ŁAŃCUCH DOSTAW PALIWA DO ELEKTROWNI OPALANEJ SŁOMĄ

Transkrypt

1 ŁAŃCUCH DOSTAW PALIWA DO ELEKTROWNI OPALANEJ SŁOMĄ TERGOPOWER LUBLIN

2 ŁAŃCUCH DOSTAW PALIWA DO ELEKTROWNI TERGOPOWER LUBLIN WPROWADZENIE Funkcjonowanie elektrowni opalanej biomasą jest ograniczone przede wszystkim pojemnością magazynów paliwa, których zasób wystarcza na dwa do czterech dni pracy elektrowni. Zapewnienie ciągłości dostaw paliwa do takiej elektrowni ma zatem kluczowe znaczenie w pracy zakładu i powodzeniu samej inwestycji. Typowym rozwiązaniem w elektrowniach opalanych biomasą jest wykorzystywanie drewna, które może być pozyskiwane z lasów niemal przez cały rok. Międzynarodowy rynek produkcji tego paliwa jest dobrze ugruntowany, stąd nie zachodzi potrzeba szerszego wyjaśniania jego metod. W przypadku elektrowni wykorzystujących inny typ biomasy, to jest słomę, łańcuch dostaw paliwa różni się zasadniczo w swych rozwiązaniach i nie jest powszechnie znany. Słoma to produkt uboczny upraw rolniczych, takich jak pszenica, jęczmień czy kukurydza. Jako paliwo może być pozyskiwana z pól jedynie w krótkim okresie w ciągu roku. Zmagazynowanie takiej ilości paliwa, która zapewni roczną ciągłą pracę elektrowni, ma zatem fundamentalne znaczenie. Ilustracja przedstawiająca kompletny łańcuch dostaw słomy od pola do elektrowni POLE ZBIORY PRASOWANIE TRANSPORT DO MAGAZYNU MAGAZYNOWANIE W OŚRODKACH TERENOWYCH TRANSPORT DO ELEKTROWNI SPALANIE W ELEKTROWNI Niniejszy katalog prezentuje najważniejsze etapy łańcucha dostaw słomy i jest ogólnym wprowadzeniem w problematykę. Koncentrujemy się tu na słomach zbożowych (z upraw pszenicy, jęczmienia, żyta czy owsa), ale metody ich pozyskiwania są podobne do innych rodzajów sprasowanego paliwa, np. rzepaku, kukurydzy lub miskanta. 2

3 POZYSKIWANIE SŁOMY Ilość słomy, która może być zebrana z jednostki powierzchni pola uprawnego, zależy od klimatu, jakości gruntu i wielu innych czynników. Zwykle zbiór słomy wynosi od 3 do 8 ton z hektara. W opracowaniu przyjęliśmy założenia wydajności nie przekraczającej 3 t/ha. Elektrownia opalana słomą zużywa duże ilości tego paliwa, wobec czego musi ono być pozyskiwane z wielkich powierzchni pól uprawnych. Warunkiem minimalizacji kosztów zaopatrzenia w paliwo jest położenie zakładu w obszarze znaczącej produkcji i nadwyżki podaży słomy, dlatego też zdecydowaliśmy się na umiejscowienie naszej inwestycji w województwie lubelskim. Dla przykładu: 50 MW elektrownia opalana słomą wykorzystuje 36 ton tego surowca na godzinę, co daje roczne zużycie na poziomie około ton. Dla wydajności 3 t/ha tego typu zakład wymaga dostaw słomy zebranej z ha = km 2 pól uprawnych. Oczywiście tylko część terenów sąsiadujących z elektrownią stanowić będą pola uprawne i tylko część zagospodarowu-jących je upraw będzie dawała produkt uboczny w postaci słomy, którą można stosować jako paliwo. Nie można rów-nież oczekiwać, że wszyscy producenci słomy sprzedadzą swoje zbiory do elektrowni. Przy założeniu, że dostępne będzie 15% słomy z terenów sąsiadujących z zakładem, a obszar jej zbioru wyniesie ok km 2, oznacza to pozyskanie słomy w promieniu 70 km od elektrowni. W związku z tym surowiec dla elektrowni TergoPower Lublin będzie dostarczany tylko z części obszaru województwa lubelskiego. Ilustracje przedstawiają elektrownię oraz proces pozyskiwania i przechowywania słomy 3

4 ŁAŃCUCH DOSTAW PALIWA DO ELEKTROWNI TERGOPOWER LUBLIN ZBIÓR Nie ma specjalnych zaleceń związanych ze zbiorem, z wyjątkiem tego, że słoma nie powinna być rozdrabniana w trakcie zbiorów, co w większości jest standardem. 4

5 SUSZENIE I PRASOWANIE SŁOMY W KOSTKI Podczas procesu sprasowywania słoma powinna być sucha, co zapewnia najwyższą możliwą wartość opałową paliwa. Wilgotność materiału przy prasowaniu powinna wynosić poniżej 15%. Najczęściej jednak słoma jest już wystarczająco sucha przy zbiorach, ponieważ odbywają się one zazwyczaj przy słonecznej pogodzie. przyjmowana do skupu będzie mogła mieć wyłącznie formę prostopadłościanu, gdyż system podajnikowy, jaki zostanie zainstalowany w elektrowni, uniemożliwi spalanie okrągłych bel. Jeśli słoma uległa zawilgoceniu w wyniku opadów deszczu tuż po zbiorze, należy poczekać z prasowaniem do jej wyschnięcia. Proces ten można przyspieszyć poprzez obracanie materiału w celu jego wysuszenia. Elektrownie opalane słomą są z reguły zaprojektowane do przyjmowania sprasowanych kostek typu Heston o wymiarach ok. 2,4 x 1,2 x 1,2 m (długość x szerokość x wysokość), jednak stosowane mogą być także niższe kostki. W realiach województwa lubelskiego ten fakt ma bardzo duże znaczenie. Słoma Efektywne zbieranie słomy uzyskuje się w wyniku stosowania nowoczesnych maszyn do prasowania o dużej wydajności. Słoma uformowana w kształt prostopadłościanu powinna być sprasowana tak, żeby uzyskała jak najwyższą gęstość, w celu zminimalizowania kosztów przeładunku, transportu i magazynowania. Zwykle sprasowana kostka typu Heston waży około 500 kg (gęstość 145 kg/m3), ale coraz częściej sto-suje się efektywniejsze prasowanie, by zwiększyć masę kostki nawet do 700 kg (gęstość 200 kg/m3). 5

6 ŁAŃCUCH DOSTAW PALIWA DO ELEKTROWNI TERGOPOWER LUBLIN ZBIERANIE SPRASOWANYCH KOSTEK Z POLA Zbieranie z pól uformowanej w kostki słomy i jej transport do magazynów odbywa się zwykle z wykorzystaniem dużych ciągników z przyczepą, wyposażonych w teleskopowy wysięgnik do załadunku. W celu zapewnienia skutecznego transportu do magazynu przyczepy powinny pomieścić bel lub więcej, zależnie od odległości pomiędzy polem a magazynem. 6

7 MASZYNY DO PRASOWANIA I ZBIERANIA SŁOMY Ilość potrzebnych urządzeń do prasowania i zbierania słomy zależy od kilku czynników: Głównym czynnikiem jest czas. Rolnikom zwykle zależy na uprzątnięciu pól jak najszybciej, aby możliwe było wykonanie prac przygotowujących pod kolejne uprawy. Im mniej czasu, tym więcej maszyn będzie w tym celu potrzebnych. Zawsze będzie więc występował pewien konflikt pomiędzy chęcią dysponowania długim okresem do zbierania i prasowania słomy, pozwalającym zminimalizować koszt maszyn, a z drugiej strony potrzebą jak najszybszego uprzątnięcia pola. Jednakże jakość niesprasowanej słomy będzie się z czasem obniżać w zależności od warunków pogodowych. Stąd też w interesie każdej ze stron leży dbałość o zakończenie prac związanych z prasowaniem i zebraniem słomy w odpowiednim czasie (4 6 tygodni). Klimat jest kolejnym bardzo ważnym czynnikiem. Słoma musi być sucha przy prasowaniu, w związku z czym deszczowy klimat zmniejsza liczbę godzin, podczas których maszyny prasujące mogą pracować. Słoma może także zawilgotnieć od rosy, co również wydłuża okres przygotowania do prasowania od opadnięcia rosy w nocy do wysuszenia następnego ranka. Gotowe, sprasowane kostki można zbierać niezależnie od pogody, dopóki możliwy jest swobodny przejazd maszyn rolniczych po polach. Duże znaczenie mają szerokość kombajnu używanego do zbiorów słomy oraz wydajność terenu. Słoma formowana jest w pasy przez kombajn. Im większa wydajność słomy z hektara i szerszy kombajn, tym powstaje grubszy pas słomy (liczony w kg/m). Wydajność maszyny prasującej mierzona jest w t/ha. Traktor dostosowuje swoją prędkość w taki sposób, aby dopasować się do tej wydajności. Powierzchnia i lokalizacja pola mają także duży wpływ na prasowanie oraz zbieranie słomy. Im mniejsze i bardziej rozproszone pola, tym więcej czasu trzeba poświęcić na transport między polami i z pola do magazynu. 7

8 ŁAŃCUCH DOSTAW PALIWA DO ELEKTROWNI TERGOPOWER LUBLIN ILOŚĆ I LOKALIZACJA MAGAZYNÓW Sprasowana słoma jest zbierana z pól i transportowana do magazynów, skąd jest dostarczana do elektrowni. Magazyny i ich lokalizacja są wybierane w taki sposób, żeby zminimalizować całkowite koszty logistyczne. Miejsca składowania powinny dysponować wygodnym dojazdem, odpowiednią infrastrukturą i być zlokalizowane w pobliżu koncentracji terenów dostarczających słomę. Większa liczba małych magazynów położonych niedaleko pól skutkuje niskimi kosztami transportu surowca na odcinku pole magazyn, jednak z drugiej strony wymaga dobrze zorganizowanego transportu słomy z magazynu do elektrowni. W przypadku TergoPower Lublin zdecydowaliśmy się na małe magazyny. Zostaną one zlokalizowane w liczbie od 150 do 200 na obszarze województwa lubelskiego, będą dysponowały infrastrukturą oraz możliwością przewiezienia towaru do elektrowni transportem drogowym. 8

9 RODZAJE MAGAZYNÓW Sprasowana słoma jest przechowywana od momentu zbioru do chwili przekazania do elektrowni. Dostarczona do spalania słoma powinna być w dobrym stanie, wyłącznie w formie kostki, bez zgnilizny, o niskiej wilgotności. Podczas magazynowania należy chronić słomę przed deszczem, śniegiem i wilgocią pochodzącą z podłoża. Słoma jest zbierana krótko, a dostarczana do elektrowni permanentnie przez cały rok. Warto zwrócić uwagę na to, że niektóre sprasowane kostki słomy są magazynowane w niedługim okresie, podczas gdy inne mogą być przechowywane nawet rok. Istnieje kilka sposobów przechowywania słomy, każdy posiada swoje wady i zalety. Magazyny można podzielić na stałe i tymczasowe. Stałe są kosztowne w budowie, lecz zapewniają słomie najlepszą ochronę. Tymczasowe magazyny zaś są tańsze i można je umiejscowić zgodnie z konkretnymi potrzebami, jednak surowiec przechowywany jest w gorszych warunkach. Decyzja dotycząca doboru typów magazynów zależy od: Okresu przechowywania słomy (długi/krótki)» Klimatu w danym regionie (mokry/suchy)» Długości trwania umowy dostawy z elektrownią (krótkoterminowa/długoterminowa)» Ceny słomy (wysoka/niska) TYMCZASOWE MAGAZYNY ZALECANE SĄ, JEŚLI: Klimat jest suchy Okres przechowywania jest krótki Umowa jest krótkoterminowa (kilka lat) Cena słomy jest niska STAŁE MAGAZYNY ZALECANE SĄ, JEŚLI: Klimat jest wilgotny Okres przechowywania jest długi Umowa jest długoterminowa (kilkunastoletnia) Cena słomy jest wysoka 9

10 ŁAŃCUCH DOSTAW PALIWA DO ELEKTROWNI TERGOPOWER LUBLIN MAGAZYN STAŁY, ZAMKNIĘTY: Wentylowana zamknięta stodoła z betonową podłogą» Rozwiązanie drogie, wysokiej jakości» Przewidywana strata magazynowanej słomy: 0% MAGAZYN STAŁY, ZADASZONY: Stodoła przykryta dachem, bez ścian, z betonową podłogą» Stosunkowo tania alternatywa dla zamkniętej stodoły» Przewidywana strata magazynowanej słomy: 0 1% 10

11 ZAAWANSOWANY TECHNOLOGICZNIE MAGAZYN TYMCZASOWY, STOGI O KSZTAŁCIE WALCA: Sprasowane kostki są ustawiane (za pomocą windy teleskopowej) w grupach po 2, 5 lub 7 na owijarce i pakowane w folię, tworząc strukturę o kształcie walca Długość magazynu jest dowolna, dostosowana do wymiarów pola i wygody użytkownika Zaletą jest krótki dystans na etapie pole magazyn z uwagi na to, iż tunele umieszczane są bezpośrednio na polu Przewidywana strata magazynowanej słomy: do 5% Zdjęcie udostępnione dzięki uprzejmości BWSC 11

12 12 ŁAŃCUCH DOSTAW PALIWA DO ELEKTROWNI TERGOPOWER LUBLIN

13 TRANSPORT DO ELEKTROWNI Ostatnim ogniwem opisywanego łancucha jest transport sprasowanej słomy z magazynów zlokalizowanych w regionie do elektrowni. Elektrownia TergoPower Lublin posiadać będzie automatyczny system rozładunku, magazynowania i podawania słomy, z możliwością jednoczesnego rozładunku jednej warstwy sprasowanych kostek 2x6 sztuk z ciężarówki i przy-czepy, tak jak pokazano to na zdjęciu. Ciężarówka z przyczepą może pomieścić 2 lub 3 warstwy sprasowanej słomy, czyli średnio 24 lub 36 kostek, w zależności od ich wagi i rozmiarów oraz dopuszczalnych w kraju gabarytów ładunku. Transport z magazynu do elektrowni może odbywać się zarówno w dzień, jak i w nocy, jednak w praktyce zakłada się czas permanentnych dostaw do elektrowni przez 6 dni w tygodniu, a całkowity czas przyjmowania słomy w zakładzie wynosi około 66 roboczogodzin w ciągu tygodnia. 50 MW elektrownia zużywająca ton słomy rocznie przyjmuje ton surowca tygodniowo. Jeśli zaopatrze-nie realizowane jest transportem drogowym, przez cięża-rówki o obciążeniu średnio 12 ton, elektrownia przyjmuje 480 ciężarówek tygodniowo, czyli 8 transportów na godzinę, gdy całkowity czas odbioru wynosi 60 h/tydzień. W tym celu należy zapewnić odpowiedni załadunek i transport samochodowy. Powyższe założenia mają charakter konserwatywny i ulegają zmianie w przypadku dostawy transportem drogowym o wyższej łądowności (np ton), co wpłynęłoby znaczaco na ograniczenie ilości wymaganych transportów. Zdjęcie udostępnione dzięki uprzejmości BWSC 13

14 ŁAŃCUCH DOSTAW PALIWA DO ELEKTROWNI TERGOPOWER LUBLIN STRUKTURA KOSZTÓW DOSTAW SŁOMY DO ELEKTROWNI OPALANEJ BIOMASĄ Koszt zbioru i dostaw słomy do elektrowni zależy od infrastruktury, jaką dysponują gospodarstwa, poziomu wynagrodzeń pracowników i innych czynników. Jednakże możliwe jest oszacowanie ogólnego zarysu struktury kosztów. Ze zdobytego przez nas doświadczenia wynika, iż zaangażowanie czasu potrzebnego do produkcji tony sprasowanej w kostki słomy, dostarczonej do zakładu, można określić następująco: CZYNNOŚCI PO STRONIE DOSTAWCY przewracanie słomy w celu wysuszenia prasowanie słomy zbieranie i układanie sprasowanej słomy na polu załadunek sprasowanej słomy na naczepy i jej transport do magazynu CZAS 5-7 min/t 5-7 min/t 8-6 min/t min/t w zależności od wyboru sposobu magazynowania i lokalizacji magazynów Strukturę kosztów dotyczących obsługi maszyn rolniczych szacuje się w następujący sposób*: JEDNOSTKA PODZIAŁ KOSZTÓW CAŁKOWITYCH wynagrodzenia (z administracją i naprawami) 50% koszt kapitału 20% paliwa, oleje, części zamienne itp. 20% pozostałe 10% *Uwaga: w tabeli strukturę kosztów dotyczących obsługi maszyn rolniczych oszacowano na podstawie danych pochodzących od naszego partnera działającego na terenie Danii. 14

15 NAJWAŻNIEJSZE WARUNKI UMÓW Z DOSTAWCAMI SŁOMY W celu zapewnienia stabilnych i elastycznych dostaw surowca umowy muszą być zawierane przede wszystkim na długi okres % kontraktów to umowy długoterminowe (10-15 lat), pozostałe to porozumienia krótkoterminowe do 5 lat. Kontrakty długoterminowe stanowią zabezpieczenie decyzji inwestycyjnych elektrowni. Umowy krótkoterminowe zapewniają natomiast elastyczność w radzeniu sobie z wahaniami dostaw, cen paliwa i niestabilnością rynku. Oprócz oczywistych kodeksowych wytycznych, definiujących składowe umów handlowych, zależy nam przede wszystkim na tym, żeby umowy zawierały punkty dotyczące: 1 Budowy precyzyjnej, ale też przede wszystkim elastycznej, zadowalającej obydwie strony, formuły cenowej, opartej na składowych wpływających na jej ostateczny kształt, takich jak: coroczny wskaźnik inflacji, wilgotność słomy, cena energii elektrycznej, wskaźniki historyczne. 2 Zabezpieczenia dostaw oraz odbioru towaru przez elektrownię za pomocą indywidualnie dobranych produktów gwarancyjnych w taki sposób, aby obydwie strony umowy czuły się bezpiecznie i mogły planować długoterminowe inwestycje związane wieloletnim kontraktem dostaw. Naszym zamiarem jest doprowadzenie do sytuacji, kiedy zarówno dostawca, jak i odbiorca traktowani są na równi oraz uzależnieni od siebie na zasadzie partnerstwa i wzajemnego zrozumienia. Uważamy, iż długoterminowa współpraca polega na tym, że Partnerzy wzajemnie się wspierają i wspólnie rozwiązują problemy, jakie stwarza rynek. 15

16 ŁAŃCUCH DOSTAW PALIWA DO ELEKTROWNI TERGOPOWER LUBLIN 16

17 WPŁYW ZBIORU SŁOMY NA JAKOŚĆ GLEB Wykorzystanie słomy jako paliwa, w procesie długoterminowym w pewnym stopniu zmienia skład gleby. Zazwyczaj słoma jest palona na polu lub tam zostawiana, co zapewnia glebie naturalne nawożenie. Po zebraniu słomy grunt pozbawiany jest niektórych materiałów organicznych i minerałów, jednak nie udowodniono, ażeby miało to znaczący wpływ na wydajność upraw. Utrata minerałów może być skompensowana przez popiół denny bogaty w potas produkt uboczny procesu spalania w elektrowni, który może zostać zwrócony na pole. Wtedy w strukturze gleby nie odnotowuje się żadnych negatywnych zmian. Nasza elektrownia będzie otwarta na współpracę z dostawcami słomy w zakresie odbioru popiołu powstałego w procesie spalania. W pełni rozumiemy bowiem, że wydajność areałów lubelskich ma ogromny wpływ na zabezpieczenie dostaw i zadowolenie naszych dostawców. 17

18 ŁAŃCUCH DOSTAW PALIWA DO ELEKTROWNI TERGOPOWER LUBLIN PODSUMOWANIE Firma TergoPower Lublin odpowiada za budowę elektrowni zasilanej biomasą pochodzącą z terenu województwa lubelskiego. Planowana moc elektrowni wyniesie 50 MW jeśli chodzi o produkcję energii elektrycznej i (opcjonalnie) ok. 15 MW w zakresie produkcji ciepła. Inwestycja pozwoli na:» dostarczenie energii elektrycznej do około domów i sąsiadujących zakładów produkcyjnych» redukcję emisji CO2 do atmosfery w ilości około ton w skali roku nawiązanie długoterminowej współpracy z lokalnymi dostawcami biomasy stworzenie kilkudziesięciu miejsc pracy w zakładzie oraz kilkuset etatów w firmach zewnętrznych w regionie, obsługujących dostawy biomasy do elektrowni oraz świadczących inne usługi wykorzystanie powstałego w procesie spalania popiołu jako nawozu poprawiającego wydajność gleby naszych dostawców» zakup sprasowanych kostek słomy w ilości ok ton rocznie w formie długoterminowych kontraktów W przypadku jakichkolwiek pytań lub też zgłoszenia chęci współpracy prosimy o kontakt: TergoPower Lublin Sp. z o.o. ul. Weteranów 24B, Lublin Dyrektor ds. Dostaw Surowca i Logistyki: Marcin Tatara, tel. kom , tatara@tergopower.com Zapraszamy do współpracy.