ОЦІНЮВАННЯ РІВНЯ ЕФЕКТИВНОСТІ ВПРОВАДЖЕННЯ КОГЕНЕРАЦІЇ В УМОВАХ МОДЕРНІЗАЦІЇ ТА РЕЗЕРВУВАННЯ СИСТЕМИ ТЕПЛОПОСТАЧАННЯ
DOI:
https://doi.org/10.20535/1813-5420.2.2025.327134Ключові слова:
когенерація, ORC-цикл, Power-to-Heat, централізоване теплопостачання, енергоефективність, тепломережі, модернізація енергосистемАнотація
Дослідження спрямоване на оцінку ефективності виробництва теплової та електричної енергії на основі різних технологій, таких як котельні, когенераційні установки та міні-ТЕЦ (ОРС-цикл). Особлива увага приділяється порівнянню з існуючими автономними та індивідуальними системами енергозабезпечення. Для оцінки використовуються методологічні підходи, які враховують економічну доцільність та технічну ефективність кожної технології. Стаття аналізує впровадження когенерації та Power-to-Heat технологій для оптимізації роботи централізованих систем теплопостачання, що підвищить загальну ефективність та зменшить викиди вуглецю. Запропоновано шляхи пошуку інвестицій, враховано вплив на ефективність теплових та електричних мереж, зниження викидів вуглецю та оптимізацію витрат.
Посилання
Sun H., Hirsch H., Xie X. Smart heating and cooling systems for carbon-neutral cities: Policies and practices in Germany and China // Journal of Infrastructure Policy and Development. 2024. Т. 8, №9. С. 6842. DOI: 10.24294/jipd.v8i9.6842.
Jin J., Wang Y., Zheng X. District heating versus self-heating: Estimation of energy efficiency gap using regression discontinuity design // China Economic Quarterly International. 2021. Т. 1, №3. С. 208–220. DOI: 10.1016/j.ceqi.2021.08.003.
Teuffer M. Dresden’s district heating grid has managed without coal since 1997. Available online: https://www.energatemessenger.com/news/232081/-dresden-s-district-heating-grid-has-managed-without-coal-since-1997- (дата звернення: 17.06.2023).
Thomaßen G., Kavvadias K., Jiménez Navarro J. P. The decarbonisation of the EU heating sector through electrification: A parametric analysis // Energy Policy. 2021. Т. 148. С. 111929. DOI: 10.1016/j.enpol.2020.111929.
Ковалко О. М., Ковалко Н. М., Євтухова Т. О., Новосельцев О. В. Комунальна теплоенергетика: енергоефективність, структура управління, енергосервісні послуги. Київ : НАН України, Ін-т заг. Енергетики, 2023. URL: https://web.nlu.org.ua/object.html?id=2196.
Schindler M., Gnam L., Puchegger M., Medwenitsch K., Jasek P. Optimization-Based Operation of District Heating Networks: A Case Study for Two Real Sites // Energies. 2023. Т. 16, №2120. С. 1–15. DOI: 10.3390/en16052120.
Chen Y., Zhu Z., Wu J., Yang S., Zhang B. A novel LNG/O2 combustion gas and steam mixture cycle with energy storage and CO2 capture // Energy. 2017. Т. 126. С. 231-240. DOI: 10.1016/j.energy.2016.12.127.
DiXi Group ALERT. Development of Distributed Gas Generation in Ukraine: Strategy and Tactics. 2023.
БІЛА КНИГА ЩОДО ТРАНСФОРМАЦІЇ ЦЕНТРАЛІЗОВАНОГО ТЕПЛОПОСТАЧАННЯ В УКРАЇНІ: ОЦІНКА ТА РЕКОМЕНДАЦІЇ ПРОЄКТ ЕНЕРГЕТИЧНОЇ БЕЗПЕКИ (ESP) Серпень, 2020 https://energysecurityua.org/wp-content/uploads/2021/04/050G-DH_White-Paper_for_DEC-2021-02-02-UKR.pdf.
Renewable energy for heating & cooling up to 25% in 2022
https://ec.europa.eu/eurostat/en/web/products-eurostat-news/w/ddn-20240227-2.
Відпуск теплової енергії у розрізі генерації
https://map.ua-energy.org/uk/resources/312022cb-2edb-4f37-b326-6d5eff089353/.
Dombrovskyi O., Heletukha H., Kramar V. How to Launch Distributed Generation in Ukraine // Economic Truth. 2024.
Chepurnyi M.M., Tkachenko S.Y., Pishenina N.V. Performance Indicators of Energy Installations for Combined Production of Heat and Electricity // Scientific Papers of VNTU. 2011. №1.
Heletukha H.H. Use of Biomass CHP for Balancing the Energy System of Ukraine // Thermophysics and Thermal Engineering. 2020. Т. 42, №3. С. 47-55.
Дунаєвська Н. І. Проблеми й технології термічної переробки палив в енергетичних установках теплових електростанцій: За матеріалами доповіді на засіданні Президії НАН України 22 лютого 2023 року // Visnik Nacional Noi Academii Nauk Ukrai Ni. 2023. №4. С. 72–84. DOI: 10.15407/visn2023.04.072.
Basok B., Dubovsky S., Kudelya P. Current Problems of CHP Operation in Ukraine // Technical Electrodynamics. 2022. №6. С. 52.
Babak V., Kulyk M. Increasing the efficiency and security of Integrated Power System operation through heat supply electrification in Ukraine // Science and Innovation. 2023. Т. 19, №5. С. 100–116. DOI: 10.15407/scine19.05.100.
Heidariannoghondar M., Ahmadi A. Modeling thermal energy distribution and transmission networks for household consumption through comparative analysis // Science Progress. 2023. Т. 106, №4. С. 368504231215583. DOI: 10.1177/00368504231215583.
Derii V., Teslenko O., Lenchevsky E., Denisov V., Maistrenko N. Prospects and Energy-Economic Indicators of Heat Energy Production Through Direct Use of Electricity from Renewable Sources in Modern Heat Generators // In: Zaporozhets, A. (eds) Systems, Decision and Control in Energy IV. Studies in Systems, Decision and Control. Cham: Springer, 2023. Т. 454. С. 27. DOI: 10.1007/978-3-031-22464-5_27.
Karpenko D., Yevtukhova T. O. MARKET FEATURES OF HEAT PRODUCERS CONTRIBUTION TO LOSSES IN DISTRICT HEATING SYSTEM NETWORKS // General Energy Institute of NAS of Ukraine. 2024. DOI: 10.32782/2663-5941/2024.3.1/37.
Institute of Engineering Thermophysics of NAS of Ukraine, Fialko, N., Tymchenko, M., & Institute of Engineering Thermophysics of NAS of Ukraine. Features of the fourth generation of district heating systems // International Scientific Journal Internauka. 2023. (4(138)). DOI:10.25313/2520-2057-2023-4-8633.
Карп І. М., Нікітін Є. Є., Півних К. Є. та ін. Стан та шляхи розвитку систем централізованого теплопостачання в Україні. В 2-х книгах. Книга 1. К.: Наукова думка, 2021. 264 с.
Connolly, D. Heat Roadmap Europe: quantitative comparison between the electricity, heating, and cooling sectors for different European countries // Energy. 2017. №139. С. 580–593. DOI:10.1016/j.energy.2017.07.037.
Böttger, D., Götz, M., Theofilidi, M., & Bruckner, T. Control power provision with power-to-heat plants in systems with high shares of renewable energy sources – An illustrative analysis for Germany based on the use of electric boilers in district heating grids // Energy. 2015. №82. С. 157–167. DOI:10.1016/j.energy.2015.01.022.
Thorsen J. E., Lund H., Mathiesen B. V. Progression of District Heating — 1st to 4th generation. URL: https://vbn.aau.dk/ws/portalfiles/portal/280710833/1_4GDH_progression_revised_May2018.pdf
Novoseltsev O.V. Thermal Engineering: Monograph. Kyiv: Institute of Thermal Engineering, 2023. 432 p. ISBN 978-966-02-8159-2.Новини Бурштинської міської ради. URL: https://burshtyn-rada.gov.ua/novyny/88238/
Сайт компанії Енерго. URL: https://www.energo.ua/ua/assets
Енергетична карта України. URL: https://map.ua-energy.org
Persson, U., & Werner, S. Heat distribution and the future competitiveness of district heating // Applied Energy. 2011. №88(3). С. 568–576. DOI:10.1016/j.apenergy.2010.09.020.
Філоненко В.М. Когенерація // УДК 621.1/.3. URL: https://dspace.nuft.edu.ua/server/api/core/bitstreams/8461ff89-1307-4582-ab6b-a07b2e5ac58c/content
USAID Проєкт енергетичної безпеки (ПЕБ) у співпраці з Мінрегіоном. Керівництво з розробки схем теплопостачання. URL: https://energysecurityua.org/ua/zvity
Маляренко В. А., Шубенко О. Л., Андрєєв С. Ю., Бабак М. Ю., Сенецький О. В. Когенераційні технології в малій енергетиці: монографія. Харків: ХНУМГ ім. О. М. Бекетова, 2018. 454 с. ISBN 978-966-695-448-3. URL: https://core.ac.uk/download/pdf/162019489.pdf
Басок Б.И., Коломейко Д.А. Анализ когенерационных установок. Анализ энергетической эффективности // Промышленная теплотехника. 2006. №4. С. 79–83. URL: http://dspace.nbuv.gov.ua/xmlui/bitstream/handle/123456789/61431/11-Basok.pdf?sequence=1
Liu, M., Ma, G., Wang, S., Wang, Y., & Yan, J. Thermo-economic comparison of heat–power decoupling technologies for combined heat and power plants when participating in a power-balancing service in an energy hub // Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2021. №152(111715). DOI:10.1016/j.rser.2021.111715.
Revesz, A., Jones, P., Dunham, C., Riddle, A., Gatensby, N., & Maidment, G. Ambient loop district heating and cooling networks with integrated mobility, power and interseasonal storage // Building Services Engineering Research & Technology: BSER & T. 2022. №43(3). С. 333–345. DOI:10.1177/01436244221085921.
Song, W. H., Wang, Y., Gillich, A., Ford, A., Hewitt, M. Modelling development and analysis on the Balanced Energy Networks (BEN) in London // Applied Energy. 2019. №233–234. С. 114–125. DOI:10.1016/j.apenergy.2018.10.054.
The Electric House of the Future Was Built in 1905. URL: https://www.treehugger.com/electric-house-future-was-built-4852759
Pieper, C. Transformation of the German energy system — Towards photovoltaic and wind power Technology Readiness Levels 2018: PhD Dissertation. Technische Universität Dresden, 2018.
Pieper C. Transformation of the German energy system – Towards photovoltaic and wind power Technology Readiness Levels 2018. PhD Dissertation. Technische Universität Dresden, 2019. URL: https://www.researchgate.net/publication/339072445_Transformation_of_the_German_energy_system_-_Towards_photovoltaic_and_wind_power_Technology_Readiness_Levels_2018
Сайт Бурштинської міської ради. URL: https://burshtyn-rada.gov.ua/bez-rubryky/taryfy-na-zhytlovo-komunalni-poslugy/
Decarb City Pipes 2050. H/C plan Munich. URL: https://decarbcitypipes2050.eu/wpcontent/uploads/2022/09/D3.3-HC-plan-Munich.pdf (дата звернення: 10.08.2023).
Potential for Efficient Heating and Cooling for Germany. URL: https://energy.ec.europa.eu/system/files/2022-05/DE%20CA%202020%20en.pdf (дата звернення: 04.04.2023).
Wirtz, M., Schreiber, T., & Müller, D. Survey of 53 Fifth‐Generation District Heating and Cooling (5GDHC) Networks in Germany // Energy Technology. 2022. №10(11). DOI:10.1002/ente.202200749.
Національна комісія, що здійснює державне регулювання у сферах енергетики та комунальних послуг. URL: https://www.nerc.gov.ua/news/nkrekp-sproshchuye-umovi-dlya-roboti-kogeneracijnih-ustanovok-yaki-vikoristovuyutsya-v-yakosti-rezervnogo-dzherela-energiyi-dlya-obyektiv-kritichnoyi-infrastrukturi
Vitalii Khodakivskyi Dmytro Karpenko “Prospects for using combined heat and power plants and boiler houses to balance the integrated energy system of Ukraine” Technologies and Engineering, Vol. 25, No. 6, 2024 DOI: 10.30857/2786-5371.2024.6.3
Кабінет Міністрів України. Постанова від 15.12.2023 №1320. URL: https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/1320-2023-%D0%BF#Text
USAID Проєкт енергетичної безпеки. Енергетичні комплекси на базі об'єктів муніципальної інфраструктури | Підсумковий семінар. 2024.
##submission.downloads##
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
