Электроэнергия для горного предприятия: как снизить затраты и повысить надёжность

Эффективное и бесперебойное энергоснабжение – основа работы любого горнодобывающего предприятия. В условиях удалённости месторождений, сурового климата и постоянно растущих потребностей в мощностях, вопрос оптимизации энергозатрат и повышения надёжности систем энергоснабжения приобретает критическое значение. Он непосредственно влияет на общую себестоимость продукции, а значит, и на конкурентоспособность компании на рынке.

Почему горнодобывающие компании тратят огромные суммы на электричество?

Горнодобывающая отрасль – одна из самых энергоёмких. Потребление электроэнергии для горного предприятия достигает колоссальных объёмов по нескольким причинам:

1. Высокое энергопотребление оборудования – буровые установки, дробилки, многокилометровые конвейеры требуют гигантских объёмов электрической энергии. Например, только системы вентиляции в шахте могут потреблять 200-400 кВт непрерывно, а водоотлив – до 300 кВт. Добавив сюда освещение, обогрев, насосы, компрессоры, можно получить потребление в сотни МВт*ч/сут.

2. Удалённость объектов и логистика – многие месторождения расположены в труднодоступных районах, в сотнях и даже тысячах километров от централизованных электрических сетей. Это влечёт за собой колоссальные затраты на строительство и подключение линий электропередач (ЛЭП). Стоимость 1 км высоковольтной линии может достигать 1-2 млн. руб., не считая расходов на подстанции.

3. Пиковые нагрузки и нестабильность сети – работа горного оборудования часто характеризуется неравномерным потреблением. Включение мощных агрегатов вызывает резкие скачки потребления, так называемые пиковые нагрузки, которые могут в несколько раз превышать среднее значение. Нестабильное напряжение приводит к снижению эффективности оборудования и его преждевременному износу.

Основные источники энергоснабжения: ЛЭП, дизельные генераторы, гибридные системы

Выбор оптимального источника электроэнергии для горного предприятия – стратегическое решение.

Централизованное энергоснабжение – подключение к мощным энергосистемам обеспечивает стабильность. Но, для удалённых объектов это дорогостоящее и длительное мероприятие, а вероятность обрыва линий электропередач способна остановить производство на дни, приводя к миллионным убыткам.

Автономное энергоснабжение на основе дизельных генераторов является проверенным и надёжным решением для удалённых горнодобывающих объектов. Среди преимуществ стоит выделить:

• Мобильность и гибкость – контейнерные электростанции легко транспортируются и быстро запускаются. Можно создавать комплексы из нескольких подстанций мощностью до 20 МВт и более.

• Надёжность – дизельные генераторы имеют моторесурс до 30-50 тыс. моточасов и работают при температурах от -50°C до +40°C.

• Быстрый запуск – оперативный ввод в работу (10-30 с) делает их идеальными для пиковых нагрузок или резервного питания.

Гибридные системы, предусматривающие сочетание дизельных генераторов с возобновляемыми источниками электрической энергии (солнечные панели, ветрогенераторы) и аккумуляторами. К преимуществам таких решений относятся:

• снижение расхода дизельного топлива на 20-40%;

• повышение надёжности энергосистемы;

• «сглаживание» пиковых нагрузок;

• снижение шума и уменьшение выбросов выхлопных газов.

Как сэкономить: когенерация, рекуперация энергии, оптимизация нагрузок

Сокращение энергозатрат – это не только корректный выбор источника, но и комплексное управление энергопотреблением объекта.

Когенерация (тепло- и электроснабжение) – предусматривается возможность использования тепловой энергии, выделяющейся при работе дизельных генераторов, для обогрева или технологических нужд. Особенно актуально это для вахтовых поселков и обогатительных фабрик.

Рекуперация энергии – существенное снижение общего энергопотребления за счёт повторного использования обычно теряемой электроэнергии. Например, компрессоры мощностью 250 кВт выделяют до 200 кВт тепловой энергии, которую можно использовать для обогрева помещений.

Оптимизация нагрузок позволит более рационально распределять мощности, сглаживать пиковые нагрузки. Реализуется это за счёт внедрения систем SCADA/MES (SCADA – система диспетчерского управления и сбора данных, MES – система управления производственными процессами), которые поддерживают контроль и управление системами энергоснабжения в реальном времени, сокращая количество пиковых нагрузок на 15-20%. Замена устаревших агрегатов на более эффективные позволит снизить потребление на 5-15%. Наиболее энергоёмкие операции рекомендуется переносить на временной период с минимальной нагрузкой.

Что выбрать: покупка электроэнергии или автономные решения?

Выбор оптимального решения для систем энергоснабжения горных предприятий всегда индивидуален и зависит от множества факторов:

• удалённость месторождения – строительство ЛЭП на сотни и тысячи километров часто нецелесообразно, поэтому автономная генерация становится выгоднее;

• срок эксплуатации – для проектов продолжительностью до 5 лет лучше подойдут дизельные генераторы; в проектах, которые длятся более 15 лет, рекомендуется планировать гибридные системы, которые окупаются за счёт экономии на топливе;

• стоимость подключения и тарифы – при высоких тарифах на электричество и дорогом подключении к ЛЭП системы генерации на дизельных генераторах окупаются за 2-3 года;

• экологические требования – это стимул для инвестиций в гибридные системы.

Заключение.

Для большинства удалённых горнодобывающих предприятий дизельные генераторы остаются гибким, надёжным и экономически выгодным решением. Что касается гибридных систем – это перспективное направление для долгосрочных проектов, которое позволяет снизить расход топлива и уменьшить вредные выбросы в атмосферу.