Gaz ziemny - pre

KOGENERACJA, TRIGENERACJA,
POLIGENERACJA
W PRZEMYŚLE
mgr inż. Andrzej Pluta
Porównanie systemów
wytwórczych energii
100%
Energia pierwotna
Straty z tytułu wytwarzania i przesytu
Energia użytkowa
Efektywność
32%
-68%
Elektrownia systemowa
-40%
+
60%
+
90%
Lokalna Elektrociepłownia
-10%
Lokalny system kogeneracyjny
Bilans energetyczny konwencjonalnych systemów
zasilania w porównaniu z systemami CHP
Elektrownie
1335 el. Energ.
straty
3340
Ŋel=40%
4905
2005
System przesyłu
1200
Ŋ=90%
energia
elektryczna
straty
135
energia
pierwotna
1565
Ciepłownie
1330
Elektrownia
systemowa
Ŋ=85%
energia cieplna
straty
235
straty
2375
silnik gazowy
2750
CHP
energia
pierwotna
Ŋel=43,7
Ŋth=43,7
35%
system
kogeneracyjny
55%
straty
350
1200
energia
elektryczna
1200
energia cieplna
Technologia skojarzonego
wytwarzania mediów
Siłą napędową modułu jest silnik spalinowy, czterosuwowy z zapłonem
iskrowym zasilany gazem o konstrukcji podobnej do benzynowych silników
samochodowych.
W silniku energia zawarta w gazie podczas procesu spalania w cylindrach
przekształcana jest na energię mechaniczną, a ta z kolei odbierana jest w
postaci ciepła poprzez układ wymienników ciepła oraz energii elektrycznej na
zaciskach prądnicy zamontowanej do silnika. Konstrukcja taka pozwala na
osiągnięcie sprawności układu rzędu blisko 90%.
Wytwarzanie energii elektrycznej w silniku gazowy
Energia
chemiczna gazu
Silnik
Energia
mechaniczna
Obr. 1500/min
Prądnica
Energia Elektryczna
Rozdzielnia Zakładu
Układ elektroenergetyczny
TCG2020V12– 2 x1000kWel
Układ elektroenergetyczny –
praca wyspowa
Stopnie obciążenia
Bilans energii dla jednostki
kogeneracyjnej o mocy el.1000 kW
energia
wypromieniowywana
z płaszcza silnika
i z prądnicy
2%
Energia w spalinach
21%
500kWt
(temp. 450º/130ºC)
1,6%
energia
elektryczna
1,0MWe
Energia w
paliwie
2360KW
42,3%
ciepło z chłodzenia
silnika
moc 550kW
(temp 93º/80ºC)
23,3 %
2,6%
ciepło z chłodzenia
mieszanki paliwowo powietrznej
Sposób zagospodarowania ciepła w
układzie poligeneracyjnym.
układ poligeneracyjny
energia
elektryczna
1,0MWe
Energia w spalinach
Para technologiczna 6-12 bar
ok. 750kg/h
500kWt
(temp. 450º/130ºC)
Woda lodowa 7/12ºC moc 400kW
Układ kogeneracyjny
Woda grzewcza
moc 1000 kW
(temp. 100º/80ºC)
ciepło z chłodzenia
silnika
moc ok .450kW
(temp 93º/80ºC)
Porównanie bilansu energii dla układów
małej mocy ~120 kW i dużej mocy ~3,6
MW
~ 120 kW
~ 3,6 MW
Kogeneracja
Trigeneracja
Poligeneracja
Ceny Energii Elektrycznej
OZE i wysokosprawnej kogeneracji
(zielonych i żółtych certyfikatów)
Gaz ziemny – systemy wspierania produkcji
energii z gazu ziemnego
przy sprawności > 75%
ciepło
energia elektryczna
Wyższa sprawnosć elektryczna – więcej certyfikatów (PMŚP)
Zasilanie paliwem gazowym –
współspalanie biogazu i gazu
ziemnego
1,0MWe / 1,0MWt
Biogaz
65m3/h ( ok. 70%CH4) = 460kW
Łącznie energia z
gazu 2 360kW
Gaz ziemny
190 m3/h = 1900kW
Sposób mieszania gazów:
w stosunku: np. 25% biogazu / 75% gazu ziemnego w celu uzyskania mocy
elektrycznej 1,0MWe.
Biogaz / gaz ziemny
Systemy wspierania produkcji
energii z biogazu < 1,0MWe
energia elektryczna
ciepło
Wyższa sprawnosć elektryczna – więcej certyfikatów (PMŚP)
Porównanie kosztów uzyskania energii
elektrycznej i ciepła z 1m3 gazu ziemnego
Założenia – ceny energii:
Cena za energie elektryczną 275zł/MWh (taryfa B-23 energia + dystrybucja)
Cena za paliwo gazowe: 1,55zł/nm3 gaz wysokometanowy (GZ-50)
Koszt wytworzenia 1MWh ciepła z gazu zimnego : 173zł / MWh (48,0zł/GJ) (sprawność 90%)
4,37kWh energii elektrycznej
(0,275zł/kWh)
= 1,20 zł
1 Nm3 = 10kWh
(36MJ)
= 1,51zł/m3
Stan z kogeneracją 1,51 PLN (gaz)
+ 0,10 PLN (serwis) – 0,522 PLN
(certyfikat) = 1,08PLN
4,4 kWh energii cieplnej
(0,173zł/kWh)
= 0,76 zł
Koszty ponoszone przez zakład
wynoszą 1,96 PLN (bez
kogeneracji)
Porównanie kosztów uzyskania
energii elektrycznej i ciepła
Stan obecny: zakład kupuje 4,37 kWh od ZE (0,275 PLN/kWh)
i płaci łącznie 1,20 PLN;
zakład produkuje z gazu 4,4 kWh ciepło (90% sprwność)
i płaci za gaz 0,76 PLN (1,55PLN/m3)
Łączne koszty ponoszone przez zakład wynoszą 1,96 PLN
Stan z kogeneracją: zakład produkuje 4,37 kWh en. el.
i 4,4 kWh en. ciep.
Płaci za gaz 1,51 PLN plus koszty serwisu (ok. 0,02 PLN/kWhel) oraz
otrzymuje żółte certyfikaty w kwocie 0,12 PLN/kWh
Łącznie płaci 1,51 PLN (gaz) + 0,10 PLN (serwis)– 0,522 PLN (certyfikat)
= 1,08 PLN
Okres zwrotu inwestycji
Kogeneracja 1200KWe / 1200KWt
1200 kW energii elektrycznej i 1200 kW ciepła:
Sposób tradycyjny:
energia elektryczna wytwarzana w elektrowni
węglowej, energia cieplna wytwarzana w kotłach
węglowych
Roczne koszty energii elektrycznej:
Koszt zakupu energii elektrycznej (taryfa B23)
275zł/MWh
1,2 MW x 8 000h x 275 zł = ok. 2 640 000 PLN
Roczny koszt energii cieplnej:
Koszt wytworzenia ciepła 48,0 zł/GJ (173zł/MWh)
1,2MWt x 8000h x 173 zł = ok 1 600 000zł
Łączne koszty energii elektrycznej i cieplnej
poniesione przez zakład :
• 2 780 000 zł + 1 600 000 zł = 4 240 000 zł
Z wykorzystaniem kogeneracji:
(jednoczesne wytwarzanie energii elektrycznej i
cieplnej z gazu ziemnego)
System kogeneracyjny o mocach elektrycznych 1200 kW
oraz o mocach cieplnych odpowiednio
1200 kWt
Zapotrzebowanie na energię pierwotną:
2900kW
3
3
1 m = 10,0kWh, zatem potrzeba ok. 275 m gazu ziemnego
na godzinę
Koszt zapotrzebowania na gaz:
• 275 m3 x 8000h x 1,51 zł = ok. 3 320 000 PLN
Koszty rocznej obsługi serwisowej agregatów:
•koszt obsługi agregatu 200 000 PLN
Łączne koszty eksploatacji agregatu:
• 3 320 000 + 180 000 = 3 500 000 PLN
Sprzedaż żółtych certyfikatów:
1 200 kW x 8000h x 0,120PLN = 1 115 000 PLN
Roczne oszczędności: 4 240 000 – 3 500 000 + 1 115 000 = ok. 1 900 000 PLN
Referencje
85 urządzenia na terenie całej Polski
Paliwa:
Gaz ziemny
Biogaz oczyszczalniany
Biogaz oczyszczalniany
i/lub gaz ziemny
Biogaz z biogazowni
Biogaz wysypiskowy
Poligeneracja
W realizacji
Kogeneracja, trigeneracja,
Poligeneracja
przykładowe realizacje
MWS - TYMBARK
Poligeneracja
Biogaz/gaz ziemny
Moc elektryczna: 1,0 MW
Moc cieplna: 570 kW
Moc chłodnicza: 420 kW
Produkcja Pary: 700 kg/h
(12 bar)
System kogeneracyjny posiada możliwość podwójnego zasilania - biogazem produkowanym w przyzakładowej oczyszczalni
lub gazem ziemnym. Dwupaliwowy CHP - jest źródłem energii elektrycznej i cieplnej a także wody technologicznej, która w
porze letniej jest nośnikiem energii dla Wytwornicy Wody Lodowej (tzw. Chiller), a w porze jesienno-zimowej podgrzewa 12
węzłów cieplnych w całym zakładzie produkcyjnym. Wytwornica pary wykorzystuje ciepło spalin z agregatu
MWS TYMBARK
MWS OLSZTYNEK
Biogaz/gaz ziemny
Moc elektryczna:
0,8 MW
Moc cieplna:
570 kW
Produkcja Pary:
600 kg/h (11 bar)
Farm Frites Poland - Lębork
Kogeneracja
Biogaz
Moc elektryczna: 1200 kW
Moc cieplna: 1251 kW
W ramach zadania CES wykona łdostawę, montaż i
uruchomienie systemu kogeneracyjnego (CHP), który
współpracuje z suszarnią osadu
Ponadto CES dostarczył :
-Osuszacz biogazu
- Zbiornik biogazu
- Pochodnie biogazu
- Odsiarczalnie biogazu
Anwil S.A. – Włocławek
Kogeneracja
Biogaz
Moc elektryczna: 1 x 1200 kW
Moc cieplna : 1 x 1220 kW
W ramach zadania CES wykonał dostawę, montaż i
uruchomienie systemu kogeneracyjnego (CHP), który
współpracuje z suszarnią osadu.
Energia elektryczna i cieplna w postaci spalin i wody
grzewczej o parametrach 90 / 80 °C wykorzystywana
jest do suszenia osadów Zakładowej Oczyszczalni
Ścieków.
- Praca równoległa z siecią energetyczną.
- Sterowanie i wizualizacja w systemie SCADA
MLEKOVITA – Wysokie Mazowieckie
Kogeneracja
Biogaz
Moc elektryczna: 2 x 800 kW
Moc cieplna : 2 x 776 kW
Dla Spółdzielni Mleczarskiej Mlekovita kompleksowo
zrealizowany kontrakt na dostarczenie, instalację i
uruchomienie dwóch modułów kogeneracyjnych opartych
o silniki biogazowe TCG 2016V16C niemieckiej firmy
MWM w zabudowie kontenerowej. Jednostki zasilane
biogazem z przyzakładowej oczyszczalni ścieków.
Dodatkowo CES dostarczył również kontenerową stację
sprężania biogazu
Cukrownia - Glinojeck
Biogaz
Moc elektryczna: 1 x 1560 kW
Moc cieplna:
1 x 1605 kW
Moduł kogeneracyjny - Chłodnica biogazu
Filtr węglowy - Dmuchawa - Kolektory cieplne
Aqua Park - Wrocław
Kogeneracja
Gaz ziemny
Moc elektryczna: 2 x 357 kW
Moc cieplna: 2 x 529 kW
Pełna automatyka pozwala na optymalne
sterowanie pracą agregatów w zależności od
zapotrzebowania na ciepło parku wodnego.
2 moduły CHP w obudowach dźwiękochłonnych,
MPEC Olsztyn
Kogeneracja
Gaz ziemny
Moc elektryczna: 1 x 400 kW
1 x 800 kW
Moc cieplna:
1 x 427 kW
1 x 855 kW
Instalacja wykonana we wnętrzu budynku
- Praca równoległa z siecią elektryczną
- Wykonanie inwestycji „pod klucz”
- Wykonanie przyłączy, sieci, instalacji elektrycznej i cieplnej
- Współpraca z urządzeniami i układem sterowania ciepłowni
miejskiej
Zakład Gazowniczy - Rzeszów
Biogazownia Darżyno
Biogaz
Moc elektryczna: 2 x 1200 kW
Moc cieplna:
2 x 1210 kW
Moduły kogeneracyjne · Chłodnice biogazu - Pochodnia
Filtry węglowe · Dmuchawy – Kolektory cieplne
Oczyszczalnia ścieków GDAŃSK
Biogaz oczyszczalniany
Moc elektryczna: 4 x 716 kW
Moc cieplna: 4 x 740 kW
4 moduły kogeneracyjne · sterowanie i wizualizacja,
Ecowipes – Nowy Dwór Mazowiecki
Kogeneracja
Gaz ziemny
Moc elektryczna: 1125 kW
Moc cieplna : 1272 kW
Praca wyspowa.
Zastosowanie innowacyjnej technologii polegającej na
dostarczaniu spalin z agregatu bezpośrednio do suszarek
włókniny.
DZIAŁ SERWISU
Autoryzowany serwis 24h/dobę
Pracownicy z wieloletnim doświadczeniem
Coroczne szkolenia u producenta
Krótki czas reakcji
Indywidualne umowy serwisowe
Zdalny monitoring
Własny magazyn części
Specjalistyczne narzędzia
Lokalizacja - serwis CES
- 3 centra serwisowe: Kraków Ełk i Kwidzyn
DZIAŁ SERWISU
CHP – REMONT KAPITALNY
Andrzej Pluta - CES
kom. 603 996 814
e-mail: [email protected]
Sławomir Toczko - Get Energy Group
tel. 532 808 255 mail:
[email protected]
Jacek Bielawski - PreMedia
tel. 666 661 970 mail:
[email protected]