде, штат Орегон, а также в других городах Канады ^[120]
• Hamtramck Energy Services (HES) управляет районной системой в Детройте, которая начала работу на станции Уиллис-авеню в 1903 году.
• Lansing Board of Water and Light , муниципальная коммунальная система в Лансинге, штат Мичиган, управляет системой подогрева и охлажденной воды от существующей угольной электростанции. Они объявили, что их новая когенерационная установка, работающая на природном газе, продолжит предоставлять эту услугу.
• Cleveland Thermal управляет районным паром (с 1894 года) от завода Canal Road возле The Flats и системой централизованного охлаждения (с 1993 года) от завода Hamilton Avenue на утесах к востоку от центра города.
• Fort Chicago Energy Partners LP управляет установками централизованного теплоснабжения / когенерации в Рипоне, Калифорния, и Сан-Габриэле, Калифорния . ^[121]
• Veolia Energy, преемник 1887 Boston Heating Company ^[122], управляет районной системой протяженностью 26 миль (42 км) в Бостоне и Кембридже, Массачусетс , а также управляет системами в Филадельфии, Пенсильвания, Балтимор, Мэриленд, Канзас-Сити, Миссури, Талса, Оклахома. , Хьюстон, Техас и другие города.
• District Energy Сент-Пол управляет крупнейшей в Северной Америке системой централизованного теплоснабжения с горячей водой и вырабатывает большую часть энергии на соседней теплоэлектростанции, работающей на биомассе. В марте 2011 года в систему была интегрирована тепловая солнечная батарея мощностью 1 МВтч, состоящая из 144 солнечных панелей 20 'x 8', установленных на крыше здания заказчика, RiverCentre.
• Департамент общего обслуживания Калифорнии управляет центральной станцией, обеспечивающей централизованное теплоснабжение площадью 4 миллиона квадратных футов в 23 государственных зданиях, включая Капитолий штата, с использованием паровых котлов высокого давления. ^[123]

Исторически централизованное теплоснабжение в основном использовалось в городских районах США, но к 1985 году оно использовалось в основном в учреждениях. ^[124] Несколько небольших муниципалитетов в Новой Англии поддерживали муниципальный поток в 21 веке, в таких городах, как Холиок, Массачусетс и Конкорд, Нью-Гэмпшир , однако первые прекратили работу в 2010 году, а вторые в 2017 году, что связано со старением инфраструктуры и капитала. расходы на их закрытие. ^{[125] [126] [127]} В 2019 году Конкорд заменил ряд оставшихся труб на более эффективные для паровой системы меньшего размера, обогревающей только Государственный дом и Государственную библиотеку., в основном из-за исторических соображений сохранения, а не из-за более широкого энергетического плана. ^[128]

Централизованное отопление также используется во многих университетских городках колледжей, часто в сочетании с централизованным охлаждением и производством электроэнергии. Колледжи, использующие централизованное теплоснабжение, включают Техасский университет в Остине ; Университет Райса ; ^[129] Университет Бригама Янга ; ^[130] Джорджтаунский университет ; ^[131] Корнельский университет , ^{[132], в} котором также используется охлаждение из глубинных источников с использованием воды близлежащего озера Каюга ; ^[133] Университет Пердью ; ^[134] Массачусетский университет в Амхерсте ; ^[135] Университет Нотр-Дам; Университет штата Мичиган ; Университет Восточного Мичигана ; ^[136] Западный резервный университет Кейс ; Государственный университет Айовы ; Университет Делавэра ; ^[137] Университет Мэриленда, Колледж-Парк ^{[ необходима ссылка ]} , Университет Висконсин-Мэдисон , ^[138] Университет Джорджии , ^[139] и несколько кампусов Калифорнийского университета . ^{[140] В} 1995 году Массачусетский технологический институт установил когенерационную систему, которая обеспечивает электричеством, отоплением и охлаждением 80% зданий его университетского городка. ^[141]У Университета Нью-Гэмпшира есть когенерационная установка, работающая на метане с соседней свалки, обеспечивающая университет 100% его потребностей в тепле и электроэнергии без сжигания нефти или природного газа. ^[142] Государственный университет Северной Дакоты (NDSU) в Фарго, штат Северная Дакота, уже более века использует централизованное теплоснабжение от своей угольной теплоцентрали. ^[143]

Азия [ править ]

Япония [ править ]

В Японии действуют 87 предприятий централизованного теплоснабжения, которые обслуживают 148 районов. ^[144]

Многие компании эксплуатируют районные когенерационные установки, которые обеспечивают паром и / или горячей водой многие офисные здания. Кроме того, большинство операторов в Большом Токио обслуживают системы централизованного охлаждения.

Китай [ править ]

На юге Китая почти нет систем централизованного теплоснабжения. В северном Китае широко распространены системы централизованного теплоснабжения. ^{[145] [146] В} большинстве систем централизованного теплоснабжения, предназначенных только для отопления, вместо ТЭЦ, используется каменный уголь . Поскольку загрязнение воздуха в Китае стало довольно серьезным, многие города постепенно теперь используют природный газ, а не уголь в системе централизованного теплоснабжения. Существует также некоторое количество геотермальных систем отопления ^{[147] [148]} и морских тепловых насосов .

В феврале 2019 года Государственная энергетическая инвестиционная корпорация Китая (SPIC) подписала соглашение о сотрудничестве с муниципальным правительством Байшань в провинции Цзилинь по демонстрационному проекту ядерного отопления Байшань, в котором будет использоваться DHR-400 Китайской национальной ядерной корпорации (реактор центрального отопления мощностью 400 МВт. ). ^{[149] [150]} Стоимость строительства составляет 1,5 миллиарда юаней (230 миллионов долларов), на строительство уйдет три года. ^[151]

Проникновение на рынок [ править ]

Проникновение систем централизованного теплоснабжения (ЦО) на рынок тепла зависит от страны. На проникновение влияют различные факторы, в том числе условия окружающей среды, доступность источников тепла, экономика, а также экономическая и правовая база. Европейская комиссия стремится развивать устойчивую практику путем осуществления централизованного теплоснабжения и технологии охлаждения. [16]

В 2000 году процент домов, снабжаемых централизованным теплоснабжением в некоторых европейских странах, был следующим:

В Исландии преобладающее положительное влияние на ЦТ оказывает наличие легко улавливаемого геотермального тепла . В большинстве стран Восточной Европы планирование энергетики включало развитие когенерации и централизованного теплоснабжения. Негативное влияние в Нидерландах и Великобритании можно частично объяснить более мягким климатом, а также конкуренцией со стороны природного газа . Налог на внутренние цены на газ в Великобритании составляет треть налога во Франции и пятую часть налога в Германии.

См. Также [ править ]

• Централизованное охлаждение
• Центральное солнечное отопление
• Директива по ТЭЦ
• Геотермальное отопление
• Списки ЖКХ
• Список систем централизованного теплоснабжения
• Паровая система Нью-Йорка
• Общественная полезность
• Хранение тепловой энергии
• Охлаждение глубокой озерной воды
• Энергетическая политика Европейского Союза
• Относительная стоимость электроэнергии, произведенной из разных источников
• Когенерация
• Катастрофа в Алчевском районном теплоснабжении (2006 г.)

Сноски [ править ]

Внешние ссылки [ править ]

Викискладе есть медиафайлы по теме централизованного теплоснабжения .

• Информационный портал Великобритании по децентрализованной и районной энергетике
• Районная энергетическая библиотека
• Техническое описание централизованного теплоснабжения и централизованного охлаждения в аэропорту Мюнхена, Германия
• Геотермальное централизованное теплоснабжение, Исландия
• Будущие вызовы ТЭЦ в Великобритании и континентальной Европе, февраль 2010 г., Ф. Старр
• Макс Фордхэм выступает против использования централизованного теплоснабжения ТЭЦ
• Energy Hub - проект FP7, финансируемый ЕС - Централизованное теплоснабжение, охлаждение и электроэнергетика, нацеленные на 100% использование возобновляемых источников энергии на месте, в Левене, Бельгия
• Преимущества и недостатки централизованного теплоснабжения ТЭЦ по сравнению с отоплением и охлаждением от тепловых сетей.
• Сбалансированная энергетическая сеть объединяет тепловые насосы, реагирование со стороны спроса и распределенное хранение тепла в сети централизованного распределения тепла.
• Блоки теплового интерфейса
• The Celsius Toolbox - Информация о решениях для централизованного энергоснабжения и переходе на энергоносители.