Aspekty kogenerační výroby z OZE

1. Aspekty kogenerační výroby z OZE Úvod - Energetická situace: Energetický balíček EU – (10. leden 2007): snížení emisí skleníkových plynů do roku 2020 o 20 % zvýšení podílu obnovitelných zdrojů o 20 % do roku 2020 (2000 to bylo 6 % a v roce 2010 je předpoklad 10 %) zlepšení účinnosti o 20 % do roku 2020 (EK odhaduje, že největší potenciál úspor se nabízí v administrativních budovách 30 %, v domácnostech 27 %, v dopravě 26 % a ve výrobním průmyslu 25 %) podíl energie z biopaliv by měl do roku 2020 představovat 10 % Směrnice EP 2004/8/ES – podpora společné výroby elektřiny a tepla

2. [GWh] 85000 80000 75000 70000 65000 60000 55000 50000 45000 40000 35000 30000 25000 20000 15000 10000 výroba elektřiny (netto) [GWh] spotřeba (netto) [GWh] 5000 0 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 Energetická situace v ČR roste výroba i spotřeba elektřiny (trend bude nadále pokračovat) spotřeba energie na jednotku HDP je v ČR dvojnásobná oproti EU (kogenerace jedna z možností ke snížení) ČR se zavázala k 8 % elektřiny z obnovitelných zdrojů v roce 2010

3. (MWh) 4 000 000 3 750 000 3 500 000 3 250 000 3 000 000 2 750 000 2 500 000 2 250 000 2 000 000 1 750 000 1 500 000 1 250 000 1 000 000 750 000 500 000 250 000 0 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 Biomasa celkem Bioplyn celkem Větrné elektrárny Ostatní Vodní elektrárny Energetická situace v ČR Výroba elektřiny z OZE v ČR V roce 2006 se hrubá výroba elektřiny z OZE podílela na tuzemské hrubé spotřebě elektřiny 4,9 % (3518,8 GWh) (díky elektřiny z vodních elektráren – možnost zvýšení výroby max. 20 %)

4. Energetická situace v ČR Výroba v kombinovaném cyklu (KVET) což představuje asi 15 % podíl v celkové výrobě elektřiny a asi 39 % podíl v celkové výrobě tepla

5. (PJ/r) 500 450 400 350 300 250 200 150 100 50 Elektrická energie (El. en.) 0 Decentralizované teplo (DZT) Tuhá Centralizované teplo (CZT) Kapalná Plynná paliva Jaderná paliva OZE a paliva energie ostatní Energetická situace v ČR Užití paliva v energetice(2003)

6. Výroba elektřiny Elektřina 22 j. 80 j. Kogeneraní výroba Elektřina 22 j. Ztráty 58 j. Teplo 64 j. 100 j. palivo Teplo 64 j. Výroba tepla 74 j. palivo Ztráty 14 j. Ztráty 10 j.  80 + 74 = 154 jednotek paliva Kombinovaná výroba elektrické energie a tepla lepší zhodnocení energie uvolněné při spalování paliv, než při samostatné výrobě omezení znečistění životního prostředí výroba pomocí čtyř druhů zařízení - Parní kogenerace (nepřímá přeměna, pal. – tep. – mech. – el.) - Plynová kogenerace (přímá přeměna) - Paroplynová kogenerace (přímá přeměna) - Kogenerace využívající palivové články (přímá přeměna)

7. Kombinovaná výroba elektrické energie a tepla Energetické možnosti kogenerace udávají energetické parametry - elektrický výkon PE(t) - tepelný výkon PT(t) poměr elektrického a tepelného výkonu  - kvalita tepelné energie - účinnost

8. Kombinovaná výroba elektrické energie a tepla Vhodnost nasazení a provoz kogenerační jednotky Vyhodnocení probíhá především podle těchto parametrů: - úspora paliva - snížení ztrát při dodávce elektrické energie z ES - snížení ztrát při dodávce tepla - ekonomická výhodnost kogenerace - omezení nepříznivého vlivu na životní prostředí zvýšení spolehlivosti energetické dodávky decentralizace zdrojů, což umožní redukovat současnou vysokou centralizaci výroby, přenosu a rozvodu elektrické (tepelné) energie výstavbou menších zdrojů v místě spotřeby (snížení výrobních nákladů OZE )

9. Kombinovaná výroba elektrické energie a tepla Kombinace centrálního systému s decentralizovanými zdroji umožní: - vyšší využití obnovitelných zdrojů - snížení závislosti dovozu ušlechtilých paliv - umístění zdrojů k místu spotřeby a snížení přenosových ztrát - vyšší spolehlivost systému využití surovin v místě produkce, tudíž snížení nákladů na dopravu Při připojování a provozu je nutno dodržet přijaté mezní hodnoty zpětných vlivů na distribuční síť - změny a kolísání napětí - nesymetrie - harmonické a meziharmonické - vliv na HDO (hromadné dálkové ovládání) - provoz a odpojení v nežádoucích stavech (ostrovní provoz).

10. Paliva pro kombinovanou výrobu Biomasa je substance organického původu, která zahrnuje: - rostlinou biomasu pěstovanou v půdě (ve vodě) - živočišnou biomasu - produkci organického původu - organické odpady V podmínkách ČR se jedná zejména o využití: - dřevní odpady (štěpky, piliny, hobliny, kůra, větve pařezy aj.) - nedřevní fytomasa (zelená biomasa, sláma, rychle rostoucí plodiny) - průmyslové a komunální odpady rostlinného původu (papírenské odpady aj.) - kejda a chlévská mrva - kaly z čistíren odpadních vod, bioplyn ze skládek odpadů, kapalná biopaliva - tříděné komunální odpady

11. Technologie kogenerační výroby z biomasy výrobu je možno zajistit celou řadou zařízení, s využitím: - parních strojů - parních turbin protitlakých a odběrových - plynových turbin - spalovacích motorů - paroplynových bloků - mikroturbin technologie spalování většiny druhů biomasy jsou lépe zvládnuty než technologie zplyňování biomasy - Rankinův parní cyklus s odběrovou nebo protitlakou turbinou - Organický Rankinův cyklus - Stirlingův motor – motor s vnějším přívodem tepla