МИКРОТУРБИННЫЕ ГЕНЕРАТОРЫ НА ПРИРОДНОМ И ПОПУТНОМ ГАЗЕ

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.

Интервью подготовил Михаил Игнатьев
Журнал "Нефтегазовая вертикаль", № 16, октябрь 2002 г.