Рынок комбинированных систем тепло- и электроснабжения — глобальный размер отрасли, доля, тенденции, возможности и прогноз, сегментированный по технологиям (комбинированный цикл, паровая турбина, газовая турбина, поршневой двигатель и другие), по типу топлива (коммерческий, жилой, промышленный и коммунальный), по типу топлива (природный газ, уголь, биомасса и другие), по мощности (до 10 МВт, 10–15

Обзор рынка

Глобальный рынок комбинированных систем теплоснабжения и электроснабжения был оценен в 23,99 млрд долларов США в 2022 году и растет со среднегодовым темпом роста 4,82% в течение прогнозируемого периода. Рост использования природного газа для производства электроэнергии в сочетании с растущим спросом на энергоэффективность в отраслях промышленности служит основной движущей силой мирового рынка комбинированного производства тепла и электроэнергии (ТЭЦ). Более того, растущая обеспокоенность относительно выбросов парниковых газов (ПГ) побудила различные правительства продвигать ТЭЦ, тем самым еще больше стимулируя рост отрасли. Ожидается также расширение рынка в результате развития инновационных технологий и расширения распределенной генерации электроэнергии.

Ключевые движущие силы рынка

Инициативы в области энергоэффективности и устойчивого развития

Системы комбинированного производства тепла и электроэнергии (ТЭЦ) приобрели значительную популярность в последние годы из-за растущего внимания к энергоэффективности и устойчивому развитию. Поскольку население мира продолжает расти, спрос на электроэнергию и тепло также увеличивается, что требует более эффективных способов генерации и использования энергетических ресурсов. Системы ТЭЦ представляют собой решение этой проблемы за счет одновременного производства электроэнергии и полезного тепла из одного источника топлива, как правило, природного газа или биомассы. Эта присущая эффективность помогает сократить отходы и снизить выбросы парниковых газов, что соответствует целям различных инициатив в области охраны окружающей среды и устойчивого развития.

Правительства и организации по всему миру ставят амбициозные цели по сокращению выбросов углерода и борьбе с изменением климата. В достижении этих целей системы ТЭЦ играют жизненно важную роль, значительно сокращая углеродный след производства энергии. Они могут достигать общей эффективности 70–90% по сравнению с эффективностью 30–40% при обычной выработке электроэнергии и раздельном производстве тепла. Эта улучшенная эффективность не только сокращает выбросы, но и повышает энергетическую безопасность и снижает зависимость от ископаемого топлива. В результате системы ТЭЦ все чаще внедряются в промышленности, коммерческих зданиях и системах централизованного теплоснабжения, что стимулирует рост рынка систем ТЭЦ.

Кроме того, финансовые стимулы и нормативная политика еще больше способствуют внедрению систем ТЭЦ. Многие правительства предлагают налоговые льготы, субсидии и гранты, чтобы побудить предприятия и коммунальные службы инвестировать в технологию ТЭЦ. Эта финансовая поддержка делает внедрение систем ТЭЦ более экономически выгодным для организаций, что, в свою очередь, стимулирует рост рынка.

Экономия затрат на электроэнергию и устойчивость

В эпоху, характеризующуюся колебаниями цен на энергоносители и растущим спросом на энергию, экономия затрат и устойчивость являются важнейшими факторами, движущими рынок систем комбинированного производства тепла и электроэнергии (ТЭЦ). Системы ТЭЦ позволяют организациям вырабатывать собственную электроэнергию и тепло на месте, тем самым снижая зависимость от сети. Это не только приводит к экономии средств, но и повышает надежность и устойчивость энергоснабжения.

Расходы на электроэнергию могут составлять значительную часть эксплуатационных расходов предприятия. Системы ТЭЦ помогают организациям снизить эти расходы, производя электроэнергию и тепло по более низкой общей стоимости по сравнению с покупкой энергии из сети и использованием отдельных источников тепла. Кроме того, внедрение систем ТЭЦ может помочь предприятиям снизить пиковые расходы на электроэнергию, что еще больше способствует экономии средств. Этот финансовый стимул особенно привлекателен для отраслей с высоким потреблением энергии, таких как производство, здравоохранение и центры обработки данных.

Более того, системы ТЭЦ обеспечивают дополнительный уровень устойчивости для предприятий и критически важной инфраструктуры. Во время отключений сети или чрезвычайных ситуаций системы ТЭЦ могут продолжать поставлять электроэнергию и тепло, обеспечивая непрерывность основных операций. Эта устойчивость имеет решающее значение для предприятий, которые не могут терпеть простои, таких как больницы, центры обработки данных и производственные предприятия. Следовательно, системы ТЭЦ все чаще интегрируются в микросетевые решения, создавая самодостаточные энергетические экосистемы, которые повышают энергетическую безопасность и минимизируют перебои.

Растущая урбанизация и централизованное теплоснабжение

Продолжающееся расширение урбанизации и растущий спрос на отопление помещений в городских районах стимулируют внедрение систем комбинированного производства тепла и электроэнергии (ТЭЦ), особенно в приложениях централизованного теплоснабжения. Поскольку городское население продолжает расти, растет потребность в эффективных решениях для отопления, и системы ТЭЦ хорошо подходят для удовлетворения этого спроса.

Системы централизованного теплоснабжения, которые централизованно распределяют тепло по нескольким зданиям и объектам, набирают популярность в городских районах благодаря своей эффективности и экологическим преимуществам. Системы ТЭЦ являются оптимальным выбором для централизованного теплоснабжения, поскольку они могут вырабатывать как электроэнергию, так и тепло из одного источника, что обеспечивает высокую эффективность и экономичность. Это особенно выгодно в густонаселенных городских условиях, где пространство и ресурсы ограничены.

Системы централизованного теплоснабжения на базе ТЭЦ не только обеспечивают надежное и эффективное отопление, но и способствуют сокращению выбросов парниковых газов по сравнению с традиционными методами отопления, такими как индивидуальные газовые котлы. Это соответствует целям устойчивого развития многих городов, которые стремятся минимизировать свой углеродный след. Правительства и местные органы власти все больше поддерживают развитие инфраструктуры централизованного теплоснабжения, предлагая стимулы и внедряя правила для содействия ее росту.

В заключение следует отметить, что рынок систем комбинированного производства тепла и электроэнергии (ТЭЦ) обусловлен различными факторами, включая инициативы по энергоэффективности и устойчивости, экономию затрат и устойчивость в энергетике, а также растущую тенденцию урбанизации с акцентом на централизованное теплоснабжение. Эти драйверы в сочетании с государственными стимулами и нормативными актами способствуют растущему принятию систем ТЭЦ в различных секторах и регионах.

Основные проблемы рынка

Интенсивность капитала и первоначальные инвестиционные затраты

Одной из основных проблем, с которой сталкивается рынок систем комбинированного производства тепла и электроэнергии (ТЭЦ), является значительная интенсивность капитала и первоначальные инвестиционные затраты, связанные с развертыванием систем ТЭЦ. Хотя системы ТЭЦ предлагают существенные долгосрочные экономические выгоды, такие как экономия затрат на энергию и эксплуатационная эффективность, требуемые первоначальные инвестиции могут стать препятствием для организаций, особенно малых и средних предприятий (МСП) и муниципалитетов.

Системы ТЭЦ требуют закупки и установки специализированного оборудования, включая газовые турбины, поршневые двигатели и установки рекуперации тепла. Эти компоненты могут быть дорогими, а общая стоимость проекта может варьироваться в зависимости от размера системы, сложности и конкретных энергетических потребностей предприятия или района. Кроме того, инженерные, разрешительные и строительные потребности могут еще больше увеличить первоначальные инвестиции.

Высокая капиталоемкость может отпугнуть потенциальных потребителей, особенно по сравнению с альтернативными энергетическими решениями с более низкими первоначальными затратами. Преодоление этой проблемы требует инновационных механизмов финансирования, таких как государственно-частное партнерство, контракты на энергоэффективность и программы стимулирования, чтобы повысить доступность и финансовую приемлемость систем ТЭЦ для более широкого круга конечных пользователей. Правительства и финансовые учреждения играют решающую роль в решении этой проблемы, предлагая благоприятные варианты финансирования и субсидии.

Сложности регулирования и интеграции в сеть

Одна из ключевых проблем на рынке систем ТЭЦ вращается вокруг сложного ландшафта регулирования и интеграции в сеть. Энергетический сектор подчиняется строгим правилам, и интеграция систем ТЭЦ в существующие сетевые инфраструктуры может представлять ряд сложностей, связанных с соблюдением, получением разрешений и технической совместимостью.

Нормативные препятствия могут значительно различаться в зависимости от региона, что создает трудности для предприятий, ориентирующихся в запутанной сети разрешений, стандартов и кодексов, необходимых для проектов ТЭЦ. Эта нормативная неопределенность часто приводит к задержкам проектов и увеличению затрат, что может отпугивать потенциальных инвесторов.

Более того, интеграция систем ТЭЦ в электросеть может быть сложной из-за технических проблем, таких как стабильность сети, качество электроэнергии и синхронизация с напряжением и частотой сети. Эти технические проблемы могут привести к сбоям в работе сети и потребовать дорогостоящих обновлений для обеспечения взаимосвязей систем ТЭЦ.

Ограничения поставок топлива и инфраструктуры

Доступность и надежность поставок топлива и инфраструктуры представляют дополнительные проблемы для рынка систем ТЭЦ. Системы ТЭЦ часто полагаются на определенные источники топлива, такие как природный газ, биомасса или отработанное тепло, и их производительность тесно связана с постоянной доступностью этих видов топлива.

Обеспечение стабильной поставки доступного и устойчивого топлива может быть сложной задачей в некоторых регионах. Колебания цен на топливо и его доступности могут повлиять на экономическую жизнеспособность систем ТЭЦ, особенно для объектов, которые в значительной степени зависят от них для производства энергии и тепла. Более того, сбои в цепочках поставок топлива, такие как стихийные бедствия или геополитическая напряженность, могут сделать системы ТЭЦ уязвимыми к нехватке энергии.

Чтобы смягчить эти проблемы, организации, внедряющие системы ТЭЦ, должны тщательно оценить свои варианты поставок топлива и рассмотреть стратегии диверсификации топлива, чтобы уменьшить зависимость от одного источника. Возобновляемые виды топлива, такие как биогаз и биомасса, могут предложить более устойчивый и надежный источник топлива для систем ТЭЦ. Правительства также могут играть свою роль, продвигая политику, стимулирующую развитие надежной и диверсифицированной инфраструктуры поставок топлива.

В заключение следует отметить, что рынок систем комбинированного производства тепла и электроэнергии (ТЭЦ) сталкивается со значительными проблемами, связанными с интенсивностью капитала и начальными инвестиционными затратами, сложностями нормативной и сетевой интеграции, а также ограничениями поставок топлива и инфраструктуры. Решение этих проблем требует совместных усилий правительств, заинтересованных сторон отрасли и финансовых учреждений для поощрения принятия системы ТЭЦ и обеспечения ее долгосрочной жизнеспособности в качестве устойчивого энергетического решения.

Основные тенденции рынка

Переход на возобновляемые и низкоуглеродные виды топлива

Одной из важных тенденций на рынке систем комбинированного производства тепла и электроэнергии (ТЭЦ) является переход к возобновляемым и низкоуглеродным видам топлива. Традиционно системы ТЭЦ в основном полагались на обычные виды топлива, такие как природный газ и дизельное топливо. Однако из-за растущего внимания к сокращению выбросов парниковых газов и решению проблемы изменения климата растет движение в сторону использования более чистых и устойчивых источников топлива.

Возобновляемые виды топлива, такие как биогаз, биометан и водород, набирают популярность в качестве жизнеспособных вариантов топлива для систем ТЭЦ. Эти виды топлива получают из органических отходов, сельскохозяйственных остатков или производят путем электролиза воды с использованием возобновляемых источников энергии, таких как энергия ветра или солнца. Использование возобновляемых видов топлива в системах ТЭЦ значительно снижает выбросы углерода, что делает их важнейшим фактором декарбонизации энергетического сектора.

Кроме того, растет интеграция систем ТЭЦ с установками, работающими на биомассе, что позволяет одновременно вырабатывать электроэнергию и тепло из органических материалов. Системы ТЭЦ на основе биомассы не только предлагают экологически чистое энергетическое решение, но и поддерживают утилизацию отходов, способствуя развитию круговой экономики.

Переход на возобновляемые и низкоуглеродные виды топлива соответствует глобальным целям устойчивого развития и нормативным базам, направленным на сокращение выбросов углерода. Поскольку правительства и организации ставят более амбициозные цели по сокращению выбросов углерода, ожидается, что внедрение систем ТЭЦ, работающих на возобновляемых источниках, ускорится, что приведет к росту рынка.

Передовые технологии управления и мониторинга

Одной из заметных тенденций на рынке систем ТЭЦ является интеграция передовых технологий управления и мониторинга. С продолжающейся цифровизацией и Интернетом вещей (IoT), которые меняют различные отрасли, системы ТЭЦ теперь получают выгоду от интеллектуальных и взаимосвязанных решений, которые оптимизируют производительность, повышают надежность и сокращают эксплуатационные расходы.

Усовершенствованные системы управления позволяют осуществлять мониторинг и тонкую настройку операций ТЭЦ в режиме реального времени. Эти системы используют аналитику данных и алгоритмы предиктивного обслуживания для оптимизации баланса между выработкой электроэнергии и тепла, обеспечивая максимальную энергоэффективность. Более того, они могут автоматически регулировать параметры системы ТЭЦ на основе динамических потребностей в энергии, погодных условий и доступности топлива.

Возможности удаленного мониторинга и управления теперь считаются стандартными функциями в установках ТЭЦ. Эти технологии позволяют операторам эффективно управлять и устранять неполадки систем ТЭЦ из любого места, сводя к минимуму время простоя и сокращая потребность в персонале на месте. Кроме того, они обеспечивают предиктивное обслуживание, которое может значительно продлить срок службы оборудования ТЭЦ и повысить общую надежность системы.

Интеграция передовых технологий управления и мониторинга особенно актуальна в сложных установках ТЭЦ, таких как в микросетях или районных энергетических системах. Эти решения значительно повышают устойчивость и отзывчивость систем ТЭЦ, делая их бесценными активами в критически важной инфраструктуре и промышленных приложениях.

Сегментные данные

Технологии

Сегмент комбинированного цикла занимает значительную долю рынка на мировом рынке комбинированных систем теплоснабжения и электроснабжения. Системы ТЭЦ с комбинированным циклом отлично подходят для крупных промышленных комплексов, централизованного теплоснабжения и производства электроэнергии, эффективно удовлетворяя потребности в энергии крупных предприятий. Отрасли со значительными потребностями в тепле, такие как химическое производство и бумажные фабрики, все чаще внедряют системы ТЭЦ с комбинированным циклом для повышения энергоэффективности и снижения затрат. Некоторые установки ТЭЦ с комбинированным циклом интегрируют возобновляемые источники энергии и накопители энергии, создавая гибридные системы, которые обеспечивают гибкость сети и снижают зависимость от ископаемого топлива.

Постоянные достижения в технологии газовых и паровых турбин имеют потенциал для повышения эффективности и надежности, открывая возможности для более экономичных систем ТЭЦ с комбинированным циклом. В заключение следует отметить, что сегмент комбинированного цикла рынка систем ТЭЦ постоянно растет благодаря своей исключительной эффективности и экологическим преимуществам.

Аналитика типов топлива

Сегмент природного газа занимает значительную долю рынка на мировом рынке комбинированных систем теплоснабжения и электроснабжения. В регионах, подверженных сбоям в работе сетей или отключениям электроэнергии, системы комбинированного производства тепла и электроэнергии (ТЭЦ) на природном газе являются надежным источником электроэнергии и тепла, обеспечивая устойчивость сетей для отраслей и критически важной инфраструктуры. Кроме того, системы ТЭЦ в настоящее время проектируются для обеспечения охлаждения в дополнение к теплу и электроэнергии, что делает их весьма привлекательными для таких приложений, как центры обработки данных и коммерческие здания.

Интеграция систем ТЭЦ на природном газе в микросети повышает энергетическую устойчивость, особенно в районах, подверженных экстремальным погодным явлениям или нестабильности сетей. Поскольку организации ищут экономически эффективные и надежные энергетические решения, рынок систем ТЭЦ на природном газе растет, особенно в промышленных приложениях и коммерческих секторах.

Природный газ может служить переходным топливом во время глобального перехода к более чистым источникам энергии. Организации могут использовать системы ТЭЦ на природном газе в рамках своих стратегий декарбонизации. Текущие достижения в технологии ТЭЦ на основе природного газа, такие как высокоэффективные газовые турбины и передовые системы контроля выбросов, открывают возможности для повышения производительности и снижения воздействия на окружающую среду.

Региональные данные

Ожидается, что Азиатско-Тихоокеанский регион будет доминировать на рынке в течение прогнозируемого периода. Азиатско-Тихоокеанский регион представляет собой разнообразный и быстро развивающийся рынок систем ТЭЦ. Он охватывает широкий спектр стран с различным уровнем экономического развития, спроса на энергию и экологических проблем. Благодаря устойчивому экономическому росту, урбанизации и индустриализации в Азиатско-Тихоокеанском регионе наблюдается растущий спрос на электроэнергию и тепло. Системы ТЭЦ признаны эффективным решением для удовлетворения этого растущего спроса на энергию при одновременном повышении общей эффективности.

Правительства по всему региону внедряют политику и стимулы для содействия внедрению ТЭЦ. Эти меры включают субсидии, налоговые льготы и нормативные рамки, направленные на повышение энергоэффективности и сокращение выбросов. В частности, такие отрасли тяжелой промышленности, как обрабатывающая промышленность, нефтехимия и текстильная промышленность, являются крупными пользователями систем ТЭЦ в регионе. Потребность в экономически эффективных и надежных энергетических решениях в этих секторах стимулирует рост рынка.

Кроме того, системы ТЭЦ на основе водорода приобретают интерес как низкоуглеродный вариант, особенно в странах, уделяющих большое внимание решениям в области чистой энергии. Растет сочетание систем ТЭЦ с технологиями хранения энергии, что позволяет лучше управлять переменными источниками энергии и обеспечивать стабильность сети. Многие страны Азиатско-Тихоокеанского региона имеют законные основания беспокоиться об энергетической безопасности и надежности поставок. Системы ТЭЦ предлагают децентрализованное энергетическое решение, которое повышает устойчивость, особенно в районах, подверженных сбоям в работе сети или дефициту электроэнергии.

Последние события

• В ноябре 2021 года Европейская комиссия одобрила схему государственной помощи Греции на сумму 2,27 млрд евро. Целью этой схемы является поддержка производства электроэнергии из возобновляемых источников, а также высокоэффективных теплоэлектростанций. Схема будет оставаться открытой до 2025 года, а помощь может быть выплачена в течение максимального периода в 20 лет.
• В июне 2021 года Германия провела свой последний тендерный раунд и отобрала проекты общей мощностью 57,85 МВт для комбинированных теплоэлектростанций. Кроме того, Германия получила предложения общей мощностью 25,37 МВт в категории, специально направленной на инновационные мощности ТЭЦ.

Ключевые игроки рынка

• MAN Diesel & Turbo SE
• Centrica PLC
• Caterpillar Inc.
• Mitsubishi Electric Corporation
• General Electric Company
• Kawasaki Heavy Industries Ltd
• Bosch Thermotechnology GmbH
• Viessmann Werke Group GmbH & Co.KG
• FuelCell Energy Inc.
• Seimens Energy AG