Cogeneration plants to compensate for the needs of wastewater treatment facilities in energy resources
Authors: Баженов В.И. , Устюжанин А.В. , Королева Е.А. 
Published: April 2021

Актуальность работы связана с повышением эффективности использования энергоресурсов. Начало реализованных объектов водопроводно-канализационного хозяйства с когенерацией относится к 2009 г.: АО «Мосводоканал» (Курьяновские и Люберецкие очистные сооружения, мощность по 10 МВт), АО «Водоканал» г. Иваново (2,55 МВт), МУП «Водоканал» г. Череповца (2,4 МВт). Стоимость жизненного цикла определялась на основе эксплуатационных затрат при ограничении условиями самоокупаемости проектов. Эксплуатационные затраты включали: газ, электроэнергию, тепловую энергию, расходы на запчасти, масло, персонал и др. Использование газопоршневых установок когенерации для компенсации потребности в энергоресурсах станций аэрации с воздуходувными агрегатами является экономически выгодным решением в условиях РФ. Это служит основанием для использования установок когенерации в проектах станций аэрации с близким расположением к магистральным газопроводам. Оптимистический и пессимистический сценарии развития этого направления зависят от желания водоканалов потреблять тепловую энергию. Стоимость очистки 1 м3 сточных вод может быть снижена: на 0,894/0,44 руб. для действующих воздуходувных агрегатов (с перерасходом электроэнергии 28% вследствие износа); на 0,644/0,317 руб. для современных воздуходувных агрегатов; на 0,688/0,361 руб. для современных управляемых воздуходувных агрегатов. Выгода от использования установок когенерации составляет 53,3%/36% и 56,9%/41% для неуправляемых и управляемых воздуходувных агрегатов соответственно. Капитальные затраты целесообразно рассматривать на этапе проектирования, включающем конкретные, объектно ориентированные запросы на изготовителя оборудования.

The relevance of the work is associated with increasing the efficiency of the energy resources use. Commissioning water and wastewater treatment facilities with cogeneration dates back to 2009: Mosvodokanal JSC (Kurianovskie and Lyuberetskie treatment facilities, power 10 MW each), Vodokanal JSC, Ivanovo (2.55 MW), Cherepovets Vodokanal MUE (2.4 MW). The life cycle cost was determined on the basis of the operating costs subject to the constraints of the conditions of self-sufficient projects. The operating costs included: gas, electricity, heat energy, costs of spare parts, lubricant, personnel, etc. The use of gas engine cogeneration units to compensate for the needs of the wastewater treatment plants with blower units is an economically viable measure in the Russian Federation. This serves as the basis for the use of cogeneration units in projects of wastewater treatment plants located close to the main gas pipelines. Optimistic and pessimistic scenarios for the development of this area depend on the choice of vodokanals to use thermal energy. The cost of 1 m3of wastewater treatment can be reduced: by 0.894/0.44 rubles for the operating blower units (with 28% excess energy consumption due to wear); by 0.644/0.317 rubles for the advanced blower units; by 0.688/0.361 rubles for the advanced controlled blower units. The benefit from using cogeneration units is 53.3%/36% and 56.9%/41% for uncontrolled and controlled blower units, respectively. It makes sense to consider capital costs at the design stage that includes specific, object-oriented requests for the equipment manufacturer.