Prawne i techniczne aspekty wytwarzania energii odnawialnej z biomasy

Transkrypt

1 Prawne i techniczne aspekty wytwarzania energii odnawialnej z biomasy Rafał Szymanowicz V Konferencja Ochrona środowiska w energetyce Jaworzno, lutego 2010 r.

2 Rola ENERGOPOMIARU w przygotowaniach do produkcji energii odnawialnej Współpraca przy ubiegania się o koncesję na wytwarzanie energii ze źródeł odnawialnych Opracowywanie dokumentacji uwierzytelniającej Opinie dla Urzędu Regulacji Energetyki Opracowywanie procedur w celu poprawnego prowadzenia produkcji i rozliczeń energii odnawialnej ze spalania biomasy lub biogazu Koncepcje technologiczne mające na celu przygotowanie obiektu do prowadzenia procesu produkcji energii odnawialnej Przeprowadzanie różnego rodzaju badań, pomiarów i testów Doradztwo przy pozyskiwaniu dofinansowania z funduszy strukturalnych Unii Europejskiej (prawie 200 mln zł dotacji pozyskanych dla dużych przedsiębiorstw na inwestycje proekologiczne w latach ) wniosek o dofinansowanie z kompletną dokumentacją, w tym studium wykonalności i ocena oddziaływania na środowisko usługi doradcze przy określaniu i rozliczaniu efektu ekologicznego Monitoring projektów inwestycyjnych współfinansowanych z funduszy unijnych

3 Rola ENERGOPOMIARU w przygotowaniach do produkcji energii odnawialnej AMK Systemy Grzewcze Sp. z o.o. Dalkia Łódź S.A. Dalkia Poznań Zespół Elektrociepłowni S.A. Electrabel Połaniec S.A. Elektrociepłownia Będzin S.A. Elektrociepłownia Białystok S.A. Elektrociepłownia Chorzów ELCHO Sp. z o.o. Elektrownia Kozienice S.A. Elektrownia Rybnik S.A. ENERGA Elektrownie Ostrołęka S.A. Energetyka Boruta Sp. z o.o. Energetyka Wisłosan Sp. z o.o. Fortum Częstochowa S.A. International Paper Kwidzyn Sp. z o.o. P.P.U.H. Radkom Sp. z o.o. PE Megawat Sp. z o.o. EC Dębieńsko PE Megawat Sp. z o.o. EC Knurów PKE S.A. Elektrociepłownia II Bielsko-Północ PKE S.A. Elektrownia Jaworzno III - ElII PKE S.A. Elektrownia Jaworzno III - EII PKE S.A. Elektrociepłownia Katowice PKE S.A. Elektrownia Łaziska PKE S.A. Elektrownia Siersza PGE Elektrownia Bełchatów S.A. PGE ZEDO S.A. Elektrownia Dolna Odra PGE ZEDO S.A. Elektrownia Szczecin Saturn Management Sp. z o.o. i Współnicy Sp. k. Stora Enso Polska S.A. Vattenfall Heat Poland S.A. EC Siekierki Vattenfall Heat Poland S.A. EC Żerań ZE PAK S.A. Elektrownia Konin

4 Akty prawne regulujące zasady postępowania przy produkcji i rozliczaniu energii odnawialnej Rozporządzenie Ministra Gospodarki z dnia 30 maja 2003 r. w sprawie szczegółowego zakresu obowiązku zakupu energii elektrycznej i ciepła z odnawialnych źródeł energii oraz energii elektrycznej wytwarzanej w skojarzeniu z wytwarzaniem ciepła (Dz. U. Nr 104 Poz. 971), które zostało zastąpione przez: Rozporządzenie Ministra Gospodarki z dnia 19 grudnia 2005 r. w sprawie szczegółowego zakresu obowiązków uzyskania i przedstawienia do umorzenia świadectw pochodzenia, uiszczenia opłaty zastępczej oraz zakupu energii elektrycznej i ciepła wytworzonych w odnawialnych źródłach energii (Dz. U. Nr 261, poz. 2187) oraz zmianą z 2006 r. (Nr 205 poz. 1510), które straciło moc 25 lutego 2008 r. Rozporządzenie Ministra Gospodarki z dnia 14 sierpnia 2008 r. w sprawie szczegółowego zakresu obowiązku uzyskania i przedstawienia do umorzenia świadectw pochodzenia, uiszczenia opłaty zastępczej, zakupu energii elektrycznej i ciepła wytworzonych w odnawialnych źródłach energii oraz obowiązku potwierdzania danych dotyczących ilości energii elektrycznej wytworzonej w odnawialnym źródle energii (Dz. U. Nr 156 Poz. 969)

5 Sposób prowadzenia produkcji i rozliczeń energii odnawialnej podstawowe zapisy w aktach prawnych Rozporządzenie MG z dnia 14 sierpnia 2008 r. 2, ust. 5: Jednostka wytwórcza - wyodrębniony zespół urządzeń ( ) służący do wytwarzania energii elektrycznej lub ciepła i wyprowadzenia mocy, opisany przez dane techniczne i handlowe. Rozporządzenie MG z dnia 14 sierpnia 2008 r : W jednostce wytwórczej, w której spalane są biomasa ( ) wspólnie z innymi paliwami do energii wytwarzanej w odnawialnych źródłach zalicza się cześć energii elektrycznej lub ciepła odpowiadającą udziałowi energii chemicznej biomasy ( ) w energii chemicznej paliwa zużywanego do wytwarzania energii, obliczaną na podstawie rzeczywistych wartości opałowych tych paliw Rozporządzenie MG z dnia 14 sierpnia 2008 r. 5, ust. 4, pkt 1): pomiary masy biomasy ( ) i paliwa stałego innego niż biomasa obejmują pomiary masy każdego z tych paliw dostarczonych do procesu spalania, Rozporządzenie MG z dnia 14 sierpnia 2008 r. 5, ust. 4, pkt 1): Rejestrację danych oraz wyników pomiarów i obliczeń ( ) należy prowadzić, tak aby ( ) możliwe było sporządzenie wydruków za każdy dzień

6 Sposób prowadzenia produkcji i rozliczeń energii odnawialnej podstawowe zapisy w aktach prawnych Rozporządzenie MG z dnia 14 sierpnia 2008 r. 4, ust. 2, 3 i 4: Informację na temat obowiązku spalania biomasy pochodzącej z upraw energetycznych lub odpadów i pozostałości z produkcji rolnej oraz przemysłu przetwarzającego jej produkty, a także części pozostałych odpadów, które ulegają biodegradacji, z wyłączeniem odpadów i pozostałości z produkcji leśnej, a także przemysłu przetwarzającego jej produkty w skrócie zwanej biomasą poza leśną lub należącą do tzw. grupy II. Producentów energii odnawialnej, których ten obowiązek dotyczy podzielono na trzy grupy, mianowicie: posiadających jednostki wytwórcze, w których są spalane biomasa lub biogaz wspólnie z innymi paliwami (tzw. współspalanie), posiadających jednostki wytwórcze z tzw. układami hybrydowymi, posiadających jednostki wytwórcze, w których jest spalana wyłącznie biomasa.

7 Sposób prowadzenia produkcji i rozliczeń energii odnawialnej podstawowe zapisy w aktach prawnych 4 ust. 2, 3 i 4 ciąg dalszy Największy udział biomasy poza leśnej musi być spalony w jednostkach wytwórczych, w których są spalane biomasa lub biogaz wspólnie z innymi paliwami (tzw. współspalanie), w tym przypadku udział ilościowy biomasy poza leśnej w stosunku do całkowitej biomasy dostarczonej do procesu spalania powinien wynosić nie mniej niż: 5% w 2008 r. 40% w 2011 r. 10% w 2009 r. 55% w 2012 r. ( ) 25% w 2010 r. aż do 100% w r. W przypadku układów hybrydowych obowiązek dotyczący spalania biomasy poza leśnej na lata jest taki sam jak dla jednostek współspalających, natomiast w kolejnych wzrost udziału tej biomasy w stosunku do całkowitej spalanej biomasy jest znaczenie łagodniejszy i wynosi od 20% w latach do 60% w roku % w 2008 r. 25% w 2013 r. 10% w 2009 r. 30% w 2014 r. ( ) 20% w r. aż do 60% w 2017 r. W jednostkach wytwórczych spalających wyłącznie biomasę obowiązek spalania biomasy grupy II zostanie wprowadzony od 2010 r. i będzie odpowiadał wartością takim samym jak w układzie hybrydowym.

8 Wymagania dotyczące opomiarowania jednostki wytwórczej dla układu ze wspólnym spalaniem paliw odnawialnych z nieodnawialnymi Mierzony parametr Przyrząd pomiarowy (najczęściej spotykany) Obowiązek dokumentowania Obowiązek dokumentowania wynikający z przepisów wynikający z załączników do współspalanie/hybryda wniosku o wydanie SP współspalanie/hybryda Pomiar masy biomasy dostawy Waga samochodowa (podział na Grupę I i 3 podgrupy Grupy II) -/- Wartość opałowa - dostawy (podział na Grupę I i 3 podgrupy Grupy II) Analiza laboratoryjne -/- Pomiar masy biomasy grupy I (leśnej) zużycie Waga taśmowa Pomiar masy biomasy grupy II (poza leśnej) zużycie Waga taśmowa (może być ta sama) Wartość opałowa biomasy grupy l Analiza laboratoryjne (leśnej) zużycie -/- Wartość opałowa biomasy grupy li Analiza laboratoryjne (innej niż leśnej) zużycie -/- Wartość opałowa biomasy (całkowity) zużycie +/- -/- Analiza laboratoryjne

9 Wymagania dotyczące opomiarowania jednostki wytwórczej dla układu ze wspólnym spalaniem paliw odnawialnych z nieodnawialnymi Mierzony parametr Rodzaj pomiaru Pomiar masy biomasy ciekłej zużycie Przepływomierz Obowiązek dokumentowania Obowiązek dokumentowania wynikający z przepisów wynikający z załączników do wniosku o wydanie SP współspalanie/hybryda współspalanie/hybryda +/- Wartość opałowa biomasy ciekłej Analiza laboratoryjne zużycie +/- Pomiar masy węgla zużycie /- +/- Wartość opałowa węgla zużycie Analiza laboratoryjne +/- Pomiar produkcji energii elektrycznej brutto Licznik Pomiar produkcji ciepła Bilans, liczniki -/- -/- Waga taśmowa Wartość opałowa węgla zużycie Analiza laboratoryjne Pomiar masy oleju opałowego zużycie Liczniki, bilans miesięczny umożliwiający wykazanie zużycia dobowego

10 Przykładowy schemat bilansowy jednostki wytwórczej przeznaczonej do produkcji energii w odnawialnych źródłach wspólne spalanie biomasy i węgla pomiar zużycia i kaloryczności węgla pomiar zużycia i kaloryczności oleju opałowego pomiar zużycia i kaloryczności biomasy (podział na biomasę leśną i poza leśną pomiar produkcji ciepła pomiar produkcji energii elektrycznej brutto

11 Przykładowy schemat bilansowy jednostki wytwórczej przeznaczonej do produkcji energii w odnawialnych źródłach układ hybrydowy pomiar wydajności cieplnej kotłów spalających paliwa odnawialne pomiar wydajności cieplnej kotłów spalających paliwa nieodnawialne

12 Przykład adaptacji układu podawania węgla do prowadzenia procesu wspólnego spalania biomasy i węgla układ spełniający w 100% wymagania prawne oraz URE

13 Przykład adaptacji układu podawania węgla do prowadzenia procesu wspólnego spalania biomasy i węgla

14 Charakterystyka sprawności i strat cieplnych kotła brutto próby spalania biomasy (trocin i zrębek) w kotle pyłowym 100 l( N)RC - stra ta przez promieniowanie i przewodze nie l(n )SF - strata nieca³kowitego spalania 98 pomiary bazowe przy spalaniu węgla średnia wartość opałowa węgla 21,6 MJ/kg Sprawnoœæbrutt o ko t³a [%] pomiary przy wspólnym spalaniu węgla i biomasy w postaci trocin (~10%) średnia wartość opałowa biomasy: 8,2 MJ/kg, mieszaniny węgla i biomasy 20,0 MJ/kg l( N)G + l(n )CO - strata wylotow a i niezupe³nego spalan ia η ( N)B - sprawnoœæbrutto kot³a wydajnoœækot³a [kg/s]

15 Charakterystyka sprawności i strat cieplnych kotła brutto próby spalania biomasy (zrębków) w kotle fluidalnym 100 l( N)RC - strata przez promieni owa nie i przew odzenie l(n) SF - strata nieca³kowiteg o spalania 98 pomiary bazowe przy spalaniu węgla średnia wartość opałowa węgla 20,6 MJ/kg Sprawnoœæbrutt o ko t³a [%] l( N)G + l(n )CO - strata wyl otow a i niezupe³nego spalania pomiary przy wspólnym spalaniu węgla i biomasy w postaci zrębków (~20%) średnia wartość opałowa biomasy: 9,2 MJ/kg, mieszaniny węgla i biomasy 19,4 MJ/kg η ( N)B - sprawnoœæbrutto kot³a wyda jnoœækot³a [kg/s]

16 Zagrożenia związane z zawartością chloru w paliwie Spalane paliwo Udział masowy biomasy, % (udział energii chemicznej), % Wartość opałowa Qir, MJ/kg Zawartość siarki S (średnia), % Zawartość chloru Cl, % Stężenie chlorowodoru HCl, mg/mn3 węgiel węgiel z domieszką makuchu rzepakowego (11 12) 17,9 18,6 16,9 17,0 1,22 0,61 0,44 0,45 0,03 0,

17 Zagrożenia związane z zawartością chloru w paliwie Spalane paliwo Stężenie chlorowodoru HCl, mg/mn3 Węgiel kamienny Węgiel brunatny max 23 Węgiel kamienny z domieszką biomasy pochodzenia leśnego Węgiel kamienny z domieszką biomasy agro

18 Próby wspólnego spalania biomasy węgla Parametry spalanej biomasy 0,9% Trociny 0,8% Wierzba Trociny Zrębki Wierzba ZrębkiMiksant cukrowy Miksant cukrowy Ścier drzewny Ścier drzewny Masa Masa łapana łapana ze słomy rzepakowej ze słomy rzepakowej ze słomy zbożowej ze słomy zbożowej ze słomy jasnej ze słomy ciemnej ze słomy jasnej z płyt wiórowych Pelety drzewne ze słomy ciemnej Pelety rzepakowe z płyt wiórowych Makuch rzepakowy Rzodkiew oleistadrzewne Pelety Osad ściekowy WęgielPelety brunatny rzepakowe WęgielMakuch kamienny rzepakowy 0,7% 0,6% 0,5% 0,4% 0,3% 0,2% Rzodkiew oleista Osad ściekowy 0,1% Węgiel brunatny Węgiel kamienny 0,0% Zawartość pierwiastka Cl, %

19 Próby wspólnego spalania biomasy węgla Parametry spalanej biomasy 1,8% Trociny 1,6% Wierzba Zrębki Trociny Wierzba Miksant cukrowy Zrębki Ścier drzewny Miksant cukrowy Ścier drzewny Masa łapana Masa łapana ze słomyze rzepakowej słomy rzepakowej ze słomy zbożowej słomy zbożowej ze słomyze jasnej ze słomyze ciemnej słomy jasnej z płyt wiórowych Pelety drzewne ze słomy ciemnej Pelety rzepakowez płyt wiórowych Makuch rzepakowy Pelety drzewne Rzodkiew oleista Osad ściekowy Pelety rzepakowe Węgiel brunatny Węgiel kamiennyrzepakowy Makuch 1,4% 1,2% 1,0% 0,8% 0,6% 0,4% Rzodkiew oleista Osad ściekowy Węgiel brunatny 0,2% Węgiel kamienny 0,0% Zawartość pierwiastka S, %

20 Wyniki prób głównych UAR bloku

21 Biopaliwa ciekłe Paliwo: gliceryna olej rzepakowy Zawartość wody, % 9,1 0,0 Zawartość popiołu, % 6,9 0,002 Zawartość C, % 32,2 73,7 Zawartość H, % 6,9 9,9 Zawartość O, % 44,8 - Zawartość N, % 0,00 0,18 Zawartość S, % 0,07 0,002 Zawartość Cl, % 3,87 0,1 Wartość opałowa

22 Pobór mocy elektrycznej na potrzeby własne dwóch przykładowych bloków energetycznych wyposażonych w różne typy kotłów Wielkość Jedn. Blok z kotłem pyłowym Blok z kotłem fluidalnym Moc bloku: 225 MW Moc bloku: 113 MW Całkowity pobór mocy przez blok: a) przy spalaniu trocin i węgla kamiennego kw b) przy spalaniu tylko węgla kamiennego kw c) wzrost (lub spadek) poboru mocy % 6,3-1,4 W tym pobór mocy przez: młyny: a) kw b) kw 834 c) % 25,7 wentylatory młynowe: a) kw b) kw c) % 3,6 Wentylatory powietrza: a) kw / 624 / 430*) b) kw / 570 / 429*) c) % 15,1-9,7 / 9,5 / 0,2 Wentylatory spalin: a) kw b) kw c) % 3,9 *) wentylatory powietrza pierwotnego/powietrza wtórnego/dmuchawy powietrza wysokoprężnego - 1,7

23 Dziękuję za uwagę Zapraszamy do współpracy Zakłady Pomiarowo-Badawcze Energetyki ENERGOPOMIAR Sp. z o.o. ul. gen. J. Sowińskiego Gliwice Rafał Szymanowicz tel. (32) , fax (32) rszymanowicz@energopomiar.com.pl