Электрификация промышленных объектов

Производственные комплексы могут получить выгоду от использования большего количества электроэнергии вместо пара и топливного газа для своих энергетических нужд. Могут быть достигнуты повышение энергоэффективности, снижение выбросов, повышение надежности и устранение узких мест в коммунальных системах.

КДжеймс Тернер, Ма Катрина Санайе и Мохамад Фахреддин, Fluor Enterprises

Электрификация — популярное модное словечко, когда обсуждается переход к энергетике. Оно может иметь много разных значений и в зависимости от предмета может относиться к частному и деловому транспортному парку (легковые и грузовые автомобили), общественному транспорту (автобусы и поезда) или производственным и промышленным процессам и объектам.

На технологических предприятиях замена пара и топливного газа электричеством может дать множество преимуществ: от повышения надежности до отказа от проектов модернизации котлов для снижения общего уровня выбросов. Короче говоря, если углеродный след от производства электроэнергии ниже, чем углеродный след от производства энергии, которая заменяется электричеством, то электрификация принесет выгоду от декарбонизации.

В этой статье обсуждается, как электрификация может повлиять на технологический промышленный комплекс, такой как химический завод или нефтеперерабатывающий завод, и особое внимание уделяется применению электрификации к существующим промышленным объектам.

Есть несколько вопросов или проблем, которые могут возникнуть у владельцев или менеджеров существующих промышленных объектов при рассмотрении вопроса об электрификации своих объектов (рис. 1).

Работает ли объект на пике своей мощности?энергоэффективность? Многие операторы видят заметное улучшение своего индекса энергоемкости (EII) за счет электрификации существующих приводов паровых турбин. Расчеты основаны на эффективном производстве электроэнергии в сети, например, из возобновляемых источников, по сравнению с менее эффективным производством котельного пара.

Повышение энергоемкости часто является частью стратегических планов и целей предприятия, что может оказать заметное влияние на его эксплуатационные расходы.

Парогенерирующие системы и турбины на объекте устаревают и требуют постоянно растущих потребностей в техническом обслуживании? Владельцы могут запланировать проекты по замене паровых котлов или обслуживанию или модернизации другого оборудования. Если да, то владельцы, возможно, захотят подумать, не лучше ли потратить эти инвестиции на электрификацию. Общая надежность оборудования может повыситься, а в рамках проектов электрификации могут быть предоставлены экологические кредиты или скидки.

Соответствует ли объект местным нормам по выбросам загрязняющих веществ? Владельцы могут столкнуться с надвигающимися экологическими нормами, которые потребуют значительных инвестиций, таких как установка систем селективного каталитического восстановления (SCR) для паровых котлов или технологических нагревателей, чтобы избежать уплаты огромных штрафов. Проект электрификации может снизить потребность в паре и потенциально позволить отключить старые паровые котлы, тем самым снижая стоимость любых необходимых экологических обновлений. Сокращение выбросов в результате снижения спроса на пар в результате электрификации также может быть использовано для компенсации увеличения выбросов от других технологических нагревателей за счет изменений в процессе, которые могут быть полезны для других стратегических целей.

Неужели коммунальные системы загружены или, что еще хуже, разбалансированы? Если на объекте ограничена подача пара, охлаждающей воды или природного газа, расширение или реализация других проектов без реализации некоторых проектов по электрификации может оказаться невозможным. Если стоимость покупки или производства электроэнергии ниже, чем стоимость импорта природного газа, то электрификация может снизить эксплуатационные расходы.

Есть ли необходимость сбалансировать потребление пара и электроэнергии, но есть опасения, что делать с излишками топливного газа? Существует потенциальная синергия при реализации проекта электрификации в сочетании с проектом по увеличению извлечения сжиженного нефтяного газа (СНГ) из системы топливного газа. Сжигание меньшего количества топлива приводит к уменьшению выбросов CO2, что является стратегическим фактором для многих компаний. За счет извлечения большего количества сжиженного нефтяного газа и более тяжелых материалов из системы топливного газа и замены его природным газом выбросы CO2 будут дополнительно сокращены, даже если объем сжигания не уменьшится. На большинстве рынков доходы от продажи продуктов сжиженного нефтяного газа и других жидких продуктов превышают затраты на дополнительный импорт природного газа, поэтому в дополнение к сокращению выбросов CO2 могут быть финансовые выгоды.