Czy kogeneracja się opłaca?

Co to jest kogeneracja – to generowanie w jednym procesie technologicznym energii cieplnej i elektrycznej lub mechanicznej.

Proces ten odbywa się w tej samej linii technologicznej i wytwórczej przy wykorzystaniu jednego, wspólnego paliwa pierwotnego. Takim paliwem do wytwarzania energii skojarzonej może być paliwo stałe, ciekłe, gazowe lub odnawialne. Układ skojarzony wytwarzania takiej energii polega na tym, że produkcja ciepła wymusza produkcję energii elektrycznej a dzięki zużyciu jednego paliwa pierwotnego do wytwarzania ciepła i prądu mamy spore oszczędności w zużyciu paliwa.

Główne korzyści z zastosowania kogeneracji Z BIOMASY

Główne korzyści z zastosowania układu kogeneracji, to przede wszystkim oszczędności zużycia paliwa pierwotnego i wynikające z niego:

• Redukcja kosztów oraz importu paliwa
• Redukcja emisji, czyli wzrost ochrony środowiska
• Redukcja strat sieciowych do 10 %
• Zwiększenie niezależności energetycznej
• Wykorzystanie lokalnych źródeł paliw i energii.

Co to jest wysokosprawna kogeneracja ?

Jest to proces produkcji energii skojarzonej, czyli elektrycznej i ciepła, w którym następuje oszczędność w zużyciu paliwa pierwotnego w stosunku do procesów rozdzielonych. System kogeneracyjny o wysokiej sprawności to taki, w którym oszczędności w zużyciu paliw pierwotnych osiągają nie mniej niż 10 % w stosunku do porównywalnych procesów rozdzielonych, a także uzyskuje moc do 1 MWe. 

Rozwiązania systemów kogeneracji sięgają po liczne urządzenia energetyczne to produkcji energii skojarzonej:

• Turbiny gazowe
• Turbiny przeciwprężne parowe
• Układy ORC
• Turbiny parowe upustowo- kondensacyjne
• Silniki spalinowe
• Mikroturbiny.

W praktyce do sprawnego wytwarzania energii skojarzonej z drewna i jego odpadów stosuje się dwa rodzaje systemów:

• turbina ORC połączona z kotłem grzewczym i paleniskiem
• zgazowarkę połączoną z silnikiem spalinowym tłokowym.

Oba systemy działają już u wielu użytkowników i mają swoje zalety i ograniczenia. Dla wielu użytkowników ograniczenia są trudne do zagospodarowania – szczególnie wymóg całorocznego odbioru ciepła, bez którego system kogeneracji nie ma ekonomicznego sensu. Zalet i korzyści z kogeneracji jest wiele, ale ograniczenia redukują wiele projektów ze względu na brak ich opłacalności.

System ORC do wytarzania taniego prądu z drewna i odpadów

System polega na połączeniu turbiny ORC z systemem wytwarzania energii cieplnej w kotle przemysłowym grzewczym. Ma to swoje zalety, bowiem w takim urządzeniu możemy spalać dość szeroki zakres paliw, nie muszą być dokładnie kalibrowane, gdyż na turbinę ORC musimy podać jedynie czynnik o określonym parametrze. Do jego wytworzenia możemy użyć dość szerokiego zakresu paliw np.: zrębki, trociny czy nawet odpady z płyt drewnopochodnych. Ograniczeniem jest duże zapotrzebowanie na ciepło, aby wytwarzać energię elektryczną np.: w systemie 1,5 MW ciepła osiągniemy ok. 220 kWel prądu.

Zgazowanie drewna z systemem kogeneracji

Zdecydowanie korzystniejsze proporcje w wytwarzaniu ciepła i prądu z drewna ma system kogeneracji w układzie pirolizy. Proces zgazowania drewna polega na jego konwersji do paliwa gazowego poprzez ogrzewanie w obecności tlenu. W skrócie wygląda to tak, że spalamy gaz drzewny, który zapewnia niskoemisyjne i wysokosprawne spalanie drewna. W procesie zgazowania energia chemiczna węgla uwalniania jest w postaci energii palnego gazu składającego się głównie z tlenku węgla, dwutlenku węgla, wodoru, metanu, wody i azotu. Ten gaz palny spalany jest w ceramicznej komorze w wysokich temperatury. Wytworzony gaz musimy osuszyć i oczyścić, a potem skierować na silnik gazowy tłokowy połączony z prądnicą. Dzięki takiemu działaniu systemu mamy większy udział energii elektrycznej w bilansie wytwarzanej energii skojarzonej.

Kogeneracja to nie tylko korzyści ale pewne ograniczenia

Niezależnie od źródła paliwa pierwotnego: zrębka, biomasa, trociny, odpady, drewno czy agrobiomasa, aby w 100 % wykorzystać potencjał systemu kogeneracji musimy mieć stały odbiór ciepła. Wiem z doświadczenia naszej firmy, że jest to spore wyzwanie dla inwestora – odbiór stały ciepła przez 24 h/doba, a najlepiej minimum 7000 h/rok. Jeśli tego warunku nie możemy spełnić, to inwestycja w kogeneracje stoi pod dużym znakiem zapytania, zwyczajnie może się długo zwracać.

Jak szybko zwróci się inwestycja w kogenerację?

To bardzo popularne pytanie klientów i tylko w przypadku dużej dotacji na zakup kogeneracji albo stałego odbioru ciepła tak inwestycja zwróci się nam w parę lat. Należy pamiętać, że stały odbiór ciepła w trakcie całego roku to nie ciepło sezonowe na zimę, ale musimy mieć zapewniony odbiór technologiczny ciepła całym rokiem. Może być to ciepło generowane na potrzeby produkcji np. suszarnia lub produkcja styropianu albo ciepło hybrydowe do grzania paru obiektów przemysłowych skojarzonych wspólnym źródłem ciepła np.: suszarnia ze szklarnią i pieczarkarnią.