CHP_PWr - 19.01.2011 - Tomasz Kamiński

POTRZEBY

Dane na dzie

: 31.05.2010 r.

E=mc

To znaczy

energia

jest wsz

dzie

ródło energii

Zdolno

ść

wytwarzania

i przetwarzania

Zdolno

ść

transportu

Dopasowany do

posiadanych

liwo

odbiornik

energii

Nieodnawialne:

•w

giel kamienny i brunatny

surowy i przetworzony;
•ropa naftowa i produkty;
•gaz ziemny;
•paliwa j

drowe.

Odnawialne:

•Energia wodna
•Energia wiatru
•Energia sło

•Biomasa, biogazy, biodiesel
•Energia geotermalna

Generacja,

Kogeneracja (CHP),

Trigeneracja

–

po co?

Dane na dzie

: 31.05.2010 r.

PALIWO

nik energii pierwotnej

ENERGIA

Rozdzielona produkcja:

•siłownie
•elektrownie;
•ciepłownie;
•kotłownie.

Skojarzona produkcja:

•elektrociepłownie
(kogenercja)
•trigeneracja

INSTALACJA

produkcja energii

bezpo

redniej

Kogeneracja (CHP), Trigeneracja

definicje

Dane na dzie

: 31.05.2010 r.

Kogeneracja (CHP)

–

jest to proces technologiczny jednoczesnego

wytwarzania energii elektrycznej i u

ytkowej energii cieplnej

(Combined Heat and Power)

z tego samego

a energii pierwotnej.

Skojarzona produkcja no

nik

w energii.

jgeneracja (trigeneracja)

–

jest to proces technologiczny jednoczesnego

wytwarzania energii elektrycznej, u

ytkowej energii cieplnej

oraz ch

odu u

ytkowego

z tego samego

a energii pierwotnej.

Instalacja

–

Kogeneracja

–

elektrociep

ownia

para

t = 500

ciepło

energia elektryczna

paliwo

spaliny

Instalacja

–

Kogeneracja

–

blok gazowo

parowy

Turbina gazowa

–

zasada dzia

ania

Dane na dzie

: 31.05.2010 r.

energia

elektryczna

paliwo

t =~400

t = ~1200

powietrze ~20

spaliny ~ 500

Dane na dzie

: 31.05.2010 r.

Instalacja

–

Kogeneracja

–

blok gazowo

parowy

energia
elektryczna

powietrze

paliwo

spaliny

obieg otwarty

obieg zamkni

kondensat

HRSG

ODG

komin

Parametry uk

w CHP opartych o turbiny gazowe

Producent

Model

Moc

elektr.

Moc

cieplna

Sprawno

ść

elektryczna

Sprawno

ść

cieplna

nominalna

Temp. spalin z

ºC

Solar

Saturn 20

1205

2850

24,7

58,4

500

0,42

Solar

Centaur 50

4350

8330

29,2

56,0

489

0,52

Alstom

Tornado

6750

12190

33,0

59,6

477

0,55

Alstom

Cyclone

12900

21030

33,9

55,2

570

0,61

PGT20

17460

26484

36,2

54,9

475

0,66

PGT20

22420

33089

36,3

53,6

525

0,68

LM6000

42700

56862

41,0

54,6

500

0,75

MS9001E

126100

209247

33,8

56,1

543

0,60

* UWAGA Spaliny wychłodzone do 100ºC

Instalacja

–

Kogeneracja

–

silnik gazowy

Chłodnica
płaszcza
wodnego

Chłodnica oleju

Odbiór energii ze

spalin

komin

t = 500

t = 90

Odbiór
ciepła

t = 50

gaz

Dane na dzie

: 31.05.2010 r.

Parametry uk

w CHP opartych o silniki gazowe t

okowe

Producent

Model

Moc

elektr.

Moc

cieplna

Sprawno

ść

elektryczna

Sprawno

ść

cieplna

nominalna

Sprawno

ść

kowita

nominalna

Caterpillar

G3408

245

407

34,5

57,5

0,6

Jenbacher

JMS 208 GS

294

395

37,5

50,5

0,74

Caterpillar

G3412

350

530

36,2

54,8

0,66

Perkins

4008

415

597

35,5

50,5

0,69

Jenbacher

JMS 320GS

1100

1240

39,8

46,2

0,89

Jenbacher

JMS 620 GS

3040

3080

42,3

42,7

0,99

Deutz A.G.

TBK 632V16

3170

3770

40,3

47,7

0,84

Wärtsilä
(gaz + olej)

W50DF

15700

15800

45,6

46,4

0,99

UWAGA Spaliny wych

odzone do 120ºC

Dane na dzie

: 31.05.2010 r.

Charakterystyka techniczna podstawowych rozwi

CHP

Typ urządzenia

Paliwo

Zakres

mocy, kW

Sprawność

elektryczna

ηηηη

el,CHP



Sprawność

całkowita

EUF

Wskaźnik

skojarzenia

σσσσ

Nośnik ciepła

Turbina parowa

dowolne

> 250

7 – 20

75 – 84

0.1 – 0.33

Para lub gor

woda

Turbina gazowa,
układ prosty

olej, gaz
ziemny i
inne
gazowe

> 350

15 – 40

65 – 85

0.4 - 0.8

(ok. 0.2 z

dopalaniem)

para lub gor

woda

Turbina gazowa w
układzie
kombinowanym

jak dla
turbiny
gazowej

> 7300

35 –55

73 –85

do 1.45

para o

rednich

parametrach,
gor

ca woda

Silnik tłokowy
gazowy

gaz
ziemny i
inne
gazowe

5 - 6500

25 – 40

70 – 90

0.5 - 1.0

gor

ca woda,

rzadziej para o
niskich
parametrach

Mikroturbina

gaz
ziemny

25 - 450

25 –30

75 – 85

0.5 – 0.65

gor

ca woda (do

90ºC)

Dane na dzie

: 31.05.2010 r.

Kogeneracja

–

wymagania

•

Mała szkodliwo

ść

dla

rodowiska (niskie emisje gazów, pyłów,

cieków, hałasu, niskie zu

ycie wody – niskie koszty korzystania ze

rodowiska),

•

zmniejszaj

c zu

ycie nieodnawialnych

ródeł energii - paliw

kopalnych,

•

wykorzystanie

energii

ródeł

odnawialnych

(system

„zielonych” certyfikatów),

•

stosowanie technologii kogeneracyjnych (system „czerwonych” i

„

ółtych”

wiadectw pochodzenia),

•

wysoka

sprawno

ść

przetwarzania

energii

(maksymalne

wykorzystanie energii chemicznej paliw) -kogeneracja wysokosprawna,

•

Bezpiecze

stwo

energetyczne

–

energetyka

rozproszona,

dywersyfikacja paliw,

•

Opłacalno

ść

ekonomiczna inwestycji (analizy opłacalno

ci).

Dane na dzie

: 31.05.2010 r.

Kogeneracja

–

aspekty prawne i

rodowiskowe

1. Ustawa z dnia 10 kwietnia 1997 Prawo energetyczne, z

pó

niejszymi zmianami według stanu na dzie

1 stycznia 2008

2. Rozporz

dzenie Ministra Gospodarki z dnia 26 wrze

nia 2007 w

sprawie sposobu obliczania danych podanych we wniosku o
wydanie

wiadectwa

pochodzenia

kogeneracji

oraz

szczegółowego zakresu obowi

zku uzyskania i przedstawienia do

umorzenia tych

wiadectw, uzyskania opłaty zast

pczej i

obowi

zku potwierdzania danych dotycz

cych ilo

ci energii

elektrycznej wytworzonej w wysokosprawnej kogeneracji. (Dz.U.
nr 185 z 2007 poz. 1314).

Dane na dzie

: 31.05.2010 r.

Kogeneracja

–

system

wiadectw energetycznych

UWAGA

Prawo wprowadza obowi

zek uzyskania i przedstawienia do umorzenia

wiadectw pochodzenia z kogeneracji lub uiszczenia opłaty zast

pczej. Obowi

zek

ten uznaje si

za spełniony, je

eli za dany rok kalendarzowy udział ilo

ciowy sumy

energii elektrycznej wynikaj

cej z uzyskanych i umorzonych

wiadectw

pochodzenia z kogeneracji w wykonanej rocznej sprzeda

y energii elektrycznej

przez dane przedsi

biorstwo energetyczne odbiorcom ko

cowym, wynosi nie mniej

a) Dla jednostek wysokosprawnej kogeneracji gazowej (art. 9l ust. 1 pkt 1 ustawy

Prawo energetyczne) – „

ółte”

wiadectwa pochodzenia:

2,9% w 2009 r.,

3,1% w 2010 r.,

3,3% w 2011 r.,

3,5% w 2012 r.

b) Dla jednostek wysokosprawnej kogeneracji (art. 9l ust. 1 pkt 1 ustawy Prawo

energetyczne) – „czerwone”

wiadectwa pochodzenia:

20,6% w 2009 r.,

21,3% w 2010 r.,

22,2% w 2011 r.,

23,2% w 2012 r.

Dane na dzie

: 31.05.2010 r.

Kogeneracja

–

system

wiadectw energetycznych

Producenci energii elektrycznej w kogeneracji mog

sprzedawa

przysługuj

im jednostki

wiadectw pochodzenia na Towarowej Giełdzie Energii. Ceny rynkowe

tych

wiadectw w kwietniu 2009 kształtowały si

na nast

puj

cym poziomie:

wiadectwa „

ółte”: około 122 zł/MWh

wiadectwa „czerwone”: około 17 zł/MWh

Dane na dzie

: 31.05.2010 r.

Kogeneracja

–

Case Study

–

enia energetyczne

Podstawowe za

enia energetyczne

Jednostki

Warto

ść

Uwagi

Roczny czas pracy

8208

342 dni/r

Roczne zapotrzebowanie ciep

a w parze

MWh

80000

Roczne zapotrzebowanie ciep

a w spalinach

MWh

48000

Roczne zapotrzebowanie en. elektrycznej

MWh

64000

rednie zapotrzebowanie na moc w parze

9,75

rednie zapotrzebowanie na moc w spalinach

5,85

rednie zapotrzebowanie na moc elektryczn

7,80

Warto

ść

opa

owa gazu ziemnego

MJ/m3

Temp. pary technologicznej

ºC

230

nienie pary technologicznej

bar

Dane na dzie

: 31.05.2010 r.

Kogeneracja

–

Case Study

–

dane urz

dze

Kocio

odzysknicowy HRSG

Strumie

pary (

rednioroczny)

kg/s

3,42

Strumie

pary (

rednioroczny)

t/h

12,32

Moc cieplna w parze

rednia

19,75

Temp. spalin wylotowych z HRSG

ºC

316

Moc cieplna w spalinach wylotowych z HRSG

13,9

ycie/produkcja no

ników energii

Produkcja en. elektrycznej

MWh/rok

91683

Wska

nik potrzeb w

asnych bloku CHP

En. elektryczna na sprzeda

MWh/rok

85266

Produkcja ciep

a w parze

MWh/rok

80000

345600

Produkcja ciep

a w spalinach

MWh/rok

48000

172800

ycie gazu

m3/rok

29970926

ycie gazu

m3/h

3651

Maksymalne zu

ycie gazu

m3/h

4217

Sprawno

ść

kowita EC (

rednioroczna)

75,4%

Dane na dzie

: 31.05.2010 r.

Kogeneracja

–

Case Study

–

szacunki sprzeda

Sprzeda

Sprzeda

ciep

a do ZPK (para+spaliny)

MWh/rok

128000

Sprzeda

energii elektrycznej do ZPK

MWh/rok

64000

Sprzeda

energii elektrycznej do sieci

MWh/rok

21266

Ilo

ść

uzyskanych

wiadectw pochodzenia ("

tych")

MWh/rok

91683

Ilo

ść ś

wiadectw pochodzenia do umorzenia (2012)

MWh/rok

2520

Ilo

ść ś

wiadectw netto (do sprzeda

y na TGE) 2012

MWh/rok

89163

Ilo

ść

"zielonych"

wiadectw pochodzenia koniecznych do

kupienia na TGE

MWh/rok

7488

Dane na dzie

: 31.05.2010 r.

Kogeneracja

–

Case Study

–

wienie podstawowych

zagadnie

analizy ekonomicznej

–

metoda NPV

Dane na dzie

: 31.05.2010 r.

Kogeneracja

–

Case Study

–

wyniki analizy NPV

NPV [zł]

Cena sprzeda

y pradu, zł/MWh

Cena
ciepła
zł/GJ

280

370

420

4 700 764 30 799 232 59 933 847

18 176 777 47 894 688 78 599 232

33 043 248 64 862 220 95 264 617

DPB [lat]

Cena sprzeda

y pradu, zł/MWh

Cena
ciepła
zł/GJ

280

370

420

15,9

6,5

8,9

6,2

5,5