EFEKTYWNOŚĆ KONWERSJI ENERGII CHEMICZNEJ BIOMASY

Podobne dokumenty
Metan z procesów Power to Gas - ekologiczne paliwo do zasilania silników spalinowych.

Szkolenie techniczne Urządzenia grzewcze małej mocy na paliwa stałe wyzwania środowiskowe, technologiczne i konstrukcyjne Katowice

25 lat konferencji KOKSOWNICTWO

Jednostki Wytwórcze opalane gazem Alternatywa dla węgla

Zużycie Biomasy w Energetyce. Stan obecny i perspektywy

PGE Zespół Elektrowni Dolna Odra S.A. tworzą trzy elektrownie:

Kogeneracja. Ciepło i energia elektryczna. Środowisko. Efektywność

Jak powstają decyzje klimatyczne. Karol Teliga Polskie Towarzystwo Biomasy

Polityka energetyczna Polski do 2050 roku rola sektora ciepłownictwa i kogeneracji

Skutki makroekonomiczne przyjętych scenariuszy rozwoju sektora wytwórczego

Doświadczenia ENEGRA Elektrownie Ostrołęka SA w produkcji energii ze źródeł odnawialnych

Krzysztof Stańczyk. CZYSTE TECHNOLOGIE UśYTKOWANIA WĘGLA

Zapotrzebowanie krajowego sektora energetycznego na surowce energetyczne stan obecny i perspektywy do 2050 r.

5,70% Olej opałowy; 5,80% Miał opałowy; 33,80%

Ciepłownictwo filarem energetyki odnawialnej

STRATEGICZNY PROGRAM BADAŃ NAUKOWYCH I PRAC ROZWOJOWYCH. Zaawansowane technologie pozyskiwania energii. Warszawa, 1 grudnia 2011 r.

Budowa układu wysokosprawnej kogeneracji w Opolu kontynuacją rozwoju kogeneracji w Grupie Kapitałowej ECO S.A. Poznań

Konkurencja wewnątrz OZE - perspektywa inwestora branżowego. Krzysztof Müller RWE Polska NEUF 2010

Elektrotechnika I stopień (I stopień / II stopień) Ogólnoakademicki (ogólnoakademicki / praktyczny) kierunkowy (podstawowy / kierunkowy / inny HES)

Program Analiza systemowa gospodarki energetycznej kompleksu budowlanego użyteczności publicznej

Zał.3B. Wytyczne w zakresie określenia ilości ograniczenia lub uniknięcia emisji zanieczyszczeń do powietrza

CIEPŁO Z OZE W KONTEKŚCIE ISTNIEJĄCYCH / PLANOWANYCH INSTALACJI CHP

Nowe narzędzia do badania jakości węgla i koksu. M.Winkler, A.Sobolewski, M.Janasik, B.Mertas

Rynek kotłów na biomasę w Polsce

GIPH KATOWICE GÓRNICZA IZBA PRZEMYSŁOWO HANDLOWA MIĘDZYNARODOWA KONFERENCJA WĘGIEL W OKRESIE TRANSFORMACJI ENERGETYCZNEJ KATOWICE 29 SIERPNIA 2017

prowadzona przez Instytut Techniki Cielnej

Część I. Obliczenie emisji sezonowego ogrzewania pomieszczeń (E S ) :

1. W źródłach ciepła:

E-E-P-1006-s7. Elektrotechnika I stopień (I stopień / II stopień) Ogólno akademicki (ogólno akademicki / praktyczny)

Usytuowanie i regulacje prawne dotyczące biomasy leśnej

Rynek kotłów na biomasę w Polsce. Podsumowanie 2013 roku

ENERGIA Z ODPADO W NOWE MOZ LIWOS CI DLA SAMORZA DO W. ROZWIA ZANIA I TECHNOLOGIE. Aleksander Sobolewski Instytut Chemicznej Przeróbki Węgla

Biomasa - wpływ propozycji zmian prawa na energetykę zawodową. 11 października 2012 r.

Elektrotechnika I stopień (I stopień / II stopień) Ogólno akademicki (ogólno akademicki / praktyczny) stacjonarne (stacjonarne / niestacjonarne)

Kluczowe problemy energetyki

Załącznik 1. Propozycja struktury logicznej Programu (cele i wskaźniki)

Aktualne regulacje związane ze spalaniem biomasy Bełchatów, 20 października 2016 r.

ANALIZA MOŻLIWOŚCI WYKORZYSTANIA WYSOKOEFEKTYWNYCH SYSTEMÓW ALTERNATYWNYCH ZAOPATRZENIA W ENERGIĘ I CIEPŁO

Paliwa z odpadów jako źródło energii dla klastrów energetycznych. Aleksander Sobolewski, Maria Bałazińska Instytut Chemicznej Przeróbki Węgla

Efektywność energetyczna w energetyce

Ekonomiczne i środowiskowe skutki PEP2040

ANALIZA UWARUNKOWAŃ TECHNICZNO-EKONOMICZNYCH BUDOWY GAZOWYCH UKŁADÓW KOGENERACYJNYCH MAŁEJ MOCY W POLSCE. Janusz SKOREK

Inteligentna Energetyka na podstawie strategii GK PGE

I Forum Dialogu Nauka - Przemysł Warszawa, 9-10 października 2017 r.

Udział procentowy 2) [%] 1 Odnawialne źródła energii, w tym biomasa 8,452% Biomasa 2 Węgiel kamienny. 91,475% Węgiel 3 Gaz ziemny

Zestawienie wzorów i wskaźników emisji substancji zanieczyszczających wprowadzanych do powietrza.

PERSPEKTYWICZNE WYKORZYSTANIE WĘGLA W TECHNOLOGII CHEMICZNEJ

Opracował: mgr inż. Maciej Majak. czerwiec 2010 r. ETAP I - BUDOWA KOMPLEKSOWEJ KOTŁOWNI NA BIOMASĘ


Stan poziomu technologicznego niezbędnego do oferowania bloków z układem CCS (w zakresie tzw. wyspy kotłowej, czyli kotła, elektrofiltru, IOS)

G Sprawozdanie o mocy i produkcji energii elektrycznej i ciepła elektrowni (elektrociepłowni) przemysłowej. Nr turbozespołu zainstalowana

PARAMETRY FIZYKOCHEMICZNE BADANYCH PALIW Z ODPADÓW

WPŁYW PRODUKCJI ENERGII ELEKTRYCZNEJ W ŹRÓDŁACH OPALANYCH WĘGLEM BRUNATNYM NA STABILIZACJĘ CENY ENERGII DLA ODBIORCÓW KOŃCOWYCH

Paliwa alternatywne w polskiej energetyce doświadczenia technologiczne i szanse rozwojowe Projekt budowy bloku na paliwo alternatywne RDF

ENERGETYKA W WOJEWÓDZTWIWE POMORSKIM

Warszawa, dnia 19 maja 2017 r.

69 Forum. Energia Efekt Środowisko

Polska energetyka scenariusze

ROZPORZĄDZENIE MINISTRA GOSPODARKI z dnia 15 grudnia 2000

ZAŁOśENIA I KIERUNKI ROZWOJU Gdańsk

G S O P S O P D O A D R A K R I K NI N SK S O K E O M

Prezentacja ZE PAK SA

Konsekwencje termodynamiczne podsuszania paliwa w siłowni cieplnej.

Komfort Int. Rynek energii odnawialnej w Polsce i jego prespektywy w latach

EKRAN 5. Zyski ciepła wg rozporządzenia [1]

Strategia rozwoju systemów wytwórczych PKE S.A. w ramach Grupy TAURON w perspektywie roku 2020

Gaz szansa i wyzwanie dla Polskiej elektroenergetyki

Dlaczego Projekt Integracji?

Symulacja ING: wpływ technologii na ograniczenie emisji CO 2. Rafał Benecki, Główny ekonomista, ING Bank Śląski Grudzień 2018

Założenia do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną i paliwa gazowe miasta Kościerzyna. Projekt. Prezentacja r.

Informacje Ogólne Podstawowymi wymogami w przypadku budowy nowych jednostek wytwórczych - bloków (zwłaszcza dużej mocy) są aspekty dotyczące emisji

Założenia optymalizacji OZE w działaniach na rzecz ograniczenia niskiej emisji / założenia do dyskusji/ Zbigniew Michniowski

Instrukcja do Raportu z monitorowania wielkości redukcji emisji CO 2 osiągniętej w roku 2014

KONWERGENCJA ELEKTROENERGETYKI I GAZOWNICTWA vs INTELIGENTNE SIECI ENERGETYCZNE WALDEMAR KAMRAT POLITECHNIKA GDAŃSKA

WFOŚiGW w Katowicach jako instrument wspierania efektywności energetycznej oraz wdrażania odnawialnych źródeł energii. Katowice, 16 grudnia 2014 roku

Finansowanie infrastruktury energetycznej w Programie Operacyjnym Infrastruktura i Środowisko

PROJEKT INDYWIDUALNY MAGISTERSKI rok akad. 2018/2019. kierunek studiów energetyka

Zestawienie wzorów i wskaźników emisji substancji zanieczyszczających wprowadzanych do powietrza Grudzień 2016

Energetyka rozproszona w drodze do niskoemisyjnej Polski. Szanse i bariery. Debata online, Warszawa, 28 maja 2014 r.

Debiut akcji na rynku NewConnect

WSKAŹNIKI EMISYJNOŚCI CO 2 DLA ENERGII ELEKTRYCZNEJ U ODBIORCÓW KOŃCOWCH

Współspalanie odpadów innych niż niebezpieczne w energetyce zawodowej procedura wdrożenia, koszty, konflikty, korzyści

Stosowanie wieloźródłowych systemów bioenergetycznych w celu osiągnięcia efektu synergicznego

E-1EZ4p-02-s8. Elektrotechnika I stopień (I stopień / II stopień) Ogólnoakademicki (ogólnoakademicki / praktyczny)

Dobre praktyki w ciepłownicze. Wnioski dla Polski

Rynek kotłów i urządzeń na biomasę w Polsce. Podsumowanie 2012 roku

BIOMASA W ENERGETYCE. Autor: Robert WRÓBLEWSKI - Politechnika Poznańska. ("Energia Gigawat" /2015) Wstęp

Instalacje spalania pyłu u biomasowego w kotłach energetycznych średniej mocy, technologie Ecoenergii i doświadczenia eksploatacyjne.

Udział procentowy 2) [%] 1 Odnawialne źródła energii, w tym biomasa 1,042% Biom 2 Węgiel kamienny

Udział procentowy 2) [%] 1 Odnawialne źródła energii, w tym biomasa 4,514% Biom 2 Węgiel kamienny

OCENA ZAPOTRZEBOWANIA NA ENERGIĘ ORAZ POTENCJAŁU JEGO ZASPOKOJENIA ZE SZCZEGÓLNYM UWZGLĘDNIENIEM ODNAWIALNYCH ŹRÓDEŁ ENERGII W LATACH

Opracowanie charakterystyki energetycznej wg nowych wymagań prawnych

RŚ.VI-7660/11-10/08 Rzeszów, D E C Y Z J A

G 10.3 Sprawozdanie o mocy i produkcji energii elektrycznej i ciepła elektrowni (elektrociepłowni) przemysłowej


Wybrane aspekty rozwoju współczesnego rynku ciepła

Inwestycje w ochronę środowiska w TAURON Wytwarzanie. tauron.pl

Forum Biomasy i Paliw Alternatywnych

Techniczno-ekonomiczne aspekty modernizacji źródła ciepła z zastosowaniem kogeneracji węglowej i gazowej w ECO SA Opole.

Transkrypt:

EFEKTYNOŚĆ KONERSJI ENERGII CHEMICZNEJ BIOMASY DO ENERGII ELEKTRYCZNEJ TECHNOLOGII SPÓŁSPALANIA Krzysztof GŁÓD, Stanisław TOKARSKI, Marek ŚCIĄŻKO, Jarosław ZUAŁA Forum Technologii w Energetyce - Spalanie Biomasy 20 i 21 października 2016 w Hotelu odnik, Słok k/ Bełchatowa

DLACZEGO ODNAIALNE ŹRODŁA ENERGII? Zrównoważony rozwój Ograniczenie emisji CO2 Dywersyfikacja produkcji energii Ograniczenie zużycia paliw kopalnych Zwiększenie bezpieczeństwa energetycznego Nowoczesna ideaenergetyka rozproszona

YKORZYSTANIE POTENCJAŁU Bezpieczeństwo energetyczne jest to stan gospodarki umożliwiający pokrycie bieżącego i perspektywicznego zapotrzebowania odbiorców na paliwa i energię w sposób technicznie i ekonomicznie uzasadniony, przy zachowaniu wymagań ochrony środowiska; Równoważenie dostaw energii elektrycznej z zapotrzebowaniem na tę energię zaspokojenie możliwego do przewidzenia, bieżącego i perspektywicznego zapotrzebowania odbiorców na energię elektryczną i moc, bez konieczności podejmowania działań mających na celu wprowadzenie ograniczeń w jej dostarczaniu i poborze; Ustawa Prawo Energetyczne Średnioroczny czas wykorzystania ogniw fotowoltaicznych - 300 700 (1000) godzin elektrowni wiatrowych - 1500 2500 (3000) godzin elektrowni zasilanych węglem - 6500 7000 godzin elektrowni współspalających biomasę - 6000 7000 godzin

OCENA PRACY JEDNOSTEK SPÓŁSPALAJĄCYCH rozdział zużycia energii procesie współspalania węgla z biomasą nie ma możliwości technicznych bezpośredniego określenia zużycia energii na napęd urządzeń towarzyszących (dmuchawy, wentylatory, młyny itd.) związanej bezpośrednio z biomasą i z tego powodu konieczne jest zastosowanie metody pośredniej pozwalającej ma wyznaczenie tej części energii potrzeb własnych, która ma wpływ na efektywność konwersji biomasy Podstawą metodologii wyznaczania wskaźników pracy jednostek współspalających lub spalających biomasę była metoda kosztów unikniętych (metoda elektrowni równoważnych) wykorzystywana do wyznaczania wskaźników podczas skojarzonej produkcji energii elektrycznej i ciepła

PODSTAA METODOLOGII scenariusze wytwarzania enetrgii PRACA REFERENCYJNA I P REF SPÓŁSPALANIE I B SP BIOMASA I B SP ALTERNATYNA PRACA ĘGLOA I P AP EKIALENT ĘGLOY I EK ĘGIEL ĘGIEL I SP ĘGIEL I SP Referencyjna praca bloku spalającego wyłącznie węgiel. skaźniki pracy bloku, kotła oraz urządzeń pomocniczych przyjęto jako bazowe -referencyjne. spółspalanie gdy część energii chemicznej paliwa dostarczanego do kotła pochodzi z biomasy. Alternatywna praca węglowa (AP) - skaźniki pracy praca bloku wyznaczane są na podstawie danych pozyskanych z analizy dwóch powyższych konfiguracji przy założeniu, iż energia chemiczna z biomasy zastępowana jest energią z węgla wykorzystywanego przy współspalaniu (tzw. węglem ekwiwalentnym). przypadku wykorzystania w scenariuszu pracy referencyjnej oraz scenariuszu współspalania węgla o tych samych parametrach fizykochemicznych uzyskane wskaźniki przy alternatywnej pracy węglowej powinny być identyczne.

YZNACZENIE CHARAKTERYSTYKI BAZOEJ Przebieg charakterystyki jest słuszny w obrębie wyznaczonego zakresu analizy oraz przyjętego zespołu urządzeń Parametr Jedn. KP-MB KP-MB 180 I SP k 4127,9 3169,7 4068,5 3804,3 3051,5 Cząstkowe obciążenie urządzeń potrzeb własnych związane z węglem w procesie współspalania b Iw SP kh/mg 46,1 48,8 46,4 47,7 48,7 I SP cząstkowe obciążenie urządzeń potrzeb własnych związane z węglem w procesie współspalania, M w SP strumień węgla doprowadzany w mieszance do kotła.

CZĄSTKOE OBCIĄŻENIE POTRZEB ŁASNYCH ZIAZANE Z BIOMASĄ Cząstkowe obciążenie urządzeń potrzeb własnych związane z biomasą w procesie współspalania I B SP I P SP I SP Jednostkowe obciążenie urządzeń potrzeb własnych związane z biomasą w procesie współspalania b IB SP I M B SP B SP Parametr Jedn. KP-MB KP-MB 180 I B SP k 283,9 410,1 298,6 394,3 510,2 b IB SP kh/mg 58,2 215,8 67,6 136,2 190,6 I P SP obciążenie urządzeń potrzeb własnych podczas pracy referencyjnej bazowej, I B SP cząstkowe obciążenie urządzeń potrzeb własnych związane z biomasą w procesie współspalania, b IB SP jednostkowe obciążenie urządzeń potrzeb własnych związane z biomasą w procesie współspalania, M B SP strumień biomasy doprowadzanej w mieszance do spalania.

ALTERNATYNA PRACA ĘGLOA Do oceny porównawczej uzyskanych wskaźników podczas współspalania konieczne jest określenie wskaźników jakie uzyskano by w przypadku spalania wyłącznie węgla użytego podczas współspalania. Ekwiwalent węgla kamiennego zastąpiony przez strumień biomasy M EK M B SP d db Sumaryczna ilość paliwa węglowego podczas alternatywnej pracy kotła spalającego wyłącznie węgiel (AP) M AP M SP M EK Cząstkowe obciążenie urządzeń potrzeb własnych związane z przygotowaniem ekwiwalentnego węgla zastępującego biomasę I EK I pw AP I SP skaźnik jednostkowego obciążenia prądowego urządzeń potrzeb własnych na jednostkę masy węgla ekwiwalentnego I EK b Iw EK M EK

ALTERNATYNA PRACA ĘGLOA skaźniki dla alternatywnej pracy węglowej Parametr Jedn. KP-MB KP-MB 180 M EK Mg/h 1,71 0,67 4,02 2,63 2,44 M AP Mg/h 91,35 65,67 91,66 82,44 65,06 I pw AP k 4176,2 3202,1 4184,7 3898,6 3172,7 I EK k 48,3 32,4 116,2 94,3 121,2 b Iw EK kh/mg 28,2 48,6 28,9 35,8 49,8 b IB SP kh/mg 58,2 215,8 67,6 136,2 190,6 pływ biomasy na pracę kotła i wytwarzanie energii elektrycznej Parametr Jedn. KP- KP- 180 KP- KP-MB 180 kb % 91,78 91,94 91,75 91,96 91,73 92,10 91,07 kn % 90,87 90,99 90,73 91,04 90,83 90,13 90,03 skaźnik jednostkowego obciążenia urządzeń potrzeb własnych na produkcję energii z OZE el OZE b I el OZE k/m oze - - 75,7 34,0 68,6 97,4 b IelOZE I B E SP

UNIKNIĘTA EMISJA CO 2 Uniknięta emisja CO 2 wynika z różnicy między emisją CO 2 ze spalania wyłącznie węgla podczas alternatywnej pracy węglowej, a emisją ze spalania węgla w procesie współspalania, tj. pracą bloku przy produkcji tej samej ilości energii elektrycznej brutto, gdy część węgla zastąpiono biomasą. CO2 CO2 CO2 AP SP CO2 AP emisja CO 2 podczas alternatywnej pracy węglowej; Mg CO 2 /h; CO2 SP emisja CO 2 ze spalania węgla podczas współspalania; Mg CO 2 /h. przypadku natomiast, gdy utrzymywana jest stała produkcja energii elektrycznej netto (sprzedawana na zewnątrz), produkcja brutto musi wzrosnąć w wyniku zwiększonego zapotrzebowania na energię elektryczną na napęd potrzeb własnych związanych z konwersją biomasy. Sytuacja ta powoduje konieczność zwiększenia strumienia paliwa do kotła, w tym paliwa kopalnego, które w ostatecznym rozliczeniu zmniejsza unikniętą emisję ze współspalania. CO2 CO2 ( CO2 pw B CO2 pw EK ) CO2 pw B emisja CO 2 związana ze spaleniem paliwa na wytworzenie energii elektrycznej na pokrycie potrzeb własnych związanych z konwersją biomasy; Mg CO 2 /h; CO2 pw B emisja CO 2 związana ze spaleniem paliwa na wytworzenie energii elektrycznej na pokrycie potrzeb własnych związanych z konwersją ekwiwalentu węglowego; Mg CO 2 /h.

UNIKNIĘTA EMISJA CO 2 Rzeczywisty wskaźnik jednostkowej emisyjności dwutlenku węgla przy produkcji energii elektrycznej z odnawialnych źródeł wyznacza się z zależności: b CO2 CO2 E eloze przypadku konieczności utrzymywania stałej produkcji energii elektrycznej do sieci: b CO2 CO2 E elozenetto Jednostkowe zużycie energii elektrycznej na uniknięcie emisji dwutlenku węgla (kh/mgco2), definiowane jako dodatkowa ilość energii zużywana na potrzeby własne związane z konwersją biomasy w stosunku do unikniętej emisji CO2: b pw CO2 IBSP IEK CO2

wskaźnik obciążenia urządzeń potrzeb własnych na jednostkową produkcję energii z OZE [k/moze] wskaźnik obciążenia urządzeń potrzeb własnych na jednostkowy strumień biomasy [kh/mg] sprawność eneretyczna kotła netto ZESTAIENIE SKAŹNIKÓ RÓŻNYCH TECHNOLOGII 92 90 88 86 84 82 80 180 78 KF węgiel KF węgiel + biomasa KP węgiel KP węgiel + biomasa KF biomasa KP biomasa 160 120 100 80 60 40 20 0 KF węgiel + biomasakp węgiel + biomasa KF biomasa KP biomasa 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 KF węgiel + biomasa KP węgiel + biomasa KF biomasa KP biomasa

wskaźników jednostkowego zużycia energii na potrzeby własne dla uniknięcia emisji CO2 kh/mg CO2 wskaźnik jednostkowej uniknietej emisji CO2 na produkcją netto energii elektrycznej MgCO2/Mh ZESTAIENIE SKAŹNIKÓ RÓŻNYCH TECHNOLOGII 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 KF węgiel + biomasa KP węgiel + biomasa KF biomasa KP biomasa 70 60 50 40 30 20 10 0-10 -20 KF węgiel + biomasa KP węgiel + biomasa KF biomasa KP biomasa

PODSUMOANIE Przedstawiona metodologia pozwala na porównanie i ocenę efektywności konwersji energii chemicznej biomasy do energii elektrycznej. skaźniki te są podstawą do analiz energetycznych, środowiskowych oraz finansowych. Najniższym zużyciem potrzeb własnych przypadającym na produkcję energii z OZE charakteryzuje się współspalanie biomasy w kotle fluidalnym Najwyższymi wartościami wskaźników obciążeń potrzeb własnych na jednostkę wyprodukowanej energii charakteryzuje się technologia współspalania w kotle pyłowym. Na korzyść tej technologii współspalania w kotle pyłowym przemawia uzyskiwana najwyższa sprawność energetyczna netto kotła ze wszystkich technologii. Za tą technologią przemawia również możliwość uzyskiwania najwyższych sprawności wytwarzania energii elektrycznej ze względu na parametry cieplne pary zasilającej turbinę.

PODSUMOANIE Technologie współspalania pomimo uzyskiwania lepszych wskaźników posiadają ograniczenie w maksymalnej ilości dodawanej biomasy. Z tego względu dla wyprodukowania tej samej ilości energii elektrycznej OZE co w jednostce dedykowanej, należy proces współspalania realizować w kilku jednostkach. Analizowane technologie spalania/współspalania biomasy wykazują się wysokim poziomem dojrzałości technologicznej, ograniczającym negatywny wpływ spalania biomasy na bezpieczeństwo i parametry pracy urządzeń, co predysponuje je do stosowania jako efektywnych technologii ograniczania emisji CO2 będących alternatywą dla sekwestracji CO2.

INSTYTUT CHEMICZNEJ PRZERÓBKI ĘGLA ul. Zamkowa 1 41-803 Zabrze Telefon: 32 271 00 41 Fax: 32 271 08 09 E-mail: office@ichpw.pl Internet: www.ichpw.pl NIP: 648-000-87-65 Regon: 000025945 CENTRUM BADAŃ TECHNOLOGICZNYCH Tel. sekretariat 32 271 00 41 w. 300 Tel. Dyrektor Centrum 32 271 00 41 e-mail: cit@ichpw.pl CENTRUM BADAŃ LABORATORYJNYCH Tel. sekretariat 32 271 00 41 w. Tel. Dyrektor Centrum 32 271 00 41 e-mail: cba@ichpw.pl