Energia w działaniu Energia w działaniu Sprawdzone rozwiązania dla energetyki
Od węgla do elektryczności d b f c e a Produkcja energii elektrycznej w typowej elektrowni węglowej 1 Przed podaniem do pieca węgiel rozdrabniany jest w młynach węglowych do postaci pyłu. 2 Efektem spalania pyłu węglowego w komorze paleniskowej kotła parowego są gazy spalinowe o temperaturze sięgającej 1450 C. Powstałe w tym procesie ciepło jest wykorzystywane do wytwarzania pary pod wysokim ciśnieniem i o wysokiej temperaturze. 3 Para jest kierowana do turbiny, gdzie wprawia w ruch łopatki i obraca wał turbiny. Współpracujący z nią generator wytwarza energię elektryczną. 4 W obecności katalizatorów tlenki azotu (NO x ) z gazów spalinowych wchodzą w reakcje z amoniakiem w instalacji odazotowania. Produktami reakcji są azot i para wodna. 5 Cząsteczki pyłu osiadają na naładowanych elektrostatycznie powierzchniach elektrod elektrofiltra, skąd są następnie strząsane i usuwane ze strumienia gazów spalinowych. 6 W instalacji odsiarczania spalin (IOS) wodna zawiesina wapnia lub mączki wapiennej wiąże dwutlenek siarki z gazów spalinowych. Produktem finalnym tego procesu jest gips. 2
Spis treści Rosnące zapotrzebowanie na energię Posiadając wieloletnie doświadczenie jako dostawca technologii do wytwarzania energii, firma Hitachi Power Europe wykorzystuje sprzyjającą koniunkturę w sektorze energetycznym. od strony 4 Nasz personel Kładziemy duży nacisk na pracę zespołową: zarówno wśród kadry inżynierskiej, jak i personelu technicznego. od strony 10 Nasze projekty Budujemy i dostarczamy wyposażenie do elektrowni na całym świecie. od strony 16 Nasze produkty Dysponujemy własnymi zakładami produkcyjnymi. Dostarczamy elementy ciśnieniowe kotłów, układy paleniskowe, konstrukcje stalowe. od strony 26 Nasze know-how Nowe materiały oraz technologie sekwestracji CO 2 to przyszłość elektrowni. od strony 36 Sprawdzone rozwiązania dla energetyki 3
Rosnące zapotrzebowanie na energię Jako firma o ponad stuletniej tradycji w dziedzinie budowy elektrowni, Hitachi Power Europe GmbH korzysta z rosnącego zapotrzebowania na energię elektryczną oraz ogólnoświatowego ożywienia w sektorze technologii wytwarzania energii. Ro zapotrz na
snące ebowanie energię Hitachi Power Office, Duisburg
Hitachi Power Europe W naszym biurze w Duisburgu pracuje około 1100 osób Struktura własnościowa Hitachi Power Europe GmbH HPE 60% Hitachi, Ltd. 26% Hitachi Europe Ltd. 14% Babcock-Hitachi K.K. Ponad stuletnie doświadczenie w energetyce, szeroka oferta wydajnych produktów, silnie zmotywowani pracownicy oraz udziałowcy dysponujący rzeczywistą siłą i potencjałem finansowym to podstawowe atuty Hitachi Power Europe GmbH (HPE). Jako dostawca technologii wytwarzających energię elektryczną, firma specjalizuje się w projektowaniu i budowie elektrowni zasilanych paliwami kopalnymi. Dzięki swojemu doświadczeniu jest ona jednym z liderów na rynku dostaw i rozwoju nowych technologii, co potwierdza lista zrealizowanych projektów. Ponadto HPE dostarcza podstawowe komponenty do elektrowni, takie jak wytwornice pary technologicznej, instalacje ochrony środowiska, turbiny i pulweryzatory. Historia firmy Hitachi Power Europe sięga 1898 roku, kiedy to w Berlinie powstała firma Deutsche Babcock & Wilcox Dampfkesselewerke AG. W 2003 roku firma Babcock Hitachi K.K. spółka zależna koncernu Hitachi, Ltd. przejęła zasoby Babcock Borsig Group z Oberhausen w dziedzinie projektowania i budowy elektrowni wraz z całym know-how dotyczącym wytwornic pary i bloków gazowo parowych. W 2006 roku firma została przejęta przez koncern Hitachi i zmieniła nazwę na Hitachi Power Europe GmbH. W 2007 roku firma otworzyła swoją siedzibę w porcie rzecznym w Duisburgu, w Północnej Nadrenii-Westfalii. Nasze przedsiębiorstwo wraz ze spółkami zależnymi zatrudnia ok. 1800 osób (stan z maja 2013 r.). Oprócz budowy elektrowni i produkcji ich najważniejszych komponentów producent zapewnia również obsługę serwisową. Innymi przykładami innowacyjności i niezawodności firmy Hitachi Power Europe są ekologiczne technologie, na przykład umożliwiające magazynowanie energii lub wykorzystanie biomasy. 6
Ruszamy w świat Hitachi Power Europe GmbH (HPE) to jedna z trzech spółek zależnych koncernu Hitachi w sektorze energetycznym. Hitachi Power Systems (z siedzibą w Tokio) działa na rynkach krajów azjatyckich, za rynki amerykańskie odpowiada Hitachi Power Systems America (z siedzibą w New Jersey), a firma HPE obejmuje swoim zasięgiem kraje Europy, Wspólnoty Niepodległych Państw, Afryki oraz Indie. Jednocześnie HPE wspiera globalne programy inwestycyjne producentów energii elektrycznej w Europie. HPE stanowi Centrum Kompetencji dla ogólnoświatowej działalności koncernu Hitachi w dziedzinie wykorzystania węgla kamiennego i brunatnego. SPÓŁKI ZALEŻNE I UDZIAŁOWE HITACHI POWER EUROPE 1 Hitachi Power Europe GmbH 1 2 6 4 7 2 Babcock Fertigungszentrum GmbH 3 BGR Boilers Private Ltd. 4 Donges SteelTec GmbH 5 Hitachi Power Africa (Pty) Ltd. 6 Hitachi Power Europe Service GmbH 7 Meeraner Dampfkesselbau GmbH 3 5 Rosnące zapotrzebowanie na energię 7
Rozwój opiera się na energii Stale zwiększająca się liczba ludności na świecie, postępujący wzrost gospodarczy oraz wprowadzanie na rynek ciągle nowych produktów powoduje, że rozwój nie jest możliwy bez coraz większych dostaw energii. Chodzi głównie o energię elektryczną, która jest niezbędna do produkcji i transportu towarów oraz świadczenia różnego rodzaju usług. Dla gospodarek konkurencyjnych bardzo ważny jest aspekt ekonomiczny. Stosują one różne paliwa, starając się wykorzystywać energię w możliwie najbardziej efektywny sposób. Przeważająca część energii elektrycznej produkowanej na świecie wytwarzana jest przez elektrownie opalane paliwami kopalnymi. Są to rozwiązania sprawdzone i niezawodne w warunkach pracy ciągłej oraz ekonomiczne w eks ploatacji. Elektrownie najnowszej generacji opalane węglem kamiennym, węglem brunatnym oraz gazem gwarantują znaczne ograniczenie zanieczyszczenia środowiska. Ich dodatkowym atutem jest dostępność paliw kopalnych, takich jak węgiel kamienny czy brunatny w krajach stabilnych politycznie i społecznie. Jednocześnie wiadomo, że zasoby tych surowców wystarczą na setki lat. WZROST ZUŻYCIA WĘGLA KAMIENNEGO (w mln ton) 3646 Świat 5522 Chiny 1317 2543 Indie 279 504 OECD* 1451 1735 1995 2007 *30 krajów wysoko uprzemysłowionych Źródło: IEA, dane szacunkowe za rok 2007 Liczba ludności na świecie wynosi obecnie około 6,8 miliarda. W ciągu ostatnich 50 lat liczba ta uległa podwojeniu i będzie nadal rosła. Należy jednak zwrócić uwagę na fakt, że jedna czwarta populacji wciąż pozbawiona jest dostępu do energii elektrycznej. Z tego powodu zużycie energii elektrycznej będzie bez wątpienia rosło bardziej dynamicznie niż zużycie wszystkich pozostałych nośników energii. Eksperci przewidują, że zapotrzebowanie na energię elektryczną do roku 2030 ulegnie podwojeniu. Tak więc wyzwanie, przed którym stoją przedsiębiorstwa, politycy, a także całe społeczeństwa jest dość oczywiste: należy w dłuższej perspektywie zapewnić zrównoważone, niezawodne i ekonomiczne źródła wytwarzania energii. UDZIAŁ WĘGLA W PRODUKCJI ENERGII ELEKTRYCZNEJ (%) Polska Australia Chiny Indie Czechy USA 50 47 59 69 80 78* 93 Źródło: IEA, dane za rok 2006 z wyjątkiem (*) 2005 8
Boom na rynku budowy elektrowni Nie jest żadnym zaskoczeniem, że z uwagi na długą tradycję, nowoczesne produkty oraz niezwykle rozległą wiedzę technologiczną w tej dziedzinie, są jednym z wiodących dostawców elektrowni. W dużej mierze wynika to również z wysokiej sprawności pracy bloków opalanych paliwami kopalnymi, restrykcyjnych przepisów ochrony środowiska oraz znaczących osiągnięć w dziedzinie badań i rozwoju nowych, bardziej produktywnych materiałów oraz technologii sekwestracji CO 2. W wyniku wzrostu zużycia energii elektrycznej w skali globalnej, rośnie zapotrzebowanie na nowe elektrownie. Powstaje również konieczność modernizacji istniejących bloków, ponieważ w ciągu kilku najbliższych lat dobiegnie końca okres użytkowania wielu istniejących obiektów. W świetle powyższych faktów nie dziwi doskonała koniunktura w branży budowy elektrowni. Szacuje się, że tylko w krajach Unii Europejskiej, których moce wytwór cze są na poziomie ok. 752 tys. megawatów (MW) mocy zainstalowanej, do 2020 roku konieczna będzie wymiana instalacji o łącznej mocy na poziomie ok. 300 tys. MW. Wszystkie te czynniki będą przyczyniać się do wzrostu zapotrzebowania zarówno na produkty, jak i wiedzę technologiczną, oferowaną przez sektor projektowania i budowy elektrowni. ZAMÓWIENIA OGÓŁEM W PODZIALE GEOGRAFICZNYM (2012) Kraje wysokouprzemysłowione 16,2% 19,0% Rejon Azji 23,8% i Pacyfiku Europa Wschodnia 11,6% i WNP Boom w obszarze dużych inwestycji ma swoje źródło głównie w zamówieniach z rynków zagranicznych Reszta świata 20,5% 8,8% Bliski Wschód Źródło: Arbeitsgemeinschaft Großanlagenbau in the VDMA ZAMÓWIENIA OGÓŁEM W SEKTORZE DUŻYCH PROJEKTÓW INWESTYCYJNYCH W LATACH 1970 2012 (w mld EUR) Razem 35 30 25 20 15 10 5 Inne kraje 0 2012 2010 2008 2006 2004 2002 2000 1998 1996 1994 1992 1990 1988 1986 1984 1982 1980 1978 1976 1974 1972 1970 Źródło: Arbeitsgemeinschaft Großanlagenbau in the VDMA Rosnące zapotrzebowanie na energię 9
Nasz pe
rsonel Nasz personel Począwszy od kadry inżynierskiej poprzez handlowców, personel techniczny i asystentów projektów: w Hitachi Power Europe kładziemy nacisk na pracę zespołową.
Najnowocześniejsze oprogramowanie projektowe Specjalistyczne narzędzia informatyczne umożliwiają obrazowanie wirtualne i przestrzenne całych elektrowni oraz ich podzespołów Firma Hitachi Power Europe jest ekspertem w budowie wysokosprawnych elektrowni opalanych węglem kamiennym i brunatnym. Oferta obejmuje również budowane pod klucz bloki gazowo-parowe przystosowane do konkretnych wymagań klienta. Niezależnie od tego czy jest to wytwornica pary technologicznej, turbina, młyn węglowy czy instalacja oczyszczania spalin, wszystkie podzespoły elektrowni muszą być eksploatowane w sposób wydajny, niezawodny, ekonomiczny oraz zgodny z wymoga mi ochrony środowiska. Aby uzyskać optymalne efekty, firma HPE korzysta w procesie projektowania z najnowocześniejszych narzędzi informatycznych. Narzędzia te na przykład oprogramowanie 3D CAD czy rozwiązania wykorzystujące rzeczywi stość wirtualną są kluczowe dla optymalizacji rozmieszczenia urządzeń oraz obliczeń przepływów w komorze spalania wytwornicy pary technologicznej. Dzięki temu już na etapie projektowania możliwe jest przykładowo, wydłużenie żywotności elementów całego układu, co przekłada się na obniżenie kosztów eksploatacji. Hitachi Power Europe wykorzystuje i udoskonala oprogramowanie projektowe przeznaczone do konstruowania i przeprowadzenia rozruchu technologicznego elektrowni i jej elementów. W przyszłości możliwe będzie zobrazowanie na ekranie komputera kompletnej wirtualnej elektrowni, w tym wszystkich bieżących danych i odczytów. Taka dynamiczna symulacja elektrowni jako całego obiektu przyniesie szereg korzyści. Jedną z nich będzie możliwość szkolenia personelu w zakresie ich przyszłych zadań, kolejną zaś symulacja komputerowa kluczowych procedur takich jak na przykład, rozruch elektrowni po przeglądzie technicznym. 12
Własne zespoły montażowe na budowie Dzięki wieloletniej obecności na rynku budowy elektrowni zarówno w Niemczech, jak i w innych krajach, Hitachi Power Europe dysponuje olbrzymim doświadczeniem. Nasze ekipy montażowe zajmują się nie tylko projektowaniem oraz budową, lecz także monitorują postęp prac, kontrolują logistykę i przygotowują zaplecze dla personelu, sprawując ciągły nadzór nad pracami i dbając o sprawne przekazywanie poszczególnych elementów instalacji do eksploatacji. Oprócz dostaw własnych podzespołów i części zamiennych do młynów węglowych oraz elementów układów spalania, firma Hitachi Power Europe zapewnia również obsługę techniczną pracujących urządzeń. Pracownicy naszego działu serwisowego posiadają kwalifikacje i fachową wiedzę niezbędną do wykonywania prac konserwacyjnych i utrzymania ruchu poszczególnych podzespołów elektrowni. Doświadczony personel Hitachi Power Europe nadzoruje budowę obiektu Nasz personel 13
Dla nas ważny jest każdy szczegół Próbki są poddawane analizie pod elektronowym mikroskopem skaningowym i w laboratorium chemicznym Przy powiększeniu 100 tysięcy razy w elektronowym mikroskopie skaningowym na badanej powierzchni widać nawet najdrobniejsze ślady. Jest to bardzo istotne na przykład podczas badania powierzchni pęknięć materiałów. To tylko jedno z działań wykonywanych codziennie przez personel laboratorium Hitachi Power Europe. Nasi eksperci w zakresie technologii materiałowych oraz analiz chemicznych korzystają w swojej pracy z najnowocześniejszej aparatury. Badają i analizują paliwa kopalne, oznaczają wartość opałową oraz podatność przemiałową różnych rodzajów węgla, a także poszukują śladowych ilości różnych pierwiastków w odpadach z procesu spalania (m. in. w żużlu i popiołach). Ich celem jest zarówno poprawa efektywności procesu spalania, jak i ograniczenie zanieczyszczenia środowiska. Efekt ten można osiągnąć na przykład optymalizując konstrukcję młynów węglowych i palników przystosowanych do różnego rodzaju paliwa. Nasi specjaliści wykonują analizy uszkodzeń oraz badania w celu określenia pozostałego okresu żywotności elementów procedury te wymagają co roku badania setek próbek materiałowych. Badają oni również zdatność materiałów do ich dalszego przetwarzania i sprawdzają czy nowe materiały nadają się do wykorzystania w elektrowniach przyszłych generacji. Dlatego też konieczna jest ścisła współpraca z projektantami oraz z osobami odpowiedzialnymi za rozruch. Laboratorium firmy Hitachi Power Europe posiada akredytację zgodnie z normą DIN EN ISO / IEC 17025. 14
Zmotywowany Personel Nowi uczniowie zawodu poznają pod okiem przedstawicieli przedsiębiorstwa różne działy, m. in. laboratorium HPE Doskonale wykształcona kadra pracująca samodzielnie w oparciu o szeroki zakres wiedzy: od tego zależy sukces każdego przedsiębiorstwa. Hitachi Power Europe zapewnia ku temu doskonałe warunki dotyczy to zarówno osób rozpoczynających pracę (uczniów, stażystów, absolwentów szkół wyższych), jak też doświadczonych pracowników. Firma cieszy się popularnością jako potencjalny pracodawca, szczególnie pośród młodych osób. Na jedno miejsce ucznia zawodu zgłasza się średnio 50 młodych kobiet i mężczyzn. O wysokiej jakości nauczania świadczy to, że uczniowie ze względu na dobre oceny dopuszczani są szybciej do egzaminu zawodowego. Hitachi Power Europe inwestuje również perspektywicznie w odpowiednie kształcenie i doskonalenie zawodowe swoich pracowników. Specjalne szkolenia przeprowadzane w całym koncernie oferują wiele możliwości podnoszenia kwalifikacji zarówno dla zwykłych pracowników jak i kadry zarządzającej. Międzynarodowy charakter działalności producenta urządzeń energetycznych realizującego projekty od Europy, poprzez Południową Afrykę, po Indie rozszerza osobiste i zawodowe horyzonty pracowników. Poprzez pobyty zagraniczne mogą poznawać inne metody pracy i tym samym w pełni wykorzystywać swój potencjał, gdyż tylko zmotywowany i wykwalifikowany personel może stanowić bazę dla ciągłych innowacji. Kształcenie zawodowe obejmuje również wizyty w budowanych elektrowniach Nasz personel 15
Nasze projekty Dla nas lokalizacja nie ma znaczenia budujemy elektrownie i dostarczamy ich podzespoły w Niemczech, Europie i na całym świecie. Nasze
projekty Elektrownia Maasvlakte (Holandia) opalana węglem kamiennym
Ekspert w budowie bloków energetycznych Blok energetyczny obejmuje główne moduły elektrowni Na tak zwany blok energetyczny elektrowni składają się trzy moduły: wytwornica pary technologicznej, urządzenia do oczyszczania gazów odlotowych oraz turbina / generator (w tym urządzenia pomocnicze). Firma Hitachi Power Europe jest specjalistą w projekto waniu, budowie i przeprowadzaniu rozruchów takich instalacji. HPE posiada olbrzymie doświadczenie w budowie jednostek o mocy nawet powyżej 1000 MWel dla elektrowni konwencjonalnych (opalanych węglem, gazem, olejem, z tur bi nami parowymi). W elektrowniach z blokami gazowo-parowymi koncentrujemy się na mocach od 40 MW do 400 MW (800 MW). Fachowa wiedza naszych specjalistów obejmuje wszystkie etapy niezbędne podczas projektowania i realizacji inwestycji: Prace projektowe na etapie pozwolenia na budowę (przygotowanie wniosków o pozwolenie na budowę, konsultacje z odpowiednimi urzędami) Opracowanie koncepcyjne (w tym studia wykonalności, analiza porównawcza, symulacja cyklu eksploatacyjnego) Projekt podstawowy i wykonawczy (od opracowania technologii do projektu branży elektrycznej, aparatury kontrolno-pomiarowej oraz geometrii obiektu) Zarządzanie projektem (sporządzenie harmonogramu realizacji, zapewnienie terminowości dostaw, śledzenie kosztów, zapewnienie jakości) Pomoc przy zakupach 18
Sprawność + 45% Gotowe elektrownie, układy napędowe czy wytwornice pary: Hitachi Power Europe dysponuje odpowiednim doświadczeniem i know-how, aby sprostać specyficznym wymogom klientów w dziedzinie energetyki. Będąc samodzielnym wytwórcą urządzeń energetycznych, przedsiębiorstwo może zarówno dostarczać poszczególne komponenty, jak i planować, budować i uruchamiać kompletne instalacje. Od roku 2007 firma Hitachi Power Europe rozpoczęła budowy elektrowni oraz zainstalowała urządzenia o łącznej mocy ponad 20 000 MW. Na przykład elektrownia Moorburg opalana węglem kamiennym: w hamburskim porcie HPE wybudowała dla firmy Vattenfall dwie wytwornice pary w kompleksie dwublokowym. Po zakończeniu budowy elektrownia będzie miała sprawność przekraczającą 45 % i będzie tym samym jednym z najnowocześniejszych takich obiektów na świecie. Wysoka sprawność netto oznacza nie tylko znacznie wyższą moc. To również oszczędność zasobów (mniejsze zużycie paliwa) w porównaniu z dotychczasowymi elektrowniami oraz niższa emisja dwutlenku węgla. Specyfikacje Moorburg blok A / B Moc elektryczna 2 x 820 MW Paliwo węgiel kamienny Parametry pary świeżej 600 C / 305 bar Sprawność netto powyżej 45 % Wysokość budynku kotłowni Całkowita masa części ciśnieniowej bloku 100 m 3900 t Projekt Moorburg Nasze projekty 19
Budujemy elektrownie na węgiel brunatny Nie tylko elektrownie opalane węglem kamiennym, lecz również opalane węglem brunatnym mogą zagwarantować pewne i ciągłe dostawy energii elektrycznej. Na przestrzeni kilku ostatnich lat wielu dostawców energii rozpoczęło modernizację lub przebudowy eksploatowanych przez siebie elektrowni na węgiel brunatny. Z uwagi na wieloletnie doświadczenie w dziedzinie technologii wykorzystujących to paliwo, Hitachi Power Europe ma ugruntowaną pozycję dostawcy wysokowydajnych wytwornic pary technologicznej najnowszej generacji dla tego typu obiektów. Przykładem mogą być dwie nowe elektrownie firmy RWE Power AG (o łącznej mocy 2240 megawatów) powstające w niemieckim Neurath. Firma Hitachi Power Europe, stojąc na czele konsorcjum, wybudowała i uruchomiła tam dwie wytwornice pary o sprawności sięgającej 43 %, co jest wybitną wartością w skali światowej. Obydwa bloki zostały zaprojektowane zgodnie z najnowszymi światowymi osiągnięciami w zakresie technologii wytwarzania pary. Nadkrytyczne wartości ciśnienia i temperatury pary są jak dotąd najwyższe w przypadku bloków zasilanych węglem brunatnym. Również w Boxberg () Hitachi Power Europe wybudowała i uruchomiła supernowoczesną wytwornicę pary zasilającą nowy blok elektrowni opalanej węglem brunatnym. Podobnie jak inni klienci, również firma Vattenfall uwzględnia w swoich planach budowę i eksplo atację elektrowni opalanych węglem brunatnym. Dzięki znacznie wyższej sprawności nowe elektrownie emitują znacznie mniejsze ilości CO 2 niż dotychczas eksploatowane. Jednocześnie obiekty te pozwalają oszczędzać cenne zasoby ponieważ do wypro dukowania tej samej ilości energii elektrycznej potrzebują mniej paliwa. Kolejnym naszym atutem jest fakt, że firma Hitachi Power Europe oferuje własne komponenty technologii spalania w optymalny sposób dostosowane do spalania różnych rodzajów węgla brunatnego (m.in. cyrkulacyjne palniki strumieniowe). Przykład z Boxberg: wydajna wytwornica pary w elektrowni opalanej węglem brunatnym 20
oraz elektrownie gazowe Bloki gazowo-parowe łączą zalety turbiny gazowej i parowej, czyli krótkie czasy reakcji i wysoką sprawność energetyczną. Przy takim rozwiązaniu turbina gazowa współpracuje ze znajdującą się za nią turbiną parową, co pozwala na osiągnięcie wyjątkowo wysokiej sprawności energetycznej na poziomie sięgającym 60 %. Elektrownie gazowo-parowe, takie jak przedstawiona na zdjęciu elektrownia w Malmö, charakteryzują się najwyższymi wartościami sprawności Również w zakresie elektrowni gazowych firma Hitachi Power Europe dysponuje obszerną wiedzą technologiczną i wieloletnim doświadczeniem w kompleksowym realizowaniu inwestycji, począwszy od fazy projektowania poprzez realizację dostaw i budowę, aż do rozruchu instalacji. Firma macierzysta Hitachi, Ltd., oferuje wraz z niezwykle popularnymi i stosowanymi na całym świecie turbinami gazowymi H 25 / H 15 oraz nową turbiną gazową H 80 optymalne produkty zapewniające niezawodną, wydajną i ekonomiczną eksploatację elektrowni. Inżynierowie firmy HPE posiadają również doświadcze nie w dziedzinie bloków gazowo-parowych o mocy 400 MW. Firma Hitachi Power Europe, działając jako Główny Wykonawca zrealizowała w południowoszwedzkim mieście portowym Malmö kogeneracyjną elektrownię zintegrowaną z siecią ciepłowniczą. Zastosowane rozwiązanie technologiczne umożliwiło wykorzystanie 89 % energii uzy skiwanej w wyniku spalania gazu. W przypadku tej inwestycji do pracowników Hitachi Power Europe należało opracowanie planu sytuacyjnego całego zakładu, wykonanie projektu budowlanego i wykonawczego oraz przeprowadzenie montażu i rozruchu. W trakcie budowy inżynierowie musieli sprostać trudnym zadaniom, wśród których wymienić można wbudowanie instalacji w ist nie jący budynek byłej elektrowni węglowej oraz trudne warunki gruntowo-wodne. Zastę pując istniejące na terenie Skandynawii elektrownie węglowe, zrealizowana elek trow nia przyniesie systematyczny spadek emisji dwutlenku węgla o około 1 milion ton rocznie. Nasze projekty 21
Wysokosprawne kotły Dwa przykłady wysokosprawnych wytwornic pary technologicznej produkcji Hitachi Power Europe: Neurath (góra) i Datteln (dół) Tysiące spoin, setki kilometrów rur, kilkadziesiąt tysięcy ton konstrukcji stalowych: sercem każdej elektrowni na paliwa kopalne jest wytwornica pary technologicznej (kocioł). Pył węglowy jest tu spalany w temperaturze około 1450 C, wytwarzając gorące gazy spalinowe i parę pod niezwykle wysokim ciśnieniem (która następnie wprawia w ruch łopatki turbiny). Szczycąca się ponad stuletnią historią firma Hitachi Power Europe jest jednym z liderów rynku w zakresie rozwoju technologii wytwornic pary technologicznej. Nasze referencje obejmują obiekty powstałe od roku 1970 o łącznej mocy 370 tys. megawatów (z czego 180 tys. MW przypada na instalacje opalane węglem kamiennym, 43 tys. MW na obiekty na węgiel brunatny i 140 tys. MW na instalacje olejowe i gazowe). HPE projektuje, buduje i dostarcza wytwornice pary dla bloków o mocy ponad 1100 MWel przy ciśnieniu powyżej 300 bar, temperaturach pary pierwotnej 600 C oraz temperaturach pary wtórnej 620 C dla wszystkich dostępnych paliw kopalnych. Do paliw tych należą zarówno węgiel kamienny i brunatny, jak i paliwa specjalne typu gazy z pieców koksowniczych lub hut stali czy odpady rafineryjne. Wytwornice pary technologicznej są ciągle udoskonalane na przykład poprzez zastosowanie nowych materiałów o wysokiej wytrzymałości, co umożliwia ich eksplo atację w warunkach jeszcze wyższej temperatury i ciśnienia pary. Dzięki temu, w przy szłości sprawność elektrowni opalanych węglem może wzrosnąć do ponad 50 %. 22
Duże spektrum paliw Młyny węglowe, palniki czy układy odpopielania: w wytwornicach pary pracuje wiele różnych komponentów. Układy paleniskowe i komponenty firmy Hitachi Power Europe pracują z szerokim zakresem paliw stałych, płynnych i gazowych. Poszczególne części instalacji zoptymalizowane są zarówno do opalania miałem węgla kamiennego, jak i brunatnego. Będąc jednocześnie projektantem i wykonawcą oryginalnych części, przedsiębiorstwo jest też idealnym partnerem przy modernizacjach i w zaopatrzeniu w części zamienne. W zależności od kryterium wyboru (np. właściwości paliwa, wartości graniczne emisji, utylizacja popiołu) HPE oferuje optymalne układy paleniskowe do węgla kamiennego i brunatnego. Dlatego zaprojektowana przez HPE i chroniona licznymi patentami generacja palników wyróżnia się najniższą emisją spalin i najwyższą elastycznością. Dostarczane przez Hitachi Power Europe podajniki młynów w formie przenośników łańcuchowych / taśmowych lub płytowych również przeznaczone są do intensywnej i bezpiecznej eksploatacji. Układy kruszarkowe (do kruszenia i suszenia węgla kamiennego i brunatnego) są produkowane i oferowane przez HPE już od kilkudziesięciu lat. Również nasze referencje w zakresie palników do instalacji opalanych gazem /olejem oraz paliwami specjalnymi (np. gazy hutnicze i pozostałości rafineryjne) bazują na długoletnim doświadczeniu technicznym. Od lewej: palnik DS, palnik RS, i palnik DST Kruszarki MPS Nasze projekty 23
Od RPA po Indie Do dwóch lokalizacji w Medupi i Kusile dostarczonych zostało po sześć wytwornic pary (po prawej: Medupi, marzec 2012 r.) 1 Medupi 2 Kusile 3 Johannesburg 1 3 2 3 1 Meja 2 Raghunathpur 3 Solapur 4 Chennai 1 2 4 Na przełomie lat 2007/ 2008 przedsiębiorstwo ESKOM, państwowy dostawca energii w RPA, zamówiło dwanaście opalanych węglem wytwornic pary o mocy ok. 800 MW każda. Wspólnie z południowoafrykańską spółką zależną Hitachi Power Africa (Pty) Ltd. (HPA) firma Hitachi Power Europe wybudowała najważniejsze komponenty w obu elektrowniach w Medupi i Kusile. Wartość zamówienia wynosiła około 4 miliardów euro i obejmowała engineering, zakup, montaż i uruchomienie. Wytwornice pary zaczną pracować w roku 2013. Po rozpoczęciu eksploatacji będą najnowocześniejszymi wytwornicami pary w RPA i cechować się będą znacznie wyższą sprawnością od dotychczas stosowanych urządzeń. Zaangażowanie Hitachi Power Europe w RPA zaplanowane jest na bardzo długi okres czasu. Wiele komponentów jest konstruowanych i produkowanych na miejscu, ok. 60 % wartości zamówienia pozostanie w kraju tworząc lokalną wartość dodaną. Indie to dla producentów urządzeń energetycznych jeden z najszybciej rozwijających się rynków na świecie: w latach 2010 2017 łączna moc urządzeń zainstalowanych na tym subkontynencie ma się podwoić do ok. 330 000 MW; około dwóch trzecich wytwarzanych jest obecnie w elektrowniach na paliwa kopalne. W roku 2012 firma Hitachi Power Europe zrobiła pierwszy decydujący krok na dynamicznie rozwijającym się rynku indyjskim: wspólnie z partnerem joint-venture HPE wygrała przetarg na dostawę sześciu wytwornic pary klasy 660 MW na węgiel kamienny. Joint-venture ( BGR Boilers Private Limited z siedzibą w Chennai) zawiązane w roku 2010 przez Hitachi Power Europe oraz indyjskiego producenta BGR Energy Systems Ltd., powstało w celu produkcji, dystrybucji i uruchamiania dużych wytwornic pary. Inne joint-venture pomiędzy BGR Energy i Hitachi, Ltd., macierzystą firmą przedsiębiorstwa HPE, założone zostało w celu produkcji turbin parowych ( BGR Turbines Company Private Limited ). Tym samym HPE, Hitachi i BGR mogą oferować na indyjskim rynku kompletne wykonanie i dostawę wszystkich istotnych komponentów w zakresie budowy elektrowni. 24
Wejście na rynek polski i grecki We wrześniu 2012 r. Hitachi Power Europe oraz partner konsorcyjny Polimex-Mostostal (PXM) podpisały z polskim dostawcą energii elektrycznej firmą Enea Wytwarzanie umowę dotyczącą budowy elektrowni opalanej węglem kamiennym Kozienice 11. Wartość umowy na instalację o mocy 1075 MW (sprawność netto: 45,5 %) to ok. 1,54 miliarda euro. HPE ma dostarczyć wytwornice pary z bunkrami węglowymi, młynami, układami paleniskowymi, systemami oczyszczania spalin, nadrzędnym układem sterowania oraz niektórymi agregatami pomocniczymi. Firma macierzysta Hitachi, Ltd. dostarcza turbinę parową oraz przynależne komponenty. Spółka zależna HPE, Babcock Hitachi K.K. (BHK) dostarczy instalację odsiarczania spalin. PXM odpowiada za część budowlaną i montaż oraz za sporą część instalacji pomocniczych elektrowni. Podczas budowy na miejscu pracować będzie do 2500 osób, duża część wartości dodanej pozostanie więc w Polsce. Nowy blok uruchomiony zostanie w 2017 r. Hitachi Power Europe oraz nasz klient, firma TERNA S.A., wybudują na północy Grecji supernowoczesną elektrownię opalaną węglem brunatnym o mocy 660 MW. Grecki dostawca energii Public Power Corporation (PPC) podpisał w marcu 2013 r. stosowną umową z producentem urządzeń firmą TERNA. HPE jako poddostawca firmy TERNA odpowiedzialny jest za engineering, dostawę wytwornicy pary wraz z urządzeniami pomocniczymi oraz wspólnie z macierzystą firmą Hitachi, Ltd. turbiny parowej i kompletnej instalacji oczyszczania spalin. TERNA dostarczy urządzenia pomocnicze elektrowni oraz wybuduje i uruchomi elektrownię. Rozpoczęcie budowy Ptolemais V zaplanowano na rok 2015; a eksploatacja rozpocznie się w roku 2019. Elektrownia Kozienice 11 opalana węglem kamiennym Elektrownia Ptolemais V opalana węglem brunatnym Nasze projekty 25
Nasze produkty Dzięki własnym zakładom produkcyjnym, które dostarczają części ciśnieniowe kotłów, elementy układów spalania oraz konstrukcje stalowe, realizując zlecenia naszych klientów jesteśmy w dużym stopniu niezależni i samowystarczalni. Nasze pr
odukty Donges SteelTec GmbH
Większa autonomia Młyny węglowe i palniki produkowane są w Babcock Manufacturing Center w Oberhausen (góra, prawa strona poniżej) W odróżnieniu od większości firm działających w energetyce, Hitachi Power Europe GmbH posiada własne zaplecze produkcyjne, zajmujące się wytwarzaniem głównych komponentów, takich jak części ciśnieniowe do wytwornic pary technologicznej, głowice, młyny węglowe oraz palniki, systemy transportu materiałów oraz konstrukcje stalowe. Dzięki temu firma HPE nie jest zależna od podwykonawców i pracuje w prawdziwym klastrze jakości. Nasze zaplecze produkcyjne obejmuje trzy główne zakłady: Donges SteelTec GmbH (Darmstadt): jeden z wiodących niemieckich producentów konstrukcji stalowych i mostowych; wykonuje konstrukcje stalowe dla elektrowni Meeraner Dampfkesselbau GmbH (Meerane): produkuje złożone podzespoły wytwornic pary technologicznej (na przykład części ciśnieniowe) stosowane w procesie produkcji energii elektrycznej Babcock Fertigungszentrum GmbH (Oberhausen): produkuje wysokiej jakości elementy (takie jak młyny węglowe, palniki pyłowe, systemy transportu materiałów) głównie dla Hitachi Power Europe GmbH Części ciśnieniowe oraz kolektory produkowane są w Meeraner Dampfkesselbau GmbH (po lewej) 28
dzięki własnej produkcji Dongess SteelTec GmbH zajmuje się produkcją konstrukcji stalowych dla elektrowni Budowa elektrowni stawia najwyższe wymagania jakościowe, gdyż używane tu podzespoły i elementy są poddawane wysokim obciążeniom i muszą zapewnić prawidłową eksploatację w trybie ciągłym przez wiele dziesięcioleci. Nie może więc dziwić, że kwestia kontroli jakości produkcji przez nasze spółki zależne jest absolutnie prio rytetowa. Udoskonalanie zaawansowanych technologicznie materiałów, takich jak specjalne stopy do produkcji elementów ciśnieniowych, pozwala na jeszcze bardziej ekonomiczne wykorzystanie podzespołów przy zmniejszeniu szkodliwości dla śro dowiska. Jednocześnie specjaliści z firmy Hitachi Power Europe ściśle współpracują z zakładami produkcyjnymi, dzieląc się swoimi doświadczeniami. Projekty zagraniczne na przykład w RPA czy Indiach wymagają często konstruowania i wykonania dużej części komponentów na miejscu. Hitachi Power Europe zawiązuje w tym celu lokalne kooperacje, buduje odpowiednie zakłady produkcyjne i kształci lokalną siłę roboczą. Firma korzysta również z najnowocześniejszych rozwiązań technologii budowy mostów i konstrukcji stalowych Nasze produkty 29
Czysta sprawa W kosztach budowy nowoczesnej elektrowni znaczącą pozycję zajmują nakłady na technologie ochrony środowiska, niezależnie od tego czy mamy na myśli usuwanie pyłu węglowego, odsiarczanie czy odazotowanie. Powstawanie gazów spalinowych zawiera ją cych cząstki pyłu, tlenki azotu oraz dwutlenek siarki jest nieodłączną częścią procesu spalania węgla. Wysokowydajne technologie umożliwiają ograniczenie do minimum poziomu emisji tych substancji. Korzystając z nowoczesnej technologii można na przykład usunąć 99,9 % pyłu zawartego w gazach spalinowych. Wymienione poniżej technologie umożliwiają ograniczenie emisji pozostałych zanieczyszczeń: Cząsteczki popiołu osadzają się na powierzchni elektrod zbiorczych elektrofiltra, skąd zostają strząśnięte i w ten sposób usunięte ze strumienia gazów spalinowych. W obecności katalizatorów tlenki azotu (NO x ) reagują z amoniakiem w instalacji odazotowania. Produktami reakcji są azot i para wodna, naturalne składniki powietrza. Dwutlenek siarki usuwany jest w instalacji odsiarczania spalin (IOS). Zawiesina wapienna wiąże dwutlenek siarki obecny w strumieniu gazów spalinowych, tworząc w efekcie czysty gips. Firma Hitachi Power Europe dysponuje wiedzą i udokumentowanym doświadczeniem w oczyszczaniu gazów spalinowych. Dostarczamy instalacje na zasadach pod klucz. Ponadto HPE i jej spółka matka Hitachi, Ltd. prowadzą ciągłe badania nad procesami pozwalającymi zwiększać wydajność i sprawność oczyszczania gazów spalinowych. Dwutlenek siarki usuwany jest dzięki Instalacji Odsiarczania Spalin 30
Niezawodność w warunkach najwyższych obciążeń Około 3 tys. obrotów na minutę czyli szybciej niż dźwięk! Taką prędkość osiągają łopatki turbiny. Przy skrajnych obciążeniach wywołanych ogromną temperaturą pary (sięgającą 620 C) poddanej bardzo wysokiemu ciśnieniu (do 250 bar), łopatki turbiny ani na chwilę nie mogą stracić swej niezawodności. Turbiny parowe o wysokiej sprawności są dostarczane przez naszą spółkę matkę Hitachi, Ltd. Nowa konstrukcja Hitachi: turbina gazowa H-80 Od ponad 75 lat firma Hitachi, Ltd. produkuje wysokowydajne turbiny parowe o mocy od 250 do 1380 MW. Turbiny i wytwornice produkowane są w japońskim zakładzie Hitachi, zlokalizowanym na północny-wschód od Tokio. Dzięki wszechstronnym badaniom, ciągłym udoskonaleniom, racjonalizacji konstrukcji i technologii produkcji, w swojej kategorii należą one do najlepszych na świecie. Jakość i niezawodność eksploatacyjna to wynik surowych kontroli jakości przepro wadza nych przez personel techniczny Hitachi. Pracownicy serwisowi świadczą również usługi pomocy technicznej oraz wykonują przeglądy i naprawy instalacji. Innym przykładem sukcesu jest stworzona przez Hitachi, Ltd. turbina gazowa H 25 / H 15. W elektrowniach na całym świecie pracuje już ponad 150 turbin gazowych typu H 25 / H 15 zaprojektowanych jako maszyny heavy duty (klasa mocy 30 MW). Od roku 2010 do wytwarzania energii elektrycznej stosowane są również nowe turbiny gazowe Hitachi typu H 80. Turbiny gazowe są solidne i niezawodne w stałej eksploatacji oraz ekonomiczne w obsłudze i doskonale nadają się do energetyki skojarzonej oraz do ciepłownictwa. Turbiny gazowe Hitachi znajdują również zastosowanie w przemyśle jako turbiny napędowe (np. w produkcji olejów mineralnych). Nasze produkty 31
Nasze usługi Dostawa części zamiennych, modernizacja komponentów, zwiększanie wydajności lub wydłużanie żywotności: Hitachi Power Europe Service GmbH (HPES), od 1 sierpnia 2012 r. spółka zależna HPE, oferuje kompleksowe rozwiązania dla elektrowni na paliwa kopalne i ich głównego komponentu wytwornic pary. HPES to działające na arenie międzynarodowej przedsiębiorstwo zajmujące się wytwarzaniem energii elektrycznej i serwisem urządzeń. Specjalizuje się w technice kotłów i palenisk, oczyszczania spalin, serwisowaniu młynów i turbin oraz montażu, uruchamianiu i dostawie części zamiennych, oferując sprawdzone usługi serwisowe i modernizacje elektrowni i instalacji paleniskowych różnych rodzajów i wielkości pracujących z konwencjonalnymi paliwami. Montaż modułu parownika do spalarni śmieci (Waste-to-Energy) 32
na rzecz energii jutra Produkcja komponentów do pierwszego wyposażenia i modyfikacji oraz części zamienne Ostrzejsze wymogi dotyczące emisji chronią środowisko. HPES dostarcza dopracowane i sprawdzone systemy oczyszczania spalin na przykład elektrofiltry, filtry tkaninowe, płuczki i pochłaniacze umożliwiające spełnienie tych wymogów. Opatentowane powłoki ochronne powierzchni grzewczych i komponentów ciśnieniowych zapewniają wysoką wytrzymałość korozyjną i erozyjną. Węgiel brunatny czy kamienny, produkty własne czy obce: HPES dysponuje szerokim know-how umożliwiającym optymalizację kruszarek. Bogate portfolio uzupełniają części zamienne, naprawy i szeroko zakrojony serwis u klienta. Serwis turbin stoi pod hasłem zachowania wydajności i dostępności. Eksperci HPES dysponują kilkudziesięcioletnim doświadczeniem w zakresie budowy, uruchamiania i serwisowania turbin parowych i gazowych w grupie Hitachi. HPES jako stuprocentowa spółka zależna HPE ma możliwość korzystania zarówno z zakładów produkcyjnych grupy HPE, jak i ze wsparcia partnerów grupy. Zarządzanie częściami zamiennymi umożliwia szybką reakcję i skuteczne rozwiązania. Nasze produkty 33
Ekstremalna wytrzymałość Parawan bezpieczeństwa w użyciu w bloku Q elektrowni Boxberg () Materiał niezwykle cienki, jednak ekstremalnie wytrzymały: stosowana przez Hitachi Power Europe tkanina do przeglądów wytwornic pary wytrzymuje kilkutonowe obciążenia. Tzw. parawan bezpieczeństwa (SABS ) chroni pracowników pracujących wewnątrz kotłów (przeglądy, usterki) przed spadającymi resztkami żużlu. Opatentowany i certyfikowany przez TÜV system SABS wykonany jest z tkaniny powlekanej kevlarem i obejmuje cały przekrój wytwornicy pary. Montowany i poruszany jest dzięki konstrukcji również zaprojektowanej przez Hitachi Power Europe. W przeciwieństwie do konwencjonalnych rozwiązań (maszty wznoszone wzdłuż ścian kotła, rozpięte siatki ochronne) system SABS oferuje nie tylko skuteczną ochronę, ale również szybki montaż i demontaż, co oszczędza wiele czasu i kosztów. SABS zastosowano z sukcesem po kompleksowych testach po raz pierwszy w połowie roku 2012 podczas przeglądu bloku Q w elektrowni Boxberg (). Rozwieszenie tkaniny w kotle trwało tylko 6,5 godziny. Podczas gruntownego czyszczenia bloku wychwyciła ona wielokrotnie nawet do 3 t materiału. HPE opracowała zarówno samą tkaninę SABS, jak i konstrukcję nośną 34
Większa elastyczność G Palnik DST Możliwe 100% biomasy Filtr Podawanie Wentylator Silos pyłu Powietrze Oddzielacz powietrzny Bunkier węgla surowego Podajnik Młyn Obciążenie minimalne 40 % 30 20 10 0 Moc instalacji +30 Δ% +20 +10 0 Sprawność instalacji +3Δ% +2 +1 0 Szybkość zmiany obciążenia 12 % 10 8 6 4 Emisja CO2 0 Δ% 10 20 30 1 Pośrednie opalanie 2 Mniejsza grubość ścian i większa liczba separatorów i kolektorów 3 Palnik DST 4 Możliwe 100 procent biomasy 5 Repowering za pomocą turbiny gazowej Odpowiednia konfiguracja i technologie nie tylko zwiększają elastyczność elektrowni opalanej węglem kamiennym (a opcjonalnie również biomasą), ale dzięki oszczędności kosztów zwiększają jej konkurencyjność. Schemat przedstawia przebudowę konwencjonalnej elektrowni na paliwa kopalne na elektrownię hybrydową, w pełni elastyczną, umożliwiającą pracę na pełnym i niskim obciążeniu, opalaną maksymalną ilością biomasy i produkującą dodatkowo ciepło oraz energię elektryczną. Minimalne obciążenie można zmniejszyć poprzez rozszerzenie układu paleniskowego o opalanie pośrednie o ok. 15 procent 1, o ile dopuszcza to zakres regulacji palnika. Montaż palnika DST 3 umożliwia, ze względu na wysoki zakres regulacji, dalszą redukcję minimalnego ognia do ok. 10 %. Poniżej 10 % moc może zapewnić repowering za pomocą turbiny gazowej 5. Szybkość zmiany obciążenia nowszych i istniejących urządzeń możliwa jest dzięki pośredniemu opalaniu na poziomie nominalnym wytwornicy pary, a redukcja grubości ścian elementów grubościennych 2 umożliwia uzyskanie zmiany obciążenia na poziomie 10 %/ min. Jeszcze wyższe parametry umożliwia tu repowering za pomocą turbiny gazowej 5. Poprzez zwiększenie mocy daje on wyższą sprawność instalacji oraz niższą emisję dwutlenku węgla. Emisję można też zmniejszyć poprzez zastosowanie palników DST 3 w połączeniu z opalaniem bezpośrednim 1 w przypadku stosowania biomasy 4. Cechy szczególne Redukcja kosztów paliw dodatkowych nawet o 90 % dzięki odpowiednio wczesnemu przełączeniu na minimalne, stabilne spalanie węgla / biomasy podczas rozruchu. Praca młynów przy opalaniu pośrednim najlepiej podczas faz niskiego obciążenia zwiększa sprawność poprzez stałą prędkość mielenia do wartości optymalnej pod względem energetycznym. Niższe zapotrzebowanie na energię poprzez zastosowanie przetwornic częstotliwości do regulacji obrotów dmuchaw świeżego powietrza i wymuszonego ciągu powietrza podczas pracy przy częściowym obciążeniu. Nasze produkty 35
Nasze know-how Nasi eksperci poszukują i wdrażają innowacyjne rozwiązania, zarówno w dziedzinie nowych materiałów, jak i technologii sekwestracji CO 2. Wiedzą, że nadchodzi era elektrowni nowej generacji. Nasze kn
ow-how
Nowe materiały, wyższa sprawność Firma Hitachi Power Europe prowadzi badania i rozwija nowoczesne technologie elektrowni nowej generacji. Prace te obejmują doskonalenie procesów sekwestracji CO 2, opracowywanie nowych materiałów oraz tworzenie komputerowych symulacji pracy elektrowni. Będąc specjalistą w zakresie projektowania i budowy elektrowni opalanych paliwami kopalnymi, firma wykorzystuje swoją rozległą wiedzę techniczną oraz bogate doświadczenia nabyte podczas realizacji wielu wcześniejszych przedsięwzięć. Jeden z projektów badawczych prowadzonych obecnie przez specjalistów HPE dotyczy elementów ciśnieniowych wykonanych z nowego stopu niklu o bardzo wysokiej wytrzymałości, przeznaczonych do zastosowania w elektrowniach o temperaturze pary sięgającej 700 C. Maksymalna precyzja dla osiągnięcia najwyższej jakości: linie technologiczne fabryki Meerane są już gotowe do obróbki materiałów dla elektrowni klasy 700 C. W typowych elektrowniach, na przykład zasilanych węglem kamiennym, temperatura pary osiąga poziom 500 C, a ciśnienie ok. 240 bar. Jednym ze sposo bów podniesienia sprawności całego bloku jest podniesienie temperatury i ciśnienia do 700 C i 350 bar. Przy takich parametrach sprawność instalacji wynosi ponad 50 % (przy średniej sprawności elektrowni w Niemczech wynoszącej 38 %). Ponieważ stosowane dotychczas elementy stalowe są odporne na temperatury rzędu maksymalnie 600 C, elektrownia klasy 700 C wymaga zastosowania zupełnie nowych materiałów. Z tego względu firma Hitachi Power Europe we współpracy z jednym z operatorów elektrowni prowadzi badania nad specjalnymi stopami stali o wysokiej zawartości niklu i chromu. Stopy te charakteryzują się bardzo dużą wytrzymałością na wysokie temperatury i ciśnienia. Współpracując z właścicielem elektrowni, spółka zależna HPE wyprodukowała lub zleciła wyprodukowanie elementów, takich jak przegrzewacze, rury oraz inne elementy wyposażenia bloku. Ich właściwości materiałowe są obecnie wszechstronnie testowane w warunkach laboratoryjnych. 38
Separacja CO 2 do procesów przemysłowych Dwutlenek węgla powstały w wyniku spalania węgla jest szkodliwy dla naszego klimatu, lecz może być wychwytywany z gazów spalinowych i składowany w podziemnych zbiornikach lub wykorzystywany na różne sposoby. Metody sekwestracji CO 2 są znane i wykorzystywane w przemyśle chemicznym. Jednakże do tej pory nie opracowano instalacji do wychwytywania dwutlenku węgla powstającego w elektrowniach węglowych. Operatorzy i dostawcy technologii dla elektrowni na całym świecie prowadzą intensywne prace badawcze nad możliwymi technologiami wychwytywania CO 2. Firma Hitachi Power Europe z jednej strony jest aktywnie zaangażowana w prace nad płuczką do oczyszczania gazów spalinowych na wyjściu (proces wychwytywania po spalaniu, ang. PCC Post Combustion Capture). W tym procesie CO 2, jest wypłukiwany i wychwytywany za pomocą roztworów chemicznych na końcowym etapie procesu technologicznego. Z drugiej strony, firma prowadzi badania nad tzw. technologią oxyfuel polegającą na spalaniu węgla w czystym tlenie. Jedynym produktem w tym procesie oprócz wody jest praktycznie czysty dwutlenek węgla. Do wychwytu wtórnego PCC Hitachi Power Europe wykonała modułową instalację testową wychwytującą CO 2 poprzez płukanie gazu, która zainstalowana została w roku 2011 w kooperacji z dostawcami energii elektrycznej w jednej z elektrowni i służy do badań różnych roztworów chemicznych stosowanych do płukania. Instalacja testowa nie tylko zapewnia szybki montaż i demontaż, ale daje się stosować w różnych elektrowniach i w różnych warunkach. Jej działanie nie wymaga stosowania określonych substancji chemicznych (amina/ woda), co daje dowolność doboru środków najodpowiedniejszych dla operatora. Hitachi Power Europe rozwija technologię spalania w tlenie we współpracy, prowadzonej na zasadzie partnerstwa technologicznego, z dostawcą energii elektrycznej, firmą Vattenfall. Od kwietnia 2010 roku w instalacji testowej Schwarze Pumpe w Brandenburgii stosowany i testowany jest palnik firmy Hitachi dla technologii oxyfuel. Zakłada się, że komercyjne zastosowanie technologii wychwytywania i składowania CO 2 (ang. Carbon Capture and Storage) będzie możliwe od 2020. Modułowa instalacja testowa do wychwytu CO 2 w procesie wychwytu wtórnego Elektrownie Sprawność w % Zużycie węgla w gramach na kilowatogodzinę Emisja CO ² w gramach na kilowatogodzinę Świat (średnio) 30 480 1116 Unia Europejska 38 379 881 Nowoczesne rozwiązania 45 320 743 Rozwiązania następnej generacji > 50 288 669 Z technologią wychwytywania i składowania CO ² (CCS) ~ 40 360 80 100 Źródło: RWE Nasze know-how 39
Magazynowana energia Elektrownie CAES (z prawej) i podziemne elektrownie szczytowo-pompowe (u dołu) to dwa przykłady innowacyjnych rozwiązań HPE 1 Sprężarka 2 Kawerna 3 Zbiorniki rurowe 4 Turbina gazowa 5 Wymiennik ciepła Energia ze źródeł odnawialnych na przykład z elektrowni wiatrowych lub słonecznych wymaga magazynowania, które umożliwia wyrównanie wahań zasilania. Hitachi Power Europe oferuje takie rozwiązania, na przykład elektrownie CAES (Compressed Air Energy Storage) oraz podziemne elektrownie szczytowo pompowe. Elektrownie CAES wykorzystują do wytwarzania energii elektrycznej sprężone powietrze (zmagazynowane w kawernach lub systemach rurowych) oraz turbinę gazową. W podziemnych elektrowniach szczytowo-pompowych spadająca woda napędza turbiny zainstalowane kilkaset metrów pod ziemią (na przykład w nieczynnych kopalniach). Hitachi Power Europe we współpracy z macierzystą firmą Hitachi, Ltd. i japońskimi spółkami zależnymi dysponuje wymaganymi maszynami i komponentami (na przykład zmodyfikowanymi turbinami gazowymi), aby konstruować i budować takie zasobniki energii. 1 Naziemny zbiornik wodny 2 Wieża szybowa 3 Zamek wodny 4 Pompoturbina 5 Generator 6 Podziemny zbiornik wodny 40
Współpraca międzynarodowa Od wychwytywania CO 2, poprzez zwiększanie sprawności, przyszłościowe koncepcje magazynowania energii, po komputerowe symulacje elektrowni online: podczas regularnych spotkań pracowników Hitach z działu badań i rozwoju prowadzona jest intensywna wymiana know-how na szczeblu międzynarodowym. Tzw. warsztaty GRDO (Global Research & Development Organisation) to tylko jeden z wielu przykładów współpracy pomiędzy pracownikami Hitachi z Europy, Japonii, RPA i USA. W pracach i wymianie wiedzy pomiędzy specjalistami z zakresu badań i rozwoju wykorzystywane są również aktualne obserwacje rynku i rezultaty dyskusji z klientami i ministerstwami z różnych krajów. Pozwala to już teraz przeanalizować zagadnienia związane z technologiami przyszłych generacji i ustalić priorytety na podstawie spodziewanych kierunków rozwoju rynku oraz regulacji. W przypadku złożonych zadań takich jak na przykład magazynowanie energii współpracują ze sobą specjaliści z różnych dziedzin i spółek koncernu Hitachi i opracowują wspólnie kompleksowe rozwiązania: od Hitachi Power Systems (elektrownie termiczne i turbiny, aż po akumulatory), poprzez Hitachi Plant Technology (komponenty instalacji), po Hitachi Mitsubishi Hydro (elektrownie wodne). W warsztatach biorą również udział specjaliści z działu Oferowania i Sprzedaży oraz pracownicy serwisu, wspierając projekty długo i krótkoterminowe swoim doświadczeniem wynikającym z bliskiego kontaktu z klientami. Bo to, co dziś jest przedmiotem prac kolegów z zakresu badań i rozwoju, powinno możliwie szybko znaleźć przełożenie w postaci produktów odnoszących komercyjny sukces. Pracownicy Hitachi z Europy, Japonii i USA regularnie wymieniają się wiedzą i doświadczeniem Nasze know-how 41
Mamy się czym pochwalić Firma Hitachi Power Europe ma na swoim koncie wiele instalacji wytwarzających energię elektryczną. Lista wybranych realizacji z ostatnich kilku lat stanowi potwierdzenie pozycji naszej firmy w tej dziedzinie: Projekty / produkty firmy Hitachi Power Europe (wybór) od 2005 r. * Zakres dostawy obejmował wytwornicę pary technologicznej, urządzenia do oczyszczania gazów spalinowych, turbinę parową / wytwornicę, prace budowlane obejmujące chłodnię kominową; ogólne rozplanowanie zakładu ** Blok energetyczny = wytwornica pary technologicznej, urządzenia do oczyszczania gazów spalinowych, turbina parowa / generator, w tym urządzenia pomocnicze (z wyłączeniem robót budowlanych, elektrycznych, AKPiA, zewnętrznego transportu węgla, itd.) *** W ramach konsorcjum z firmą Polimex-Mostostal Lokalizacja Inwestor Dostawa Moc Ptolemais V Grecja TERNA S.A. Blok energetyczny ** 1 x 660 MW 42 Kozienice Polska Maja / Solapur / Raghunathpur Indie Kusile RPA Medupi RPA Eemshaven Holandia Rotterdam Holandia Wilhelmshaven Maasvlakte Holandia Moorburg Westfalen Datteln Neurath F & G Boxberg Walsum Gent Belgia Malmö Szwecja Enea NTPC ESKOM ESKOM RWE Realizacja elektrowni w systemie pod klucz *** Wytwornica pary technologicznej Wytwornica pary technologicznej Wytwornica pary technologicznej Instalacja oczyszczania gazów odlotowych 1 x 1075 MW 6 x 660 MW 6 x 800 MW 6 x 800 MW 2 x 800 MW GDF Suez Blok energetyczny ** 1 x 790 MW GDF Suez Blok energetyczny ** 1 x 790 MW E.ON Vattenfall RWE E.ON RWE Vattenfall Evonik / EVN Electrabel E.ON Sverige Wytwornica pary technologicznej Wytwornica pary technologicznej Instalacja oczyszczania gazów odlotowych Wytwornica pary technologicznej Wytwornica pary technologicznej Wytwornica pary technologicznej Realizacja elektrowni w systemie pod klucz * Wytwornica pary technolo gicznej na gaz wielkopiecowy Blok gazowo-parowy 1 x 1100 MW 2 x 820 MW 2 x 800 MW 1 x 1100 MW 2 x 1100 MW 1 x 670 MW 1 x 750 MW 1 x 305 MWel 440 MWel 250 MWth Stan: maj 2013 r.