Газовые микротурбины Capstone
О компании
Новости
Энергосистемы
Технологии
Применение
Услуги
Документы
Публикации
Вопросы и ответы
Контакты

Микротурбинные генераторы на природном и попутном газе

Интервью подготовил Михаил Игнатьев


Доктор Аке Алмгрен — президент и исполнительный директор американской компании Capstone Turbine Corporation. До работы в Capstone доктор Алмгрен сделал успешную 26-летнюю карьеру в ASEA Brown Boveri(ABB) Limited. За время работы в ABB на должностях президентов различных подразделений компании он руководил работой 36-ти электростанций в 28-ми странах и возглавлял проекты «под ключ» в США, Канаде, Бразилии и Индии. Доктор Алмгрен — доктор технических наук Высшего шведского технического училища в Линчепинге, магистр механики Шведского Королевского Института Технологии.


Практически все российские нефтегазовые компании в последние годы уделяют повышенное внимание проблеме утилизации попутного нефтяного газа. Параллельно все больший акцент в деятельности компаний направлен на оптимизацию энергетической составляющей бизнеса. Наиболее ярким примером является «Сургутнефтегаз», уже успешно эксплуатирующий на своих месторождениях газотурбинные электростанции. Газовики также располагают гигантскими остаточными запасами низконапорного газа, не интересными с точки зрения экспорта, но идеально подходящими для выработки электроэнергии и тепла. Малая энергетика активно развивается во всем мире, предлагая все новые технологии и оборудование. Одним из самых современных способов производства электроэнергии, который может занять достойное место в спектре энергетических решений, используемых российскими нефтегазовыми компаниями, является выработка электроэнергии и тепла микротурбинными генераторами, работающими на природном, попутном газе и ряде других топлив. О возможностях новой технологии нашим читателям любезно согласился рассказать Доктор АКЕ АЛМГРЕН, Президент американской компании Capstone Turbine Corporation, мирового лидера в области разработки микротурбинных энергетических установок.



Ред.: Господин Алмгрен, ваша компания участвует в реализации нового подхода к выработке электроэнергии — ее распределенного производства. В чем основные достоинства данного способа по сравнению с традиционными?

А.А.: Распределенное производство электроэнергии — это один из нетрадиционных способов не только производства, но также передачи и распределения энергии конечным пользователям. При производстве электроэнергии непосредственно в местах потребления или близко к ним полностью устраняется или существенно снижается потребность в сетевой инфраструктуре и связанные с ней затраты. Сегодня капитальные затраты на получение 1 кВт электроэнергии с помощью микротурбин стали сравнимы с традиционными решениями — большими электростанциями. Одновременно с этим системы на базе микротурбин имеют целый ряд дополнительных преимуществ. Затраты на их эксплуатацию значительно меньше, и себестоимость собственной электроэнергии оказывается существенно ниже сетевой. Кроме этого, установки на базе микротурбин очень компактны и в то же время легко масштабируются, не требуют долгосрочного строительства (обычно это вопрос недель и месяцев, а не лет), прокладки дорогостоящих сетей. Улучшается также качество и непрерывность энергоснабжения, появляется возможность резервирования, что особенно важно для потенциально опасных производств. А в случае модульных конструкций из нескольких микротурбин достигается практически 100%-ная надежность — даже при отказе одной из микротурбин теряется лишь часть мощности. Потенциальные преимущества микротурбинной технологии с самого начала были высоко оценены инвесторами. В середине 1990-х годов это было крупное инвестиционное направление, такое же, как Интернет и биотехнологии. Многие корпорации занялись разработкой новой микротурбинной технологии. Основными участниками технологического соревнования стали оборонные предприятия, авиа-, авто-, и электропроизводители — ABB, GE, Allied Signal, Honeywell, Ingersal и другие. К концу 1990-х годов выявились лидеры, среди которых Capstone занимает ведущие позиции, контролируя 93% рынка. Среди основателей и первых инвесторов Capstone соучредители и руководители Compaq Ben Rosen и L.J. Sevin — до 2000 года председатель Совета директоров Compaq, учредители и руководители Microsoft Билл Гейтс и Пол Аллен.

Ред.: Возможность работы как на природном, так и на попутном нефтяном газе открывает широкие перспективы для продукции вашей компании в российском нефтегазовом секторе. Тем более что все нефтегазовые компании сегодня особое внимание уделяют проблеме утилизации попутного газа. Насколько вам интересен российский рынок, и какие конкретные разработки могут быть на нем наиболее востребованы?

А.А.: Действительно, наши микротурбины позволяют производить электричество из природного газа, попутных нефтяных газов, метана угольных пластов, биогаза, бросовых газов и т.д. Российские нефтегазовые компании имеют под рукой огромное количество зачастую не используемого практически бесплатного топлива, которое может эффективно работать. У нефтяников это попутный газ, у газовиков — как основная продукция, так и низконапорный газ, нередко остающийся в пластах. За счет использования распределенных сетей из микротурбин могут быть оптимизированы системы энергоснабжения нефтяных компаний, выстроены генерирующие мощности при освоении удаленных месторождений. С помощью микротурбин производства Capstone, работающих на попутном газе, могут функционировать системы питания насосных станций, контрольно-измерительное оборудование трубопроводов, передвижные и стационарные электростанции вахтовых поселков. Поэтому российский рынок имеет огромные перспективы для распределенного производства электроэнергии, и не только в нефтегазовом секторе. Решения Capstone эффективны для обеспечения теплом и электроэнергией коттеджей, предприятий малого бизнеса, а также для резервного питания в ответственных случаях: (больницы, опасное производство и т.д.).

Ред.: Насколько известно, разработки Capstone достаточно неприхотливы в эксплуатации — не требуют дорогостоящей инфраструктуры и вспомогательного оборудования, а также высокого качества газа. В чем конкретно это выражается?

А.А.: Наши модели микротурбин имеют целый ряд эксплуатационных преимуществ. В частности, установки могут работать на высокосернистом нефтяном газе с содержанием H2S до 7% и низкой или переменной теплотой сгорания. Они также могут работать без дорогостоящего вспомогательного оборудования для подготовки газа. Микротурбинные генераторы можно устанавливать непосредственно у скважин, использовать газ затрубного пространства для производства электроэнергии для промысловых нужд. Они очень просты в монтаже, который может осуществляться как силами специалистов представительства Capstone, так и местными подрядчиками. Высокая степень автоматизации и надежность системы управления обеспечивают работу установок в автоматическом режиме, без постоянного присутствия обслуживающего персонала. Система сама контролирует параметры работы и при возникновении нештатной ситуации может выключить установку и запомнить причину отключения.

Ред.: Большинство российских нефтегазовых регионов — северные территории, и совместное производство электроэнергии и тепла может стать для них решением вопроса жизнеобеспечения. Не могли бы вы подробнее рассказать о возможностях вашей компании, касающихся когенерации? Рассчитаны ли микротурбины Capstone для условий Крайнего Севера?

А.А.: Совместное производство электроэнергии и тепла (когенерация) — это сегодня самое востребованное применение микротурбин. Оно позволяет максимально повысить энергетическую эффективность установок за счет расходования газа одновременно для производства электроэнергии и горячей воды. Общий КПД установки при этом может превышать 90%. Естественно, что в северных условиях данное решение может быть очень полезно и эффективно. И мы уже имеем серьезный опыт работы в Северной Канаде, на Аляске, где температура меняется в очень широком диапазоне: зимой опускается ниже -40° С, а летом может достигать +50° С. Может быть, где-то в Сибири есть места и похолоднее, чем на Аляске, но микротурбины Capstone рассчитаны на эксплуатацию в самом широком климатическом диапазоне — от жарких африканских пустынь Нигерии до вечной мерзлоты Крайнего Севера.

Ред.: Насколько микротурбинные установки сложны в техобслуживании?

А.А.: Одно из главных преимуществ микротурбин — они не требуют серьезного сервисного обслуживания. Наши модели турбин работают на воздушных (аэростатических) подшипниках, запатентованных фирмой Capstone. Они обеспечивают вращение вала под полной нагрузкой с частотой 96 тыс. об/мин. Охлаждение газовой турбины производится подачей в нее потока воздуха. Таким образом, они не требуют ни смазки, ни специальных охладителей. Все техобслуживание сводится к регулярной замене воздушного и топливного фильтров. Установки работают почти без вибраций и шума, даже без применения специальных шумопоглощающих кожухов. При разработке и постоянной модернизации наших решений на базе реального эксплуатационного опыта в них закладываются новейшие достижения в области материаловедения, термодинамики, электротехники, управления и механики. Нужно отметить, что в конструкции микротурбины реализован огромный интеллектуальный капитал в виде 60-ти патентов на изобретения и 100 заявок на получение новых патентов. Ресурс микротурбины многократно превышает ресурс лучших мировых моделей дизельных генераторов.

Ред.: Имеет ли ваша компания представительство в России?

А.А.: Партнерская сеть Capstone развернута по всему миру. Производство микротурбин осуществляется в Калифорнии. Партнеры занимаются интеграцией, реализацией конкретных проектов, а также организацией производства дополнительного и вспомогательного оборудования и локальной сборкой. Нашим представителем в России является компания «Банковский Производственный Центр» (БПЦ). Компания владеет всеми необходимыми ресурсами и знаниями для выполнения полного цикла проектов малой энергетики: проектирование, поставка оборудования, строительно-монтажные работы, а также организация гибких схем финансирования проектов. Компания имеет сервисный центр для гарантийного и послегарантийного обслуживания поставляемой техники.

Ред.: Насколько широко данные методы производства электроэнергии и тепла применяются в мире? Каковы мировые тенденции в данной области?

А.А.: Мировые тенденции направлены в сторону малой энергетики, когенерации. Это переход к чистой экономике, охране окружающей среды, энергетической эффективности. У Capstone большой опыт сотрудничества с мировыми лидерами нефтегазового бизнеса. Наши микротурбинные установки уже работают в таких компаниях, как ВР, Chevron, Williams, Pan Canadian. В частности, в Канаде на нефтяных промыслах Pan Canadian энергетические установки на базе микротурбин работают с 1999 года, и хорошо себя зарекомендовали. Вырабатываемое с их помощью электричество потребляется на месте для питания компрессоров, насосов и другого промыслового оборудования. Специальная модификация микротурбины работает на нефтяной платформе Chevron в Мексиканском заливе в сложных условиях влажного и соленого морского воздуха. Всего в мире уже реально работает около 3000 микротурбин. В августе этого года суммарная промышленная эксплуатация всех наших микротурбинных генераторов превысила 2 млн часов, или 250 лет. Они имеют широчайший спектр применений: малый бизнес (АЗС, пекарни и т. д.), сельское хозяйство (теплицы, фермы), системы утилизации бытовых жидких и твердых отходов, нефтегазовая промышленность, строительство и другие отрасли.

Ред.: Какую поддержку новой технологии оказывают страны Запада? Существуют ли законодательно установленные льготы?

А.А.: В ряде развитых стран поддержка развития инфраструктуры распределенных систем закреплена на законодательном уровне. Например, в США в некоторых штатах приняты нормы, освобождающие владельцев автономных источников энергии от налогов и компенсирующие за счет бюджета часть капитальных расходов. Кроме этого, энергоснабжающие компании обязаны покупать у них излишки электроэнергии по устанавливаемым тарифам. Вообще, в США распределенные системы производства электроэнергии уже стали одним из структурных элементов государственной энергетической системы. В ближайшем будущем потребитель в каждый момент времени самостоятельно, основываясь на расчете стоимости, сможет решать, что ему более выгодно при действующих тарифах — потреблять энергию от централизованной сети, от собственной автономной системы или самому поставлять энергию в централизованную сеть.

Ред.: Представляют ли в будущем угрозу существованию «больших» энергетических сетей нарождающиеся распределенные энергетические системы? Вы много лет проработали в традиционной «большой» энергетике и уже накопили огромный опыт работы в «малой». Каково, на ваш взгляд, оптимальное сочетание традиционной и альтернативной энергетики?

А.А.: Трудно назвать оптимальное сочетание; наверное, оно зависит от конкретных условий в каждом регионе. Я думаю, что в ближайшие 10 лет распределенное производство электроэнергии займет до 20% от всего ее производства. В северных регионах в холодные периоды оно может составить и до 50%. Я вижу распределенное производство электроэнергии не как замену централизованных электростанций и сетей, а как их отличное дополнение. Необходимо разумное сочетание традиционных и новых способов производства электроэнергии. Уверен, что везде, где есть дешевый газ, в скором времени будут применяться решения, аналогичные нашим. И я надеюсь, что наши решения, особенно когенерационные технологии, принесут немалую пользу и российским компаниям.