Korzyści energetyczne, ekonomiczne i środowiskowe stosowania technologii kogeneracji i trigeneracji w rozproszonych źródłach energii

Transkrypt

1 Andrzej Wiszniewski Korzyści energetyczne, ekonomiczne i środowiskowe stosowania technologii kogeneracji i trigeneracji w rozproszonych źródłach energii

2 Definicja Kogeneracja CHP (Combined Heat and Power) to skojarzone wytwarzanie ciepła i energii elektrycznej w jednej instalacji, przy maksymalnym ograniczeniu strat przesyłu i transformacji. Trigeneracja - CHCP (Combined Heat, Cooling and Power) jest to efektywne wytwarzanie energii elektrycznej, ciepła i chłodu w jednej instalacji. Podstawowymi składnikami systemu CHCP są: jednostka kogeneracyjna wytwarzającą jednocześnie ciepło i energię elektryczną (CHP) oraz; urządzenie do wytwarzania chłodu z ciepła -TDC (thermally driven chiller).

3 IDEA TRIGENERACJI Problemy Proponowane działania Kogeneracja Trigeneracja Globalne ocieplenie OZE Efektywna energetycznie ale kosztowna Wykorzystanie ciepła odpadowego Wzrost zapotrzebowania na energię Efektywność energetyczna Wymagane stałe zapotrzebowanie na ciepło Zwiększenie efektywności kogeneracji Wzrost zapotrzebowania na chłód Promocja kogeneracji Główny problem: Niskie zapotrzebowanie na ciepło latem Redukcja zużycia energii pierwotnej do chłodzenia

4 Kogeneracja oszczędność energii pierwotnej Przykład: Odbiorca potrzebuje: 60 jednostek ciepła 30 jednostek energii elektrycznej Gaz ziemny 67 Kocioł konwencjonalny Ciepło 60 Odbiorca energii System konwencjonalny ,8% El. 30 Energia pierwotna 100 Sieć energetyczna Gospodarka skojarzona Gaz ziemny 100 Jednostka kogeneracyjna Ciepło 60 Odbiorca energii % El. 30 El. 30 Sieć energetyczna Oszczędność energii pierwotnej: ( )/167 = 40,1 %

5 Trigeneracja lepsze wykorzystanie zainstalowanych urządzeń Jednoczesna produkcja energii elektrycznej, ciepła i chłodu Chłodziarka absorpcyjna Chłód Gaz ziemny 65 Jednostka kogeneracyjna Ciepło 60 CO Odbiorca energii CWU El. 30 El. 30 Sieć energetyczna Produkcja chłodu umożliwia efektywniejsze zagospodarowanie ciepła i tym samym zwiększenie ilości godzin pracy systemu

6 Schematy źródeł zasilania - System podstawowy Sieć energe - tyczna Układ rozliczeniowy Odbiory en. elektrycznej Źródło ciepła Zasobnik ciepła (opcja) Odbiory ciepła Chodziarka sprężarkowa Zasobnik chłodu (opcja) Odbiory chłodu

7 Schematy źródeł zasilania - System Trigeneracji CHCP Sieć energe - tyczna Układ rozliczeniowy Odbiory en. elektrycznej Jednostka CHP Zasobnik ciepła Układ odprowadzenia ciepła Odbiory ciepła TDC Szczytowe źródło ciepła Chodziarka sprężarkowa Zasobnik chłodu Odbiory chłodu

8 Zawartość tekstu Sieć energe - tyczna Układ rozliczeniowy Odbiory en. elektrycznej Jednostka CHP Zasobnik ciepła Układ odprowadzenia ciepła Odbiory ciepła TDC Szczytowe źródło ciepła Chodziarka sprężarkowa Zasobnik chłodu Odbiory chłodu

9 Technologie

10 Mikrotechnologie CHP

11 Sprawność elektryczna małych i średnich układów CHP

12 Korzyści energetyczne oszczędność energii pierwotnej CHP mikro CHCP Małe i średnie 100% Oszczędność energii pierwotnej 50% 0% COP = 0,4-50% COP = 0,5 COP = 0,6-100% COP = 0,7 COP = 0,8-150% 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35 0,4 Sprawność elektryczna CHP

13 Korzyści ekonomiczne Przedstawione na rysunku "obniżenie ceny..." musi skompensować różnicę w nakładach inwestycyjnych oraz zwiększonych kosztach eksploatacyjnych. Zatem dodatnia wartość tego parametru jest konieczna, lecz niewystarczająca. Jak widać z wykresu, osiągnięcie pozytywnej wartości "obniżenia ceny..." jest łatwiejsza w przypadku produkcji ciepła niż chłodu. Stąd wniosek, że rozszerzenie systemu CHP do CHCP zmniejsza margines korzyści i efektywność ekonomiczna może być trudna do osiągnięcia

14 Potencjał oszczędności

15 Czy wysokosprawna kogeneracja jest szansą dla poprawy bilansu energetycznego kraju i wzrostu efektywności energetycznej?

16 Pytanie retoryczne? Oszczędność w porównaniu z produkcją rozdzielną do 80% energii pierwotnej oraz ponad 70% emisji CO 2 Ustawa Prawo Energetyczne daje inwestorom: gwarancję odbioru energii elektrycznej wytworzonej w wysokosprawnej kogeneracji przez operatora systemu elektroenergetycznego; pierwszeństwo dla przesyłania lub dystrybucji energii elektrycznej wytworzonej w wysokosprawnej kogeneracji; możliwości uzyskania dodatkowych przychodów z tytułu sprzedaży nadwyżek świadectw pochodzenia energii elektrycznej wyprodukowanej w wysokosprawnej kogeneracji. Oferta dofinansowania inwestycji w wysokosprawną kogenerację w ramach środków Programu Infrastruktura i Środowisko, Regionalnych Programów Operacyjnych, konkursów ogłaszanych przez NFOŚiGW i in.

17 Dlaczego nie retoryczne? Wysokosprawna kogeneracja powinna być standardową technologią w większości budynków użyteczności publicznej (szpitale, biurowce,..) oraz przedsiębiorstw energetyki cieplnej, a jest jedynie w przedsiębiorstwach zaopatrujących duże aglomeracje i to głównie ta oparta na spalaniu węgla. Obawa przed podjęciem ryzyka inwestycyjnego w warunkach braku stabilnej polityki energetycznej nakierowanej na wzrost efektywności energetycznej zarówno po stronie wytwarzania jak i użytkowania energii. Ograniczenie czasowe obowiązywania kolorowych certyfikatów, w sytuacji gdy jest to jedyny bodziec ekonomiczny, który w istotnym stopniu poprawia efektywność ekonomiczną inwestycji w wysokosprawną kogenerację. Trudności formalne w uzgodnieniach warunków wyprowadzenia mocy elektrycznej oraz doprowadzenia gazu związane ze złym stanem technicznym lub niedorozwojem sieci dystrybucyjnych energii elektrycznej i gazu.

18 Rekomendacje Potencjał oszczędności energii pierwotnej poprzez stosowanie małych układów kogeneracyjnych jest ogromny. Układy CHCP posiadają ewidentny potencjał oszczędności energii. Kluczowym parametrem decydującym o poziomie oszczędności energii pierwotnej jest sprawność elektryczna systemu CHP - powyżej 30%. Przy obecnym stanie rozwoju technologii, zastosowanie chłodziarek napędzanych ciepłem, szczególnie pojedynczego efektu nie gwarantuje osiągnięcia satysfakcjonujących oszczędności energii pierwotnej. Z uwagi na obowiązujący w Polsce system taryf, systemy CHP i CHCP należy projektować tak, aby możliwie największa część produkowanej energii elektrycznej była zużywana na miejscu. Atrakcyjność ekonomiczna systemów mikro-chcp jest przy obecnym stanie rozwoju technologii znikoma ze względu na bardzo wysokie nakłady inwestycyjne.

19 Dziękuję za uwagę Andrzej Wiszniewski