INSTYTUT TECHNIKI CIEPLNEJ im. Bohdana Stefanowskiego POLITECHNIKA WARSZAWSKA ANALIZA EKONOMICZNA RENTOWNOŚCI WYKORZYSTANIA NISKOTEMPERATUROWEGO CIEPŁA W BLOKU CIEPŁOWNICZYM KLASY BC-100 Rafał Bernat, Wojciech Bujalski, Kamil Futyma, Jan Kucowski, Jarosław Milewski, Marcin Wołowicz
Blok BC-100
Odzysk ciepła niskotemperaturowego Założenia dotyczącego odzysku ciepła Spaliny za kotłem schładzane są bardzo głęboko, łącznie z kondensacją pary w spalinach Zadanie odzysku ciepła w tej części nie będzie rozważane Zadanie rozważane Wykorzystanie ciepła niskotemperaturowego w układzie wodnoprzepływowym bloku BC-100 Do analiz zostały wytypowane trzy warianty BCNT1, BCNT2, BCNT3
Wariant BCNT1 Woda gorąca Woda zimna
Wariant BCNT2 Woda gorąca Woda zimna
Wariant BCNT3 Woda gorąca Woda zimna
Rozważane warianty Lp. Nazwa wariantu Typ wymiennika Przyjęte oznaczenie wymiennika BCNT1_AL_PL 1 2 BCNT1 płytowy płytowy BCNT1_G_PL 3 płaszczowo-rurowy BCNT1_G_PR 4 płytowy BCNT2_AL_PL 5 BCNT2 płytowy BCNT2_G_PL 6 płaszczowo-rurowy BCNT2_G_PR 7 płytowy BCNT3_AL_PL 8 BCNT3 płytowy BCNT3_G_PL 9 płaszczowo-rurowy BCNT3_G_PR
Nakłady inwstycyjne Typ wymiennika Koszt dostawy BCNT1 BCNT2 BCNT3 AL_PL 12 715 10 793 9 890 G_PL 16 400 15 250 9 380 G_PR 44 000 38 500 35 200
Założenia W układzie pracuje przynajmniej jeden blok z odzyskiem ciepła oraz przynajmniej jedna jednostka nieskojarzona (np. kocioł wodny) Blok pracować będzie ze stałą mocą kotła możliwe jest zwiększenie ilości ciepła z bloku ciepłowniczego kosztem innych jednostek nieskojarzonych Opracowano zestaw prognoz cen i stawek uwzględniających możliwość przeniesienia kosztów emisji CO 2 w ceny energii elektrycznej i ciepła Czas wykorzystania mocy zainstalowanej wynosi 7000 h
Zestawienie osiąganych mocy elektrycznych i ciepłowniczych przy zastosowaniu poszczególnych układów Lp. Oznaczenie układu Moc elektryczna MW Moc ciepłownicza MW 1 BCNT1_AL_PL 104,2 188,9 2 BCNT1_G_PL 104,2 189,2 3 BCNT1_G_PR 104,2 188,9 4 BCNT2_AL_PL 104,2 185,8 5 BCNT2_G_PL 104,2 186,1 6 BCNT2_G_PR 104,2 185,8 7 BCNT3_AL_PL 104,6 184,7 8 BCNT3_G_PL 104,5 184,4 9 BCNT3_G_PR 104,5 184,1
Zestawienie ilości rocznie zużywanej energii elektrycznej na cele pompowania czynnika Lp. Oznaczenie Energia elektryczna *) układu (MWh/a) 1 BCNT1_AL_PL 83,3 2 BCNT1_G_PL 126,0 3 BCNT1_G_PR 39,9 4 BCNT2_AL_PL 86,8 5 BCNT2_G_PL 126,7 6 BCNT2_G_PR 32,9 7 BCNT3_AL_PL 79,1 8 BCNT3_G_PL 41,3 9 BCNT3_G_PR 30,1 *) czas wykorzystania mocy zainstalowanej 7000 h
Koszty inwestycyjne wymiennika a roczne koszty pompowania czynników przez wymiennik Lp. Oznaczenie układu Roczne koszty zakupu energii w tys. PLN (K p ) Koszty dostawy wymienników tys. PLN (K i ) K p /K i 1 BCNT1_AL_PL 25,0 54,7 0,46 2 BCNT1_G_PL 37,8 70,5 0,54 3 BCNT1_G_PR 12,0 189,2 0,06 4 BCNT2_AL_PL 26,0 46,4 0,56 5 BCNT2_G_PL 38,0 65,6 0,58 6 BCNT2_G_PR 9,9 165,6 0,06 7 BCNT3_AL_PL 23,7 42,5 0,56 8 BCNT3_G_PL 12,4 40,3 0,31 9 BCNT3_G_PR 9,0 151,4 0,06
Zestawienie zmiany rocznej produkcji energii elektrycznej i ciepła w odniesieniu do produkcji w bloku referencyjnym Lp. Oznaczenie układu Energia elektryczna (MWh/a) Ciepło (GJ/a) 1 BCNT1_AL_PL -83, 190 064 2 BCNT1_G_PL -126, 200 115 3 BCNT1_G_PR -34 191 891 4 BCNT2_AL_PL -87 112 393 5 BCNT2_G_PL -127 121 531 6 BCNT2_G_PR -33 113 307 7 BCNT3_AL_PL 2 721 85 894 8 BCNT3_G_PL 2 059 77 670 9 BCNT3_G_PR 2 070 69 446
BCNT1_AL_PL BCNT1_G_PL BCNT1_G_PR BCNT2_AL_PL BCNT2_G_PL BCNT2_G_PR BCNT3_AL_PL BCNT3_G_PL BCNT3_G_PR IRR ITC Wartości IRR 8000% 7000% 6000% 5000% 4000% 3000% 2000% 1000% 0% Wariant
BCNT1_AL_PL BCNT1_G_PL BCNT1_G_PR BCNT2_AL_PL BCNT2_G_PL BCNT2_G_PR BCNT3_AL_PL BCNT3_G_PL BCNT3_G_PR punkty procentowe ITC Zmiana wartości IRR w zależności od zmiany czasu wykorzystania mocy zainstalowanej 900 700 500 300 100-100 -300-500 -700-900 6000 h/a 8000 h/a
BCNT1_AL_PL BCNT1_G_PL BCNT1_G_PR BCNT2_AL_PL BCNT2_G_PL BCNT2_G_PR BCNT3_AL_PL BCNT3_G_PL BCNT3_G_PR punkty procentowe ITC Zmiana wartości IRR w zależności od zmiany ceny węgla o 10% 900 700 500 300 100-100 -300-500 -700-900 -10% +10%
IRR % ITC Zmiana wartości IRR w funkcji kosztu inwestycyjnego dla wariantu BCNT1_AL_PL 10000% 1000% 100% 0 500 000 1 000 000 1 500 000 2 000 000 Koszty inwestycyjne PLN
Wnioski i podsumowanie Wyniki badań wskazują na to, że system odzysku ciepła niskotemperaturowego może być rentowną inwestycją Uzyskane wyniki wskazują na to, że najbardziej rentownym sposobem wykorzystania ciepła niskotemperaturowego jest układ, w którym wymiennik płytowy stanowi pierwszy stopień podgrzewu wody sieciowej Wariant ten jest również najbardziej wrażliwy na przyjęte założenia. Wyniki badań wskazują, że wymienniki płytowe dają znacznie lepsze rezultaty ekonomiczne
Podziękowanie Praca wykonana w ramach projektu Opracowanie technologii dla wysokosprawnych zero-emisyjnych bloków węglowych zintegrowanych z wychwytem CO 2, Programu Strategicznego Zaawansowane Technologie Pozyskiwania Energii: Etap II.2 Wykorzystanie niskotemperaturowego ciepła odpadowego z bloków energetycznych do podgrzewania powietrza wlotowego, wody sieciowej i wspomagania układu regeneracyjnego.
INSTYTUT TECHNIKI CIEPLNEJ im. Bohdana Stefanowskiego POLITECHNIKA WARSZAWSKA Dziękuję za uwagę