dr inż. Tomasz Wałek GHP Poland Sp. z o.o. Technologia gazowej mikrokogeneracji MCHP 6-20 kwe ENERGYREGION - Efektywny rozwój rozproszonej energetyki odnawialnej w połączeniu z konwencjonalną w regionach. Patron medialny
Rezolucja Parlamentu w sprawie mikrokogeneracji
Najważniejsze zalecenia rezolucji Kwalifikowanie mikrogeneracji do finansowania w ramach funduszy UE, w tym funduszy strukturalnych, od okresu 2014-2020; Inwestowanie w mikrogenerację funduszy przeznaczonych na rozwój i innowacje; uwzględnienie roli mikrogeneracji w przyszłym prawodawstwie energetycznym UE, szczególnie w kontekście przyszłego unijnego pakietu w dziedzinie klimatu i energii (2030 r.);
Gazowa kogeneracja małej mocy MCHP GAZ MCHP Microcogeneration of Heat and Power Skojarzone wytwarzanie ciepła i elektryczności w skali mikro
Racjonalne wykorzystanie energii
Zakresy mocy jednostek kogeneracyjnych 6
Zakresy kogeneracji mikrokogeneracja MCHP 40 kwel, 70 kwterm minikogeneracja 40 200 kwel, 70 300 kwterm duża kogeneracja > 200 kwel, > 300 kwterm możliwość rozproszonej produkcji energii
Elementy systemu
Typoszereg kogeneratorów MCHP
Układ kogeneracji MCHP
Układ kogeneracji MCHP
Współpraca zespołu mikrokogeneratorów MCHP XRGI
Kompleksowe rozwiązanie Kompletny zestaw umożliwiający wykorzystanie energii cieplnej i elektrycznej Możliwość zastosowania w istniejących i nowoprojektowanych budynkach Autonomiczny układ pod względem sterowania
Sterowanie odbiorem energii cieplnej Inteligentna dystrybucja energii cieplnej Możliwość magazynowania ciepła Współpraca z pompami ciepła Współpraca z kotłami
System magazynowania ciepła Warstwowe ładowanie/rozładowywanie zbiornika magazynującego ciepło Lepsze wykorzystanie energii pokrycie części dobowych pików zapotrzebowania na ciepło Wydłużenie czasu pracy jednostki kogeneracyjnej Zwiększenie ilości ciepła dostępnej dla budynku
Rzeczywista sprawność układów Możliwość odzysku ciepła z kondensacji spalin Wymaga to odpowiednio niskiej temperatury wody powrotnej - tylko wtedy dojdzie do kondensacji Większość producentów kogeneratorów wymaga temperatur powrotu wody z instalacji grzewczej 65 75 C Pomimo, że w tych warunkach kondensacja nie wystąpi, inni producenci wykazują ciepło kondensacji, zawyżając ogólną sprawność Konieczne jest porównywanie rzeczywistej sprawności układów
Połączenia elektryczne
Sterowanie elektryczne i zabezpieczenia Modulacja mocy wyjściowej w zależności od potrzeb budynku kontrola napięcia, częstotliwości i zaniku napięcia wyłącznik różnicowoprądowy wysokiej czułości moduł kompensacji mocy biernej zdalny monitoring i rejestracja parametrów pracy
Przyłączenie do sieci
Przyłączenie do sieci
Trwałość urządzeń 5-letnia gwarancja producenta Inwestowanie w trwałą technologię
Instalacje MCHP
Dobór MCHP do potrzeb obiektu przy doborze kogeneratora należy uwzględnić minimalne zapotrzebowanie obiektu na ciepło jakie występuje w okresie letnim kogenerator zaprojektowany jest do ciągłej pracy (8760 godz./rok) i dlatego powinien pokrywać podstawę stałego zapotrzebowania obiektu na energię taki dobór zapewnia najszybsze czasy zwrotu inwestycji
Roczne zapotrzebowanie na energię elektryczną - hotel
Roczne zapotrzebowanie na energię elektryczną - basen
Roczne zapotrzebowanie na energię elektryczną spa & wellness Wykres uporządkowany zużycia energii elektrycznej 90 80 Pobór energii elektrycznej, kw 70 60 50 40 30 20 10 0 1000 2000 3000 4000 5000 Okres 1 roku, 8760 godzin 6000 7000 8000
Oszczędności eksploatacyjne 8000 h/rok Liczba godzin pracy układu: Układ tradycyjny Zakup energii elektrycznej Wytwarzanie energii cieplnej Energia kwh 20 40 Układ kogeneracji MCHP Cena jedn. zł/kwh 0,50 zł 0,18 zł RAZEM: Koszt zł/h 10,00 zł 7,20 zł 17,20 zł Wytwarzanie energii elektrycznej Wytwarzanie energii cieplnej 500,00 zł Serwis, naprawa, wymiana kotła Przegląd, serwis MCHP 450 000 zł 416 800 zł 400 000 zł 364 700 zł 350 000 zł 312 600 zł 300 000 zł 260 500 zł 250 000 zł 208 400 zł 200 000 zł 156 300 zł 150 000 zł 104 200 zł 100 000 zł 52 100 zł 50 000 zł 0 zł Energia kwh 20 40 0 zł 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 Cena jedn. zł/kwh 0,50 zł 0,00 zł RAZEM: Koszt zł/h 10,00 zł 0,00 zł 10,00 zł 6 000,00 zł
Kryteria określania segmentu odbiorców zakres mocy elektrycznej i cieplnej całoroczny odbiór energii cieplnej
Modele referencyjne - budynek mieszkalny o powierzchni 180 m 2 - budynek mieszkalny o powierzchni 330 m 2 - budynek mieszkalny o powierzchni 330 m 2 z basenem sezonowym 30 m2 - budynek mieszkalny o powierzchni 330 m 2 z basenem całorocznym 30 m2 - pensjonat o powierzchni 380 m2 - wspólnota mieszkaniowa w budownictwie szeregowym 20 x 180 m2 - wspólnota mieszkaniowa w budownictwie szeregowym 40 x 180 m2
- hotel o powierzchni 1000 m2 - hotel o powierzchni 1000 m2 z basenem całorocznym 80 m2 - hotel o powierzchni 2000 m2 - hotel o powierzchni 2000 m2 z basenem całorocznym 80 m2 - hotel o powierzchni 4000 m2 - hotel o powierzchni 4000 m2 z basenem całorocznym 120 m2 - kompleks basenu miejskiego o powierzchni 3000 m2 z basenem 312 m2 - zakład produkcyjny o powierzchni 2000 m 2 z zapotrzebowaniem ciągłym na energię cieplną 70 kw - zakład produkcyjny o powierzchni 2000 m 2 z zapotrzebowaniem ciągłym na energię cieplną 140 kw
Budynek mieszkalny 180 m 2 11 340 kwh/rok - ogrzewanie i wentylacja 5 178 kwh/rok - ciepła woda użytkowa 2 800 kwh/rok - energia elektryczna (skala 1 roku) Zakup gazu Zakup energii el. Koszt gazu i energii el. Oszczędności eksploat. Układ tradycyjny Układ z kogeneracją 1 x XRGI 6 1 776 m3 2 092 m3 2 800 kwh 1 680 kwh 5.676 zł 4.733 zł 943 zł
Budynek mieszkalny 180 m 2 Oszczędności na etapie eksploatacji w [PLN] w okresie 10 lat 10 000 9 433 9 000 8 490 8 000 7 547 7 000 6 603 5 660 6 000 4 717 5 000 3 773 4 000 2 830 3 000 1 887 2 000 1 000 943 0 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023 Zwrot nakładów inwestycyjnych [PLN] w okresie 10 lat 0-20 000 Uwzględniono koszt urządzeń, instalacji i serwisowania -40 000-60 000-80 000-100 000-120 000-114 609-114 125-113 642-117 993-117 509-117 026-116 542-116 059-115 576-115 092-140 000 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023
2 Budynek mieszkalny 330 m z basenem 30 m (skala 1 roku) 18 690 kwh/rok - ogrzewanie i wentylacja 7 767 kwh/rok - ciepła woda użytkowa 6 176 kwh/rok technologia basenu 2 10 000 kwh/rok - energia elektryczna Układ tradycyjny Układ z kogeneracją 1 x XRGI 6 Zakup gazu Zakup energii el. Koszt gazu i energii el. Oszczędności eksploat. 3 509 m3 4 637 m3 10 000 kwh 138 kwh 13.895 zł 10.517 zł 3.378 zł
2 Budynek mieszkalny 330 m z basenem 30 m 2 Oszczędności na etapie eksploatacji w [PLN] w okresie 10 lat 40 000 33 776 35 000 30 398 30 000 27 021 23 643 25 000 20 265 20 000 16 888 13 510 15 000 10 133 10 000 5 000 6 755 3 378 0 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023 Zwrot nakładów inwestycyjnych [PLN] w okresie 10 lat 40 000 20 000 0 Uwzględniono koszt urządzeń, instalacji i serwisowania -20 000-40 000-60 000-80 000-100 000-120 000-99 345-104 127-101 736-108 910-106 519-111 302-116 085-113 693-96 953-94 562 2022 2023-140 000 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021
Budownictwo szeregowe Segment budownictwa szeregowego poza obszarem zastosowań mikrokogeneracji ze względu na brak możliwości rozliczania wytworzonej energii elektrycznej wśród mieszkańców
Pensjonat 380 m 2 28 310 kwh/rok - ogrzewanie i wentylacja 36 247 kwh/rok - ciepła woda użytkowa 54 000 kwh/rok - energia elektryczna (skala 1 roku) Zakup gazu Zakup energii el. Koszt gazu i energii el. Oszczędności eksploat. Układ tradycyjny Układ z kogeneracją 1 x XRGI 6 6 942 m3 10 116 m3 54 000 kwh 26 160 kwh 48.019 zł 38.456 zł 9.562 zł
Pensjonat 380 m 2 Oszczędności na etapie eksploatacji w [PLN] w okresie 10 lat 120 000 95 621 100 000 86 059 76 497 80 000 66 935 57 373 60 000 47 811 38 249 40 000 28 686 20 000 19 124 9 562 0 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023 Zwrot nakładów inwestycyjnych [PLN] w okresie 10 lat 40 000 20 000 Uwzględniono koszt urządzeń, instalacji i serwisowania 0-20 000-40 000-60 000-80 000-100 000-120 000-111 698 2014-104 920 2015-98 142 2016-91 363 2017-84 585 2018-77 807 2019-71 029 2020-64 251 2021-57 473 2022-50 695 2023
Hotel 2000 m 2 151 200 kwh/rok - ogrzewanie i wentylacja 170 878 kwh/rok - ciepła woda użytkowa 500 000 kwh/rok - energia elektryczna (skala 1 roku) Zakup gazu Zakup energii el. Koszt gazu i energii el. Oszczędności eksploat. Układ tradycyjny Układ z kogeneracją 1 x XRGI 20 34 632 m3 47 412 m3 500 000 kwh 368 260 kwh 312.338 zł 269.471 zł 42.866 zł
Hotel 2000 m 2 Oszczędności na etapie eksploatacji w [PLN] w okresie 10 lat 500 000 450 000 428 663 385 796 400 000 342 930 350 000 300 064 300 000 257 198 250 000 214 331 200 000 171 465 150 000 128 599 85 733 100 000 50 000 42 866 0 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023 Zwrot nakładów inwestycyjnych [PLN] w okresie 10 lat 200 000 172 707 136 427 150 000 100 148 100 000 Uwzględniono koszt urządzeń, instalacji i serwisowania 63 869 50 000 27 590 0-8 690-50 000-44 969-81 248-100 000-150 000-117 528-153 807-200 000 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023
2 2 Kompleks basenu miejskiego 3000 m (basen 312 m ) 1 226 077 kwh/rok - ogrzewanie i wentylacja 911 640 kwh/rok - ciepła woda użytkowa 296 027 kwh/rok - technologia basenu (skala 1 roku) Zakup gazu Zakup energii el. Koszt gazu i energii el. Oszczędności eksploat. 720 954 kwh/rok - energia elektryczna Układ tradycyjny Układ z kogeneracją 3 x XRGI 20 131 836 m3 176 162 m3 720 954 kwh 265 134 kwh 597.782 zł 449.658 zł 148.124 zł
Kompleks basenu miejskiego 3000 m 2 (basen 312 m2) Oszczędności na etapie eksploatacji w [PLN] w okresie 10 lat 1 600 000 1 481 242 1 400 000 1 333 117 1 184 993 1 200 000 1 036 869 1 000 000 888 745 740 621 800 000 592 497 600 000 444 372 400 000 200 000 296 248 148 124 0 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023 Zwrot nakładów inwestycyjnych [PLN] w okresie 10 lat 800 000 683 074 557 740 600 000 432 407 Uwzględniono koszt urządzeń, instalacji i serwisowania 400 000 307 074 181 741 200 000 56 408 0-68 925-200 000-194 259-319 592-400 000-444 925-600 000 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023
Zakład produkcyjny 2000 m 2 732 800 kwh/rok - ogrzewanie i wentylacja 84 145 kwh/rok - ciepła woda użytkowa 600 000 kwh/rok - technologia produkcji (skala 1 roku) 735 000 kwh/rok - energia elektryczna Układ tradycyjny Układ z kogeneracją 3 x XRGI 20 Zakup gazu Zakup energii el. Koszt gazu i energii el. Oszczędności eksploat. 152 360 m3 197 214 m3 735 000 kwh 273 720 kwh 641.747 zł 491.845 zł 149.902 zł
Zakład produkcyjny 2000 m 2 Oszczędności na etapie eksploatacji w [PLN] w okresie 10 lat 1 600 000 1 499 023 1 349 120 1 400 000 1 199 218 1 200 000 1 049 316 1 000 000 899 414 749 511 800 000 599 609 600 000 449 707 400 000 200 000 299 805 149 902 0 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023 Zwrot nakładów inwestycyjnych [PLN] w okresie 10 lat 800 000 698 125 571 286 600 000 444 448 Uwzględniono koszt urządzeń, instalacji i serwisowania 400 000 317 610 190 772 200 000 63 933 0-62 905-200 000-189 743-316 581-400 000-443 420-600 000 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023
Wnioski 1 Segment domów jednorodzinnych poza obszarem zastosowań mikrokogeneracji ze względu na brak możliwości zwrotu nakładów inwestycyjnych Segment budownictwa szeregowego poza obszarem zastosowań mikrokogeneracji ze względu na brak możliwości rozliczania wytworzonej energii elektrycznej wśród mieszkańców
Wnioski 2 Segment hoteli, ośrodków wodnych i zakładów produkcyjnych w obszarze zastosowań mikrokogeneracji ze względu na duże oszczędności eksploatacyjne i krótkie czasy zwrotu nakładów inwestycyjnych Duży wpływ na obniżenie emisji CO2 przy zastosowaniu gazowej mikrokogeneracji dzięki redukcji ilości energii elektrycznej kupowanej z sieci (wytwarzanej z węgla)
Wnioski 3 Konieczność podjęcia działań inicjujących i wspierających merytorycznie regulacje prawne dotyczące: - programów dofinansowań - ułatwień w odsprzedaży energii elektrycznej do sieci - opłacalności odsprzedaży energii elektrycznej do sieci
ENERGYREGION - Efektywny rozwój rozproszonej energetyki odnawialnej w połączeniu z konwencjonalną w regionach Patron medialny