Использование электроэнергии

Хранение и эффективное использование энергии

Чистейшая энергия — та, потребность в которой отсутствует. Эффективное использование электроэнергии на промышленных объектах, в транспортной инфраструктуре, зданиях и сооружениях, а также разработка более совершенных способов ее хранения становятся необходимыми условиями для создания устойчивой системы энергопотребления в будущем. Именно поэтому так важен контроль потребления энергии, а также внедрение энергосберегающих технологий в промышленности и инфраструктуре.

На электродвигатели, например, для конвейерного или насосного оборудования приходится две трети рынка потребления электроэнергии. Оптимальные решения позволяют сократить потребление электроэнергии промышленных электроприводов на 30 %. В мировом масштабе 40 % электроэнергии потребляется в зданиях и сооружениях. Здесь также можно достичь многого с помощью изменения технологии теплоизоляции и видов насосов, использования интеллектуальной системы управления зданием или более энергоэффективной системы освещения.

40%
мировой энергии
потребляют здания
и сооружения
21%
выбросов парниковых
газов приходится
на здания и сооружения
До 40%экономии энергии можно достичь
с помощью интеллектуальной системы
автоматизации зданий

Хранение энергии

Интеграция возобновляемых источников энергии

Современная структура энергетики приводит к дисбалансу генерации и потребления, что влияет на стабильность энергосети и качество электроэнергии. Батареи для хранения энергии могут служить как для потребления, так и для производства энергии. Эта комбинация помогает улучшить стабильность энергосети и позволяет более эффективно интегрировать возобновляемые источники энергии. Таким образом, в сети можно использовать больший объем доступной энергии.

Избыточная энергия может быть подана в электролизер, который использует электричество для разложения воды на водород и кислород и вырабатывает тепловую энергию. Полученный водород можно сохранить и использовать в качестве топлива для газовых турбин, а также применять в некоторых производственных процессах.

Так как производство электроэнергии
с помощью силы ветра носит
непостоянный характер, появляется
необходимость в системах хранения
и преобразования энергии.
Батареи для хранения энергииХранение водорода

Возобновляемые источники энергии

Нескончаемый потенциал для устойчивых источников энергии

Ветер, фотоэлектрические элементы, малые ГЭС и биомасса играют существенную роль в производстве «зеленой» энергии с минимальным вредным воздействием на окружающую среду. Морские ветроэлектростанции с установленной мощностью в диапазоне нескольких сотен мегаватт уже введены в эксплуатацию и являются источником генерации большого объема электроэнергии высокой степени стабильности. Растет число наземных ветроэлектростанций в регионах с преимущественно средней или низкой скоростью ветра. Поэтому мы предлагаем новое поколение ветрогенераторов, которые характеризуются максимальной выработкой энергии при низких и средних скоростях ветра.

Серьезным потенциалом обладает такой источник возобновляемой энергии, как солнечная энергетика. В долгосрочной перспективе солнце как надежный источник обеспечивает внушительный объем готовой энергии. Благодаря технологическому прорыву последних лет и развитию рынка устройств преобразования световой энергии фотоэлектрические энергетические установки готовы производить энергию в большом объеме. А если вы хотите преобразовать энергию воды в электрическую энергию, малые ГЭС также зарекомендовали себя устойчивыми источниками энергии.

Например, в Германии к 2030 году введут в эксплуатацию
44,100 ветрогенераторов и 3,000,000 фотоэлектрических энергетических установок.

Централизованная генерация электроэнергии

Высокоэффективная генерация электроэнергии

Если облака закроют солнце или скорость ветра снизится до минимума, колебания в энергетической сети необходимо оперативно компенсировать. Идеальным решением являются газовые электростанции с возможностью быстрого запуска.
В комбинации с паровой турбиной самая эффективная когенерационная электростанция «Сименс» способна преобразовать около 61,5 % энергии из природного газа в электричество. Благодаря концепции когенерации эффективность потребления топлива возрастает до 85 %.

Рекордные показатели:

Электростанция Fortuna,
(Дюссельдорф) установила
мировые рекорды

Генерирующая
мощность
603,8 МВт (эл.)
Общий КПД станции ~61,5 %Централизованное отопление отбором
пара — 300 МВт (т)

Финансирование

Интеллектуальные решения по финансированию

Эффективные меры по снижению энергопотребления для городов и зданий часто требуют «умных» методов финансирования. Одновременное использование инженерных и финансовых решений помогает клиентам сократить финансовые издержки благодаря значительному снижению потребления электроэнергии. Именно на это направлены услуги «Сименс» по повышению энергоэффективности зданий и сооружений, включающие консультирование, финансирование модернизации и индивидуализированные услуги. Благодаря данным услугам у клиентов отпадает необходимость первоначальных инвестиций, так как они используют для этого средства, сэкономленные вследствие эффективного энергопотребления.

Компания «Сименс» модернизировала более 5200 зданий по всему миру, помогла сэкономить свыше миллиарда евро и сократить объем выбросов CO2 более чем на 10 миллионов тонн.

генерируютЭкономияфинансируетИнвестицииЦикл
самофинан-
сирования

Портфель услуг
по повышению
энергоэффективности: 
цикл самофинансирования

Микросеть

Интеллектуальные энергосети

В дальнейшем не только крупные станции, но и миллионы малых и средних производителей электроэнергии будут поставлять энергию в сеть. Кроме того, все больше и больше потребителей электроэнергии становятся производителями энергии. По этой причине, а также вследствие нестабильной подачи энергии из возобновляемых источников, интеллектуальные энергосети становятся обязательным элементом современных систем распределения электроэнергии. Создавая подобные «умные электросети», «Сименс» помогает достичь разумного баланса между производством и потреблением электроэнергии в Германии по всему миру.

Производство энергии
в 5 раз превышает
потребление

Деревня Вильдпольдсрид
производит в 5 раз больше
энергии из возобновляемых
источников, чем потребляет

Природный газ

Главный источник мирового энергоснабжения

На природный газ приходится 25 % мирового спроса на энергию. Если основываться на ресурсах глубоководной разведки и нетрадиционных источников, то резервы природного газа превышают все известные отметки. Доля природного газа как чистейшего ресурса ископаемого топлива будет расти в глобальной структуре энергоресурсов на 1,8 % ежегодно до 2035 года. Торговля газом осуществляется посредством транспортировки сжиженного природного газа (СПГ) по трубопроводам. Ключевые технологии «Сименс» обеспечивают безопасность и эффективность всего процесса — от производства и транспортировки газа до выработки электроэнергии.

Значение природного газа
в глобальной структуре
энергоресурсов

Первичные источники энергии (доля)Источник: Обзор энергетического рынка BP (базовый сценарий)

Передача электроэнергии

Передача электроэнергии с низкими потерями

Передача энергии осуществляется в первую очередь из мест с избыточным наличием источников генерации: например, солнечной энергии из регионов с максимальным количеством солнечных дней и ветровой энергии из областей открытого моря. Чтобы успешно передавать большое количество электроэнергии на дальние расстояния, сети необходимо расширять за черту национальных границ, используя классические воздушные линии электропередачи, кабели или линии с элегазовой изоляцией. Помимо классических систем передачи энергии переменным током высокого напряжения (АC), для передачи на очень большие расстояния может использоваться технология передачи энергии постоянным током высокого напряжения (HVDC).

В настоящий момент технологии HVDC компании «Сименс» с успехом применяются в Китае. Этот проект доказал, что как минимум 95% электроэнергии доходит до потребителя даже на расстоянии 1 000 километров при пропускной способности линии электропередач в 5 000 мегаватт.

Передача электроэнергии в место назначения

Распределение электроэнергии

Бесперебойное энергоснабжение

Требования к распределению электроэнергии и энергосетям среднего и низкого напряжения становятся все строже. Изменение направления потока энергии, нагрузка сетей и колебания напряжения по причине растущего объема подачи энергии от неустойчивых источников, например фотоэлектрических/биогазовых установок и ветроэлектростанций, — основные факторы, из-за которых энергосети достигают предела своей мощности. Решением является активная распределительная сеть с интеллектуальными трансформаторными подстанциями в качестве ключевых компонентов системы. Такая конфигурация позволяет эффективно управлять нагрузкой в распределительной сети и обеспечивает быстрое устранение неисправностей в автоматическом режиме.

Сокращение среднего времени простоя с нескольких часов до нескольких минут

Самовосстанавливающаяся энергосеть в прибрежном районе Роттердама Стедин (Нидерланды)

Перезапуск системы
меньше, чем через
минуту

Контроль энергосети и сферы применения

Информационные технологии необходимы для получения контрольно-измерительных данных, измерения объема потребления и анализа общего состояния системы. Средства автоматизации позволяют управлять электросетями в случае отключения питания. Именно здесь технологии управления и информационные технологии сходятся в одной точке. Собранные данные сохраняются, анализируются и используются в дальнейшем для стабильной и эффективной подачи электроэнергии.

Ключевым фактором межотраслевых решений «Сименс» является умная сеть, которая обеспечивает интеллектуальное управление энергоснабжением и потреблением.

От большого объема информации к интеллектуальному управлению данными

680,000,000
интеллектуальных счетчиков
будет установлено по всему миру

280
петабайт
данных в год
Емкость
22,400,00
BluRay дисков

Нефть

Неочищенная нефть - главный источник энергии

На протяжении следующих 20 лет неочищенная нефть останется одним из важнейших источников энергии, кроме того ожидается рост потребления нефти. Нефть останется основным ресурсом для производства транспортного топлива, однако ее и без того низкая актуальность в генерации электроэнергии еще больше уменьшится. Благодаря разведывательным операциям и добыче в глубоководных регионах, а также производству на основе нетрадиционных ресурсов, таких как нефтяной песок, объем запасов нефти в настоящее время достаточно высок. Кроме того, технологии добычи нефти вторичными методами в освоенных месторождениях позволяют еще больше увеличить объем добычи. Инновационная технология «Сименс» обеспечивает эффективность и экологическую безопасность при производстве, транспортировке и обработке.

Мировой спрос на нефтьмбнэ/д = миллионов баррелей нефтяного эквивалента в день
  • Производство электроэнергии
  • Бытовое и общественное потребление
  • Другие виды промышленности
  • Нефтехимия
  • Транспортировка
Источник: ОПЕК, Обзор нефтяного рынка 2015