Sposoby wykorzystania biogazu i aspekty ekonomiczne - pom
Transkrypt
Sposoby wykorzystania biogazu i aspekty ekonomiczne - pom
Sposoby wykorzystania biogazu i aspekty ekonomiczne A. Cenian, G. Rabczuk IMP PAN, Gdańsk Biogaz Miejsce produkcji określa kompozycję biogazu • miejskie i przemysłowe oczyszczalnie ścieków; • instalacje biogazu wysypiskowego; • biogazownie wykorzystujące różne biodegradowalne odpady (głównie frakcja organiczna odpadów komunalnych, z produkcji żywności i agrotechniki, odpady z rolnictwa i hodowli zwierząt) Biogaz Skład biogazu wyprodukowanego w różnych instalacjach Zastosowanie biogazu i biometanu Kogeneracja Kogeneracja Konwencjonalna generacja Sprawność 58% Straty 36 jednostek CHP Sprawność 85 % 35% 50% 15% Straty 6 jednostek Straty 10 jednostek Wniosek! Gdzie tylko jest zbyt na ciepło powinniśmy stosować rozproszone układy CHP Instalacja pilotażowa – układ gazowo/parowy w IMPPAN Czynnikiem pośrednim transportującym ciepło spalin do układu ORC jest olej termalny wysokotemperaturowy Veco 5HT. Czynnikiem roboczym w instalacji ORC jest SES36. Budowany układ parowo/gazowy posiada wysoką sprawność produkcji energii elektrycznej na poziomie ok. 50% oraz wysoką sprawność kogeneracyjną na poziomie ok. 70%. Instalacja pilotażowa – układ gazowo/parowy w IMPPAN SSG - silnik 12 cylindrowy na gazie ziemnym 420kWe. - moc elektryczna max 420kW. - moc cieplna ze spalin 288kW . - Sprawność - 40% el , 49% term ORC •Moc elektryczna brutto : 40 kW •Sprawność elektryczna netto: ≥13% • Ekspander - silnik pneumatyczny z wirującymi tłokami, Turbina 30 kW na czynnik roboczy SES36 (projekt IMP PAN) - wydatek masowy – 1,162 kg/s, - spadek ciśnienia z 14.64 do 2.20 bara, - prędkość obrotowa – 15000 obr/min Ekspander •silnik pneumatyczny z wirującymi tłokami, w kapsule hermetycznej •obroty: 3’000 rpm •łożyska: kulkowe z membraną ciśnieniową, smarowane wtryskiem oleju w obszarze czynnika roboczego Układ ORC (SES36) turbiny i układy ORC 100 kW turbine 3kW system Recuperator Condenser Evaporator Mikrobiogazownia 10 kWe w PODR Lubań gospodarstwa 20 – 50 ha ~120 000 w Polsce Zespół kogeneratora Mapa zapłonu silnika VIRTUS 111 Podstawowe wskazania kogeneracji Generator chłodzony glikolem podłączonym do chłodnicy wentylatorowej oraz układu odzysku ciepła ze spalin. Oczyszczanie biogazu Kolumny absorpcyjne usuwanie H2S H = ~ 2200 mm Φ = ~ 500 mm wsad haloizyt Pilotażowa instalacja µ-CHP na ogniwie paliwowym (IEn Wwa) 5 1 6 2 3 4 11 7 8 9 10 a) Projekt wykonawczy układu b) Układ skonstruowany 1 – Palnik z komorą spalania, 2 – Reformer biogazu, 3 – Wymienniki ciepła, 4 – Dopalacz, 5 – Komora „hot-box”, 6 – Stosy SOFC, 7 – Grzałka rozruchowa (powietrze), 8 – Grzałka rozruchowa (paliwo), 9 – Dmuchawa powietrza, 10 – wentylator wyciągowy spalin, 11 – zasobnik c.w.u. Wzbogacanie biogazu i wtłaczanie do sieci Wzbogacanie biogazu i wtłaczanie do sieci Wzbogacanie biogazu i wtłaczanie do sieci Wzbogacanie biogazu i wtłaczanie do sieci Wzbogacanie biogazu – metoda SFR SFR 0,40 m 7 m 0,14 m 0,7 m Wzbogacanie biogazu (PG) Metoda SFR – wirującej cieczy Element dyspergujący Wzbogacanie biogazu - badania Usuwanie CO2 dla 200 m3 biogazu/h. Ekonomia biogazu • W budżecie biogazowni należy uwzględnić dochody ze sprzedaży następujących produktów: • energii elektrycznej wraz z przynależnymi certyfikatami pochodzenia; • nadmiarowego ciepła; • pofermentu jako doskonałego nawozu; oraz • opłatę za utylizację różnych odpadów organicznych. Ekonomia biogazu Wnioski • Kluczowym czynnikiem ekonomii inwestycji biogazowej jest koszt produkcji biogazu, w tym głownie dobór mieszaniny substratów (ujemna cena odpadów miejskich) • Najbardziej efektywnym sposobem utylizacji biogazu w przypadku małych biogazowni jest kogeneracja, z wykorzystaniem ciepła w najbliższej okolicy. • Dla dużych producentów biogazu lepszą opcją jest wzbogacanie i wtłaczanie biometanu do sieci lub wykorzystanie jako paliwo transportowe. • System wsparcia znacząco wpływa na poziom dochodów (i zysku). Thanks for attention