Zrównoważony rozwój miast a elektromobilność na przykładzie realizowanych prac badawczych w TAURON Wytwarzanie SA. tauron.pl

Transkrypt

1 Zrównoważony rozwój miast a elektromobilność na przykładzie realizowanych prac badawczych w TAURON Wytwarzanie SA

2 Plan prezentacji 1. Wiadomości ogólne 2. Ekologia, ograniczenia i wyzwania 3. Realizacja prac badawczych w Tauron Wytwarzanie dla elektromobilności w celu zrównoważonego rozwoju miast. 4. Wnioski końcowe

3

4 1.1 Moc TAURON Wytwarzanie SA 1 218,3 MWt MWe MW w budowie Elektrownia Jaworzno III 1535 MWe, 371,6 MWt Elektrownia Łaziska 1155 MWe, 196 MWt Elektrownia Łagisza 700 MWe, 279,2 MWt Elektrownia Stalowa Wola 330 MWe, 335 MWt Elektrownia Siersza 546 MWe, 36,5 MWt

5 1.2 Budowa bloku węglowego o mocy 910 MW w Elektrowni Jaworzno MWt Podstawowe parametry bloku: Moc elektryczna Sprawność bloku netto Sprawność kotła Podpisanie kontraktu 910 MWe 45.9 % 94,01 %

6 Emisje Porównanie bloków 120 MW i 910 MW 1.3 Efekt ekologiczny inwestycji 120 MW 460 MW 910 MW REDUKCJA Sprawność brutto 36,4% 45,2% 49,7% popioły 0,22kg/MWh 0,09kg/MWh 0,02kg/MWh - 91 % SO 2 6,40kg/MWh 0,6kg/MWh 0,4kg/MWh - 95 % NO x 2,23kg/MWh 0,6kg/MWh 0,4kg/MWh - 82 % CO 2 950kg/MWh 750kg/MWh 685kg/MWh - 2 mln t/rok

7 1.4 PROGRAM 200+ szansą dla TAURON Wytwarzanie PROGRAM 200+ jest szansą dla TAURON Wytwarzanie w zakresie dalszej eksploatacji bloków klasy 200 MWe Warunek: Zapewnienia źródeł finansowania i zwrotu poniesionych nakładów Założenia PROGRAMU 200+: Okres eksploatacji bloków 200 planowany jest do lat Budowa duobloków Dedykowane bloki biomasowe Układy hybrydowe wykorzystujące niepełnowartościo we paliwa węglowe (muły), odpady przemysłowe i komunalne Oksyspalanie węgla Zwiększenie elastyczności bloków 200

8 1.5 Bloki 200 MW przedłużenie eksploatacji Moc elektryczna MW (Jaworzno III 6 bloków, Łaziska 4 bloki) Dobry stan techniczny pomimo przepracowania tys. godzin; Wszystkie bloki wyposażone w IOS; Sprawdzona, ogólnie dostępna technologia lat 70-tych; Możliwość przeprowadzenia niezbyt wygórowanych cenowo modernizacji;

9 1.6 Modernizacja bloków 200 MW efekty Środowiskowe Niewyemitowanie rocznie około 9 tys. ton NOx Bezpieczna i efektywna produkcja energii Ekonomiczne Koszt modernizacji 10 bloków = koszt budowy nowego bloku o mocy około 200 MW

10 1.7 Przesłanki końcowe z porozumienia paryskiego 12 grudnia w Paryżu blisko 200 krajów konwencji klimatycznej ONZ przyjęło porozumienie, które ma zatrzymać globalne ocieplenie na poziomie znacznie poniżej 2 o C. Nie jest to jeszcze umowa międzynarodowa. Strony będą dążyć do szczytu emisji gazów cieplarnianych "tak szybko, jak to możliwe", uznając, że zabierze to więcej czasu krajom rozwijającym się. W II połowie wieku, kraje mają dążyć do zrównoważenia emisji gazów cieplarnianych z ich pochłanianiem. Wszystkie zapisy mówią o dobrowolności krajów w aspekcie polityki klimatycznej. Zawarto kwestię równoważenia emisji dwutlenku węgla pochłanianiem go przez lasy

11

12 2. Ekologia ograniczenia i wyzwania Rozporządzenie Ministra Środowiska z dn nr 1546 (standardy emisji). Konkluzje BAT w tym pozostałe wymagania ze źródeł istniejących (CO, HCl, HF, Hg, N 2 O).- (III kwartał 2016) Zobowiązanie na szczycie Rady Europejskiej w dniach do zmniejszenia emisji CO2 o 40% do 2030 r. Zobowiązanie na szczycie Rady Europejskiej w dniach do udział min. 27% energii pochodzącej z OZE w całkowitym zużyciu energii w 2030 r. Zobowiązanie na szczycie Rady Europejskiej w dniach do zwiększenie efektywności energetycznej o co najmniej 27% Zobowiązania wynikające z szczytu klimatycznego ONZ w Paryżu COP21. Winter PACKAGE

13 2.1 ROZPORZĄDZENIE RADY MINISTRÓW z dnia 8 kwietnia 2014 r , , , ,00 Darmowe uprawnienia do emisji w sprawie wykazu instalacji wytwarzających energię elektryczną, objętych systemem handlu uprawnieniami do emisji gazów cieplarnianych w okresie rozliczeniowym rozpoczynającym się od dnia 1 stycznia 2013 r., wraz z przyznaną im liczbą uprawnień do emisji. 100 mln zł , , , , ,00 0,00 TAURON Wytwarzanie S. A. oddział Elektrownia X Uwaga: - produkcja w odniesieniu do produkcji roku koszt CO2 6 Euro/t - 4,2 zł./euro ROK , ,00 Koszty opłat za CO , , , ,00 0,00

14 2.2 Zmiana modelu biznesowego rynku energii elektrycznej OZE Prosument Energetyka konwencjonalna Magazynowanie energii

15 2.3 Przewidywany przez PSE rozkład obciążenia poszczególnych jednostek pracujących w systemie Mając powyższe na uwadze przewiduje się, że zużycie węgla kamiennego przez TAURON Wytwarzanie w roku 2020 spadnie co najmniej o 50% w stosunku do roku 2015

16

17 3.1 Prace badawcze w Tauron Wytwarzanie SA Przewoźna Instalacja Pilotowa do usuwania CO 2 Zmiennociśnieniowa instalacja do badań wychwytu CO 2 Układ metanizacji CO 2 dla przechowywania energii elektrycznej poprzez produkcję SNG POLY-GEN - Poligeneracyjny układ komunalnych opalany biomasą i paliwami z odpadów TENNESSEE - Opracowanie przemysłowej konstrukcji węglanowych ogniw paliwowych oraz ceramicznych elektrolizerów dających możliwość integracji z instalacjami energetycznymi power-to-gas Wdrożenie przemysłowe instalacji usuwania Hg na jednym bloku 200 MW w Elektrowni Łaziska Obniżenie emisji pyłu na jednym bloku 200 MW w TAURON Wytwarzanie S.A. zgodnie z wymogami BAT LISTY INTENCYJNE w przygotowaniu

18 3.2 Instalacje demonstracyjne do wychwytu CO 2 NCBIR Dostosowanie się do wymogów środowiskowych Zmiennociśnieniowa instalacja do badań wychwytu CO 2 Przewoźna Instalacja Pilotowa do usuwania CO 2 ze spalin

19 3.3 Układ metanizacji CO 2 dla przechowywania energii elektrycznej poprzez produkcję SNG Koncepcje wykorzystania nowych technologii W ramach realizacji projektu powstanie układ umożliwiający wykorzystanie dwutlenku węgla z instalacji przemysłowych oraz nadmiarowej elektryczność ze źródeł odnawialnych do produkcji metanu. Najważniejszymi elementami planowanej instalacji są: modułowy reaktor metanizacji, układ wychwytu dwutlenku węgla ze spalin oraz elektrolizer. Badany układ powstanie w Elektrowni Łaziska i będzie dostosowany do zasilania strumieniem gazu (CO 2 + H 2 ) o wartości m 3 /h. CO 2 będzie pochodzić z istniejącej instalacji wychwytu w Elektrowni Łaziska. W ramach realizacji projektu zostanie przeprowadzone skalowanie do ekwiwalentu mocy bloku węglowego 1MWe oraz analiza ekonomiczna przedsięwzięcia w celu określenia możliwości jego zaadaptowania do rzeczywistych warunków przemysłowych. Akronim: CO 2 -SNG x Partnerzy: TAURON (lider) oraz CEA (Francja), ATMOSTAT (Francja), AGH, IChPW, RAFAKO i WTT

20 3.4 Projekt - POLYGEN Niskie ceny energii Metanizacja GASIFICATION & SYNGAS PURIFICATION SYNGAS UPGRADING H 2 /CO 2 = 4 Heat 1 MW SNG 6 MW O 2 Mieszanka Lokalnych Tanich paliw 10 MW CO 2 CHP Moduł Electricity 3 MW Heat 1 MW Wysokie ceny energii Copyright 2016 KIC InnoEnergy 2 0

21 3.5 TENNESSEE - Opracowanie przemysłowej konstrukcji węglanowych ogniw paliwowych oraz ceramicznych elektrolizerów dających możliwość integracji z instalacjami energetycznymi power-to-gas Podwykonawca naukowy wybrany: Politechnika Warszawska, Instytut Energetyki, Udział spółek Grupy TAURON i innych Opis pomysłu, koncepcji, technologii Celem projektu jest opracowanie technologii magazynowania energii elektrycznej połączonej z wychwytem dwutlenku ze spalin i jego konwersji do gazu syntetycznego zawierającego metan, który może być magazynowany lub sprzedawany do sieci przesyłowej gazu ziemnego. Technologia ta ma się opierać o rozwiązania elektrochemiczne pracujące w wysokich temperaturach: węglanowe ogniwo paliwowe (MCFC) do wychwytu CO 2 ze spalin oraz ceramiczny elektrolizer (SOE) do produkcji wodoru z pary wodnej z wykorzystaniem dostępnej nadmiarowej energii elektrycznej. Termin realizacji: 51 mies. od uzyskania dofinansowania. Zakres prac do wykonania Trzy cele: (i) dopracować ogniwa węglanowe (MCFC) i przystosować je do pracy w bezpośrednim sprzężeniu z ciągiem spalinowym elektrowni konwencjonalnej, (ii) opracowanie elektrolizera stałotlenkowego (SOE) którego zadaniem będzie produkcja wodoru, oraz (iii) budowa i badania instalacji demonstracyjnej integrującej stosy MCFC i SOE. SYNERGIA z projektem CO2-SNG

22 3.6 Wizualizacja instalacji demonstracyjnej do usuwania rtęci Przesłanki wymagania formalnoprawne odnośnie dopuszczalnej zawartości rtęci w gazach spalinowych emitowanych do atmosfery, uzyskanie wiarygodnych danych dotyczących rzeczywistej emisji rtęci do atmosfery z instalacji energetycznego spalania węgla, możliwości wykorzystania istniejących, znanych metod oczyszczania gazów spalinowych do usuwania rtęci z gazów spalinowych, potrzeba zastosowanie najefektywniejszej ekonomicznie i technicznie metody aktywnej redukcji emisji rtęci

23 3.7 LIST INTENCYJNY w przygotowaniu Podpisano list intencyjny pomiędzy TAURON Wytwarzanie S.A., Grupa Azoty S.A., Polskie Górnictwo Naftowe i Gazownictwo S.A., Akademia Górniczo Hutnicza im. St. Staszica, Exergon w sprawie: Zbadania możliwości zatłaczania CO2 do miejsc po wyeksploatowanych złożach gazu ziemnego i ropy naftowej. Przedmiot prac do wykonania opracowanie założeń dla wykonania wstępnego studium wykonalności, sporządzenie wstępnego studium wykonalności, wypracowanie zapisów umowy na realizację projektu. Opracowanie wniosku do NCBiR o dotację na realizację projektu.

24 3.8 Koncepcja zgazowania mułów węglowych W TAURON Wytwarzanie S.A. mamy do dyspozycji ok. 0,7 mln ton mułów węglowych z bieżącej produkcji, Zakładamy, że cena tych mułów jako paliwo wejściowe do procesu zgazowania nie przekroczy 5 zł / GJ,.. Bloki węglowe 200 MW mogą być blokami dwupaliwowymi hybrydowymi stosującymi poza węglem gaz otrzymany przez zgazowanie tych paliw niskojakościowych, przez co zwiększymy ich wykorzystanie i efektywność ekonomiczną, a także ekologiczną.

25 WSPARCIE NAUKOWE Koncepcja zgazowania mułów węglowych PARTNERZY PRZEMYSŁOWI TAURON Wytwarzanie SA TAURON Wydobycie S.A Instytut Chemicznej Przeróbki Węgla, Zabrze Akademia Górniczo Hutnicza Kraków Centrum Energetyki Politechnika Śląska, Gliwice

26 3.8.2 Koncepcja zgazowania mułów węglowych Przedmiotem projektu jest organizacja budowy zakładu zgazowania materiałów węglowych niskiej jakości, będących w dyspozycji zakładów górniczych Grupy TAURON, w skali przemysłowej, w celu przetworzenia uzyskanego gazu syntezowego Surowcem do zgazowania będą niskowartościowe materiały węglowe (muły i odpady węglowe, zanieczyszczone miały węglowe o wysokiej zawartości popiołu, siarki itp.), w odróżnieniu od stosowania drogiego węgla wysokiej jakości, który jest przeznaczony na sprzedaż. Rozważane wdrożenie byłoby w oparciu o północno-amerykańską technologię SGT zgazowania materiałów węglowych (opracowanej przez Gas Technology Institute oraz rozwiniętą przez firmę SynthesisEnergy Systems LLC), skomercjalizowaną w instalacjach referencyjnych dedykowanych do stosowania surowców o niskiej wartości opałowej lub technologię firmy Tuyssen Planowany przerób surowca będzie wynosił ~3.000 ton/dzień, tj. ~1 mln ton/rok.

27

28 4.1 DUOBLOKI SZANSA, CZY NIEPOTRZEBNE RYZYKO, Duoblok Idea rozwiązania Koncepcja Duobloku 500 przewiduje zabudowę nadkrytycznego bloku klasy 500 w miejsce dwóch istniejących bloków 200 MW z całkowitą wymianą urządzeń podstawowych. Samo pojęcie Duobloku oznacza blok energetyczny z dwoma kotłami, współpracującymi z jedną turbiną. Główne założenia eksploat acyjne: Sprawność netto bloku 34% 37% >>> 45% Zmniejszenie emisji zanieczyszczeń o 18%... 25% N = MWe Okres eksploatacji: lat

29 4.2 Dlaczego koncepcja Duobloku rozważana jest jako jedno z potencjalnych rozwiązań Programu 200+? Wskaźniki ekonomiczne Elastyczność pracy układu Dopasowanie możliwości pracy układu do przyszłych potrzeb polskiego rynku energii

30

31 5.1 Podstawowe problemy rozwoju źródeł wytwórczych 1. Obecna polityka Unii Europejskiej oraz wprowadzony kierunek produkcji energii elektrycznej na konferencji w Paryżu, jednoznacznie wskazuje na zmianę klasycznych technologii opartych na węglu, ropie czy gazie w kierunku energetyki bez emisyjnej 2. Zrównoważony rozwój miast przy dynamicznych zmianach środków transportu musi nadążyć za oczekiwaniem rynku 3. Źródła wytwórcze w TAURON Wytwarzanie w najbliższej dekadzie dokonają gwałtownej zmiany technologii produkowanej energii na bazie własnych oraz zewnętrznych wyników prac badawczych. 4. Niestabilność regulacji w oparciu o odnawialne źródła energii wymusza na klasycznych technologiach dokonania gwałtownych zmian by sprostać stabilnemu zapotrzebowaniu mocy 5. Grupa TAURON zakłada, że około 25% przychodu po roku 2025 nastąpi w wyniku sprzedaży nowych produktów opartych między innymi o elektromobilność 6. Od ponad roku rozpoczął się proces przygotowania do budowy szeregu stacji elektromobilnych do zasilania energią elektryczną środków transportu 7. Rewolucyjne zmiany w technologii produkcji energii elektrycznej wymuszają konieczność wsparcia finansowego zarówno ze środków unii europejskiej jak i środków krajowych 8. Uregulowania prawne w zakresie produkcji czystych technologii w większości oparte są o dyrektywy unii europejskiej i w najbliższym czasie prawodawstwo krajowe powinno być do nich dostosowane.

32 Dziękuję za uwagę