Dostępne technologie mikro i małych instalacji odnawialnych źródeł energii

Transkrypt

1 Konferencja Możliwości rozwoju oraz wykorzystania OZE w rolnictwie i na obszarach wiejskich Dostępne technologie mikro i małych instalacji odnawialnych źródeł energii Andrzej Myczko Monika Fedko KIELCE 07 marca 2014 Europejski Fundusz Rolny na rzecz Rozwoju Obszarów Wiejskich: Europa inwestująca w obszary wiejskie. Projekt opracowany przez Ministerstwo Rolnictwa i Rozwoju Wsi Projekt współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Pomocy Technicznej Programu Rozwoju Obszarów Wiejskich na lata Instytucja Zarządzająca Programem Rozwoju Obszarów Wiejskich na lata Minister Rolnictwa i Rozwoju Wsi

2 Prosumenci mogą redukować emisję Głównych Gazów Cieplarnianych (GGC) przyczyniając się do zrównoważenia produkcji rolniczej Produkcja żywności to: do 70 % światowej emisji N2O do 40 % światowej emisji CH4

3 Dostęp do inteligentnych liczników wymusi na inwestorach spoza sektora energetycznego rozwijanie nowych technologii. Utility Consumer Kluczowewzorce zachowań raport: 2011 IBM Global (rys. S Igras)

4 PODSTAWOWE POJĘCIA PROSUMET wytwórca energii w mikroinstalacji, będący osobą fizyczną nie prowadzącądziałalności gospodarczej, który wytwarza energięna własne potrzeby i który może sprzedać niewykorzystaną energię wytworzonąprzez niego w mikroinstalacji i wprowadzićjądo sieci dystrybucyjnej. SPRZEDAWCA ZOBOWIĄZANY -sprzedawca energii elektrycznej obowiązany decyzjąprezesa URE do zakupu energii z OZE, o ile zostanie ona wprowadzona do sieci dystrybucyjnej znajdującej sięna terenie obejmującym obszar działania tego sprzedawcy zobowiązanego. MIKROINSTALCJA -instalacja odnawialnego źródła energii o łącznej mocy zainstalowanej elektrycznej nie większej niż40 kw, przyłączonej do sieci elektroenergetycznej o napięciu znamionowym niższym niż110 kvlub o mocy osiągalnej cieplnej w skojarzeniu nie większej niż120 kw.

5 GŁÓWNE ELEMENTY SYSTEMU ENERGETYKI PROSUMENCKIEJ Małoskalowe instalacje OZE; Inteligentne urządzenia (np. lodówki, pralki); Centralny system zarządzania temperaturą; Samochody elektryczne.

6 Mikroinstalacje i małe instalacje OZE kolektory słoneczne, kotły na biomasę, małe elektrownie wiatrowe (mikrowiatraki), Mikro i małe systemy fotowoltaiczne, Mikro i małe systemy kogeneracyjnena biogaz i biopłyny, pompy ciepła, małe elektrownie wodne.

7 ZAGOSPODAROWANIA ENERGII ELEKTRYCZNEJ Z MIKROINSTALACJI mikroinstalacjepodłączone do sieci (tzw. on-grid) mikroinstalacjenie podłączone do sieci (tzw. off-grid lub systemy wyspowe) mikroinstalacjemieszane

8 CZY WARTO ZOSTAĆ PROSUMENTEM? TAK częściowe lub całkowite uniezależnienie od zakładu energetycznego; zapewnia ciągłośćzasilania, nawet w momentach awarii sieci; zysk ze sprzedaży nadwyżek energii; przyłączenie do sieci oraz zainstalowanie inteligentnych liczników na koszty operatora sieci dystrybucyjnej. NIE wysokie koszty inwestycyjne, związane instalacjąsystemów energii odnawialnej; ograniczona przewidywalność w pozyskiwaniu energii; specyficzne wymagania co do lokalizacji.

9 AKTUALNE MOŻLIWOŚCI UZYSKANIA DOFINANSOWANIA NA BUDOWĘ MIKROINSTALACJI Program Prosument dofinansowanie z NFOŚiGW w III kwartale roku forma: kredyt z dotacjądo 100% kosztów kwalifikowanych zakupu i montażu instalacji OZE (oprocentowanie w skali roku 1%), max. kwota dofinansowania na jednąinstalacjęoze: dla osób fizycznych tys. zł, dla spółdzielni lub wspólnot mieszkaniowych tys. zł, rodzaje przedsięwzięć: źródła o zainstalowanej mocy cieplnej do 300 kwt, systemy o zainstalowanej mocy elektrycznej do 40 kwe.

10 Przykłady rozwiązań mikro i małych instalacji OZE: INSTALACJE KOMBINOWANE

11 Przykłady rozwiązańprosumenckich: 2) RAMZES ciągnik rolniczy zasilany energia słoneczną

12 TECHNOLOGIE dla BIOMASY TECHNOLOGIA kompostowanie fermentacja sucha fermentacja mokra PROCES tlenowy tlenowy/beztlenowy beztlenowy SUBSTRAT suchy suchy mokry PRODUKT FINALNY kompost energia + kompost energia + płynny nawóz Proces ciągły/nieciągły Proces okresowy Proces ciągły załadunek, załadunek, załadunek porcjowy, fermentacja tlenowa, rozładunek. napowietrzanie fermentacja beztlenowa metanowa, suszenie powietrzem fermentacja beztlenowa, magazynowanie i rozładunek okresowy. rozładunek.

13 Przykłady rozwiązańprosumenckich: 3) MIKROBIOGAZOWNIA KONTENEROWA

14 Kontenerowa biogazownia rolnicza w systemie dwustopniowej fermentacji mokrej - 36 kw Pojemność robocza komory fermentacyjnej I stopnia 30 m3 Pojemność robocza komory fermentacyjnej II stopnia 120 m3 Łączna pojemność zbiorników biogazu 60 m3moc elektryczna biogazowni na substratach rolniczych 25 kwmoc elektryczna biogazowni na substratach rolniczych i poprodukcyjnych kw

15 Technologia Pottinger Ekoinnowacje

16 Przykłady rozwiązańprosumenckich: 4) MIKROBIOGAZOWNIA ROLNICZA W STUDZIONCE silnik kogeneracyjnyo mocy 30 kwei 40 kwt całkowity koszt inwestycji PLN

17 Reaktor monosubstratowy wg. zgłoszenia ITP

18 Mikrobiogazowniana monosubstratypłynne 60kWe

19 Technologie monosubstratowez izolacjąbiomolekuł

20 WARIANTY BIOGAZOWNI ZE WZGLĘDU NA POCHODZENIE SUBSTRATU A. typowa biogazownia rolnicza (typu NaWaRo)- zasilana kiszonką z kukurydzy i gnojowicą; B. rolniczo-utylizacyjna zasilana mieszaniną odpadów rolniczych, i poprodukcyjnych ; C. biogazownia ukierunkowana na wykorzystanie odpadu z przemysłu gorzelnianego; D. typowa biogazownia utylizacyjna-wszystkie substraty stanowią odpady poprodukcyjne lub komunalne.

21 kiszonka z kukurydzy, kiszonka z traw, kiszonka z buraka cukrowego, sorgo, miskant, spartina wywar z gorzelni, wytłok rzepakowy, tłuszcz posmażalniczy, gliceryna, serwatka, melasa SUBSTRATRY DLA BIOGAZOWNI podział ze względu na pochodzenie Uprawa roślinna Przemysł rolno-spożywczy Substraty do biogazowni Produkcja zwierzęca gnojowica bydlęca lub świńska, obornik bydlęcy lub świński, odchody kurze (kurzeniec) Odpady utylizacyjne odpady rzeźne (treśćżołądkowa świńlub przeżuwaczy, masa kostna) odpady komunalne* (odpady kuchenne, osad ściekowy, przeterminowana żywność)

22 ODPADY UTYLIZACYJNE wysoki potencjał inhibicji, wysoka zawartośćmetali ciężkich lub innych substancji utrudniających przebieg kolejnych faz fermentacji, konieczności zastosowania bardziej zaawansowanych technologii, dodatkowej kontroli procesu, większośćtego typu substratów jest podlega szczególnym wymaganiom utylizacyjnym Zakaz stosowania w biogazownich rolniczych.

23 Energetyczne wykorzystanie odpadów pochodzenia zwierzęcego W rozporządzeniu (WE) Parlamentu Europejskiego i Rady nr 1069/2009 z dnia 21 października 2009 r. wyróżniono trzy kategorie produktów ubocznych pochodzenia zwierzęcego: kategoria I np. zwierzęta zakażone lub podejrzane o zakażenie BSE, zwierzęta laboratoryjne tylko do spalenia; kategoria II np. odchody, zwłoki, treśćprzewodu pokarmowego zwierząt gospodarskich wymóg sterylizacji przed dalszym wykorzystaniem (rozdrobnienie cząsteczek substratu do wielkości 12 mm, w temperaturze 70 C przez co najmniej 60 minut); kategoria III np. pozostałości od zwierząt uznanych za zdatne do spożycia, wycofane środki spożywcze pochodzenia zwierzęcego wymóg higienizacji przed dalszym wykorzystaniem (rozdrobnienie substratu do cząsteczek o wielkości 50 mm, w temperaturze 133 C, pod ciśnieniem 0,3 MPaprzez co najmniej 20 minut).

24 Produkcja zwierzęca Uprawy roślinne Przemysł rolnospożywczy Odpady komunalne Odpady rzeźne Charakterystyka wybranych substratów w produkcji biogazu substrat Wydajność produkcji biogazu [dm 3 /kg świeżej masy] Zawartość metanu w biogazie [%] Gnojowica bydlęca Gnojowica świńska Obornik bydlęcy Obornik kur Kiszonka z kukurydzy Kiszonka z buraków cukrowych Kiszonka z sorga Wytłok rzepakowy Melasa Gliceryna Wysłodziny browarne Serwatka Odpady kuchenne Osad ściekowy Treść żwaczy Masa kostna

25 SKŁAD CHEMICZNY I WŁAŚCIWOŚCI BAZY SUROWCOWEJ zawartośćsuchej masy w mieszaninie fermentacyjnej 12 15% dla fermentacji mokrej, 16 40% dla fermentacji suchej; odczyn ph w zakresie 4,5 6,3 w fazie hydrolizy i kwasogenezy oraz 6,8 7,5 w fazie octanogenezy i metanogenezy; stabilna pojemność buforowa; bilans składników pokarmowych C:N:P:S w proporcji 600:15:5:1; obecność cząstek adhezyjnych pozwalających tworzyć się skupiskom i koloniom bakterii; brak substancji toksycznych dla bakterii skład mieszaniny nie powinien generować i kumulować inhibitorów; stabilny skład bazy surowcowej; staranne rozdrobnienie i wymieszanie substratów.

26 DOBÓR SUBSTARTÓW wielkość dostępnego dodatkowego paliwa, odległość, koszty pozyskania, jakośći właściwości substratu, pewność dostaw na przestrzeni kilku lat.

27 BIBLIOGRAFIA Projekt ustawy o odnawialnych źródłach energii z dnia r. Energetyka prosumenckamożliwości i korzyści dla odbiorcy końcowego, Warszawa 2013 Krajowy Plan Rozwoju Mikroinstalacji Odnawialnych ŹródełEnergii Do 2020 roku -synteza raportu, Instytut Energetyki Odnawialnej, Warszawa 2013 Kolwalczyk JuśkoA., Mikrobiogazownirolnicze, Czysta Energia, (1), 32, 2014 MyczkoA. (red.), Budowa i eksploatacja biogazowni rolniczych. Poradnik dla inwestorów zainteresowanych budowąbiogazowni rolniczych, Instytut Technologiczno-przyrodniczy w Falentach. Oddział w Poznaniu. Poznań

28 Dziękujęza wysłuchanie i zapraszam do dyskusji a.myczko@itep.edu.pl