157_Energetyka rozproszona. OZE może byc tanie

Autor: mgr inż. Henryk Dębicki
[email protected]
Koszty energii z OZE
Tradycyjna energetyka
Energetyka rozproszona
60%
40%
100%
80%
40%
ZC
40%
40%
ZC
ZC
Głównym celem naszej działalności jest produkcja energii
ze źródeł odnawialnych opartych o energię słoneczną, wodną, wiatrową,
biomasę i odpady zawierające pierwiastkowy węgiel. Promień dostawy
surowca to 25 km . Produkcja energii w generacji rozproszonej na
poziomie niskich napięć do 250 kW , na poziomie średnich napięć
do 5 MW i na poziomie najwyższych napięć do 60 MW.
Bazą surowcową mogą być:
• odpady roślinne z produkcji rolnej i leśnej, przetwórstwa
roślin, przemysłu spożywczego opartego o rośliny jak również
w wyselekcjonowanych zakładach z przemysłu mięsnego z dodatkiem biomasy
pochodzącej z odpadów komunalnych i przemysłowych nie będących materiałami
niebezpiecznymi .
• rośliny z upraw energetycznych,
• inne odpady organiczne nie biodegradowalne z pominięciem PCV,
• biocarbon,
• biometan,
OZE tradycyjne
OZE biomasowe i inne
organiczne
słońce
?
Biomasa
roślinna
wiatrak
Biomasa
zwierzęca
woda
Odpady organiczne
?
?
Słonce ,wiatr, woda- to już znamy. Ale biomasa roślinna, odpady zwierzęce i
mięsne, oraz inne organiczne, to nazbyt trudne.
Okazuje się, że nie jest tak źle. Można z tego wykonać nowe paliwo
bezzapachowe i nie wymagające instalacji kominowych.
• Ogniwa paliwowe węglowe mogą z biocarbonu naprodukować dowolną
ilość energii elektrycznej z cieplną i to dla cieplnej należy dopasować tą
wielkość. Nadwyżka energii elektrycznej jest przekazywana do systemu.
• W większej skali na przykład osiedlowej można robić to w ogniwach
paliwowych wodorowych z wykorzystaniem odpadów organicznych i wody. W
instalacjach bezodorowych biocarbonu i wody.
• W trakcie przetwórstwa organiki mamy nadwyżki energii cieplnej, z której
po maksymalnym wykorzystaniu na energię elektryczną mamy do oddania z
temperaturą 30 st. C.
• Każda wyprodukowana energia elektryczna odnawialna jest premiowana a
oddana do użytkowania lokalnie bardzo tania , bo pozbawiona opłat
przesyłowych.
Reaktor wodorowy
Turbina
gazowa
Autoklaw
Carbonizator
biocarbon
Gorące spaliny
Kocioł
odzysknicowy
Metale i niemetale
mix
Metale i
niemetale po
separacji
Energia elektryczna
n*1,83 MWh elektr.
Energia
biomasy
roślinnej
Energia
biomasy
Odpadowej
pozaroślinnej
Czysty H2
Energia
Zgazowarki
wodorowej
n*5MWh
Energia
Bocarbonizatora
n*6MWh
Energia
biomasy
roślinnej
Energia
biomasy
roślinnej
Energia
wysokoprężnej pary
n*1,5MWh
wychwycony CO2
Energia
Organiki
pozabiomasowej
Energia
biomasy
Odpadowej
pozaroślinnej
metanogeny
Energia elektryczna
n*0,3 MWh elektr.
biohumus
Biocarbon n*26 MJ/Mg
Bio CH4
Z całej masy surowcowej w wysokosprawnej technologii zgazowarki
wodorowej i biocarbonizatora otrzymujemy w trakcie przetwarzania energię
elektryczną, cieplną (grzewczą lub chłodniczą), oraz zapasową energię w
zwaloryzowanym paliwie do OZE w bio CH4 (biometanie) lub biocarbonie.
Ponadto w wyniku zoptymalizowanej segregacji z czystej roślinnej biomasy
możemy wyprodukować biohumus – nawóz do upraw ekologicznych.
Mając biometan czysty lub pomieszany z ziemnym, w proporcji zawartego
biometanu w istniejących gazowych elektrowniach mamy automatyczną
produkcję energii z OZE. Podobnie biocarbon w istniejących elektrowniach
węglowych w proporcji zawartego biocarbonu przy współspalaniu mamy
również taką energię z OZE. Biocarbon ponadto w zgazowarce wodorowej
lub ogniwie paliwowym węglowym da uzysk energii elektrycznej od 50 do
75%.
Przy zastosowaniu tych zwaloryzowanych paliw jest możliwość stworzenia
generacji rozproszonej OZE trigeneracyjnej i regulowanej. Najbardziej
pożądaną cechą nowoczesnych inteligentnych źródeł OZE jest bliskość
odbioru energii elektrycznej i cieplnej grzewczej lub chłodniczej w
mikroźródłach regulowanych w mocach do 250 kW dla niskich napięć i do 5
MW dla średnich napięć.
Priorytetem jest przeznaczanie ziemi pod uprawę na
potrzeby energetyczne (energy crops) takiej, która nie
nadaje się do produkcji żywności i pasz. Obecnie na
świecie bardzo mocno jest podkreślana potrzeba
uprawy zbóż w celach żywnościowych (tzw. food vs.
fuel debate).
Uzyskiwana jest energia, paliwa drugiej generacji
(z biomasy, związków węgla, lignocelulozy), trzeciej
generacji (biopłyny z glonów – paliwo energetyczne
płynne), oraz super paliwo czwartej generacji biocarbon
do ogniw paliwowych.
W trakcie przetwarzania surowca na
magazynowaną energię odnawialną
OZE w paliwie stałym biocarbonie lub biopłynie
odzyskujemy energię z nadwyżki procesów
technologicznych.
Stopień odzysku energii to 1 MWh
z 1 tony surowca w I etapie
i ponad 3 MWh w II etapie.
W I etapie w fazie przetwarzania surowca
otrzymamy biogaz. Odpad stały z tego procesu,
oraz inna biomasa po osuszeniu wyprowadzoną
z termolizy energią poddawana jest karbonizacji.
W równoległym procesie technologicznym
odbywać się będzie produkcja biopłynów z
tłuszczy roślinnych i zwierzęcych odpadowych
oraz alg karmionych wychwyconym CO2.
W II etapie poza wszystkimi fazami etapu
pierwszego uruchomiona zostanie produkcja
energii w generacji rozproszonej z zastosowaniem
ogniw paliwowych biocarbonowych. W warunkach
indywidualnych potrzeb cieplnych lub
chłodniczych można produkować dowolną ilość tej
energii z równoczesną produkcją energii
elektrycznej, której nadwyżki są sprzedawane
automatycznie do systemu. Warunki gry
ekonomicznego wsparcia zdecydują o
zastosowaniu tego źródła wysokosprawnej energii
do celów transportowych.
Biocarbon otrzymywany w układzie odnawialnych
źródeł surowcowych jest obecnie i w przyszłości
znakomitym magazynem energii odnawialnej,
katalizatorem do wychwytu CO2 z procesów
technologicznych, ale również nawozem do
użyźniania pustynniejących obszarów Ziemi.
PODSUMOWANIE
Nasz projekt ma na celu zaprezentowanie modelu
biznesowego związanego z produkcją energii
odnawialnej (produkcją biocarbonu, energii
elektrycznej oraz cieplnej) dedykowaną dla sektora
energetycznego. Aspekty pozabiznesowe, tj.
społeczne, także odgrywają bardzo ważną rolę w
planowanym przedsięwzięciu.
•Aspekt ekonomiczny:
Przeprowadzona analiza finansowa wskazuje na bardzo wysoką stopę zwrotu z
inwestycji. Uzyskane okresy zwrotu na poziomie odpowiednio 5 lat i 3 lat są
bardzo krótkie w porównaniu do innych tego typu inwestycji w sektorze i tylko
potwierdzają wysoką atrakcyjność planowanej inwestycji. Co ciekawe,
przeprowadzone analizy wrażliwości wskazują na relatywnie niski stopień
oddziaływania warunków rynkowych na opłacalność inwestycji. Dzięki temu
zaplanowany przez nas dalszy rozwój organiczny, tj. otwieranie kolejnych
przetwórni, jest możliwy i realny do zrealizowania, nawet jeżeli w najbliższych
latach nastąpią nieprzewidziane zmiany cen surowców czy też produktu
finalnego.
•
Aspekt strategiczny:
Analiza rynku dość wyraźnie pokazała słabe strony sektora energetycznego oraz
kierunek jego dalszego rozwoju. Paradoksalnie, te słabe strony mają olbrzymi wpływ na
atrakcyjność planowanej inwestycji, gdyż rynek energetyczny (elektrownie), aby
sprostać olbrzymiemu popytowi na energię, będzie musiał intensywnie się rozwijać,
dbając jednocześnie o zachowanie odpowiednich proporcji dotyczących wytwarzania
ekologicznej energii. Dzięki istotnemu wsparciu legislacyjnemu oraz finansowemu,
projekty inwestycyjne dotyczące odnawialnych źródeł energii, nie tylko mają szansę na
wdrożenie, ale także będą określać kierunek, w którym będzie podążał rozwój sektora
energetycznego. Wymienione powyżej czynniki, z perspektywy naszego projektu należy
uznać za strategiczne, gdyż odpowiadają one na zasadnicze pytanie: czy opłaca się
inwestować w dany segment rynku oraz czy zastosowana w projekcie technologia
pozwoli na wypracowanie określonych założeń finansowych.
•
Aspekt społeczny:
Bardzo ważnym czynnikiem charakteryzującym naszą inwestycję jest
odpowiedzialność społeczna. Proponowane w projekcie rozwiązania mają bezpośredni
wpływ na ochronę środowiska naturalnego. Zastosowane w nim rozwiązania nie tylko
wpływają na redukcję emisji spalin do atmosfery, ograniczając w ten sposób efekt
cieplarniany, ale także mają wpływ na utylizację różnego rodzaju BIOkomponentów,
które są wytwarzane w gospodarce jako produkty uboczne.
Ważnym elementem społecznym jest także tworzenie nowych miejsc pracy.
Generalne założenie projektu przewiduje tworzenie lokalnych wytwórni na terenach
objętych stosunkowo wysokim bezrobociem. Dzięki naszemu projektowi stworzone
zostaną nowe miejsca pracy bezpośrednio w przetwórniach. Nasza działalność będzie
miała także pośredni wpływ na zatrudnienie lokalnej ludności w firmach, które będą
odpowiedzialne za dostarczanie surowca (dostawcy).
Podsumowując, zaprezentowany projekt inwestycyjny spełnia naszym zdaniem
wszelkie warunki do wdrożenia go w najbliższym okresie.
DZIĘKUJĘ
ZA
UWAGĘ
Autor: mgr inż. Henryk Dębicki
[email protected]