Biomasa u proizvodnji električne energije - marjan.fesb.hrmarjan.fesb.hr/~fbarbir/PDFs Obnovljivi izvori/Dodatni materijali i... · CTT SEMINAR, OBNOVLJIVI IZVORI ENERGIJE, 19. II

CTT SEMINAR, OBNOVLJIVI IZVORI ENERGIJE, 19. II 2010.

Biomasa u proizvodnji električne energije

Doc.dr.sc. Dražen LončarSveučilište u Zagrebu

Fakultet strojarstva i [email protected]


Definicije

• Biomasa – biorazgradivi dio proizvoda, otpada i ostataka u poljoprivredi (uključujući biljne i životinjske sastojke), šumskoj i srodnim industrijama kao i biorazgradivi dio industrijskoga i kućanskoga komunalnoga otpada;

• Bioplin ‐ nastaje anaerobnom fermentacijom otpada izpoljoprivrede, kućanstava i industrije;


Pretvorba

Termo-kemijska konverzija

Biomasa

Toplina Električna energija

Skladištenje, transport, predobrada

Kruto gorivo Tekuće gorivo Plinovito gorivo

Kotao Motor, plinska turbina Gorivni članak

Parna turbina

Izgaranje Drveni ugljen

Piroliza Rasplinjavanje

Fizikalno-kemijska konverzija

Esterifikacija Ekstrakcija

Biološka konverzija Anaerobna

digestijaAlkoholna

fermentacija

Goriva za transport


Tehnologije korištenja

• izgaranje krute biomase u ložištima TE postrojenja,

– samostalno,

– suizgaranje s fosilnim gorivima;

• izgaranje bioplina u kotlovima, plinskim motorima i turbinama,

• izgaranje plina nastalog rasplinjavanjem krute biomase


Pokazatelji (2004. *)

* Bauen, A., Woods, J., Hailes , R., BioPowerSwitch! ‐ A Biomass Blueprint to Meet 15 % of OECD Electricity Demand by 2020


Stanje

• U proteklih pet godina u zemljama EU pušteno je u pogon višeod 350 postrojenja, kapaciteta većeg od 3000 MWe.

• U narednih pet godina očekuje se instalacija još 2000 MWe• Udjel biomase u proizvodnji električne energije iz obnovljivih

izvora u EU veći je od 17 %

• Zakonodavni okvir u RH potaknuo razvoj projekata za postrojenja koja kao gorivo koriste biomasu. U Registru OIEKPP u II/2010. upisano: – 22 elektrane na biomasu (ukupno 75 MWe),– 17 elektrana na bioplin i 2 elektrane na deponijski plin (ukupno 29 MWe).


Strateški ciljevi RH

Biomasa (šumska i uzgojena drvna, iz poljoprivrede):• Korištenje oko 26 PJ energije iz biomase u 2020. godini, od

čega dio u elektranama na biomasu ukupne snage 85 MW • Poticanje kogeneracijskih postrojenja na biomasu

Bioplin (dobiven razgradnjom otpada iz stočarske i poljoprivredne proizvodnje, agro‐ i prehrambene industrije)

• Korištenje približno 2,6 PJ energije iz bioplina ili 100 mil. m3 u 2020. godini (ekvivalent 20 % ukupnih uvjetnih grla)

• Poticanje proizvodnje i uporabe bioplina i domaće proizvodnje komponenata bioplinskih postrojenja


Izgaranje krute biomase (1)

Kriteriji za izbor tehnologije izgaranja:

• veličina postrojenja,

• značajke biomase,

• dopuštena razina emisija štetnih tvari,

• opseg i troškovi održavanja.

Glavne tehnologije u primjeni:

• izgaranje na rešetki,

• izgaranje u fluidiziranom sloju.


Izgaranje krute biomase (2)

• suvremena postrojenja s izgaranjem na rešetki uobičajeno jeftinija od postrojenja s izgaranjem u fluidiziranom sloju,

• izbor složenije tehnologije izgaranja u fluidiziranom sloju opravdan samo u slučaju očekivanog spaljivanja drugih goriva

• tehnologiji izgaranja ne utječe bitno na specifični potrošak topline postrojenja (kJ/kWh), veći utjecaj ima konfiguracija i parametri parno‐turbinskog procesa,

• fluidizacija sloja povećava efikasnost izgaranja ali i zahtijeva dodatnu energiju za pogon ventilatora zraka –> povećanje vlastite potrošnje postrojenja.


Tipovi ložišta


Značajke postrojenja

• Kapacitet ovisi o količini biomase koja se na ekonomičannačin može prikupiti i transportirati na lokaciju elektranezbog čega su u pogonu su postrojenja uglavnom manjegkapaciteta (tek u rijetkim slučajevima premašuju 30 MWe).

• Električna iskoristivost postrojenja loženih krutom biomasom– u pravilu niža od 20 % za postrojenja kapaciteta do 5 MWe– rijetko premašuje 30 % kod većih postrojenja.

• Viša električna iskoristivost novijih postrojenja (> 30 %) zbog:– primjene usavršenih tehnologija izgaranja,– korištenja suhog goriva,– viših parametara svježe pare (iznad 100 bar i 500 °C).


Konfiguracija postrojenja (1)


Investicija Specifični investicijski troškovi kogeneracijskih postrojenja područnog grijanja

€/kWe

Instalirana električna snaga MWe

32.2%

3.2%

5.2%

3.8%

10.0%

10.4%12.2%

6.1%

4.1%

4.1%

4.9%

4.1%

KOMPONENTE POSTROJENJA PRIPREMA I SKLADIŠTENJE BIOMASEOBRADA DIMNIH PLINOVA CJEVOVODI I ARMATURAELEKTROOPREMA GRAĐEVINSKI RADOVIIZRAVNI TROŠKOVI IZGRADNJE POMOĆNE USLUGEMJERENJE, REGULACIJA I UPRAVLJANJE PRIPREMA LOKACIJEPROJEKTIRANJE I NADZOR UPUŠTANJE I PROBNI POGON


Trošak proizvodnjeGodišnji pogon 8000 h

Cijena sječke na šumskoj cesti 30 €/t

Specifični trošak transporta 2€/km

Prinos sječke 50 t/km2/a

Ogrjevna vrijednost sječke 3 MWh/t


Raspoloživost biomase

• Ključna za dugoročnu održivost projekta,

• Izvjesno je povećanje potražnje u regiji zbog:

– puštanja u pogon manjih postrojenja u tvrtkama DI,

– povećanih potreba postrojenja u susjednim zemljama,

– potreba proizvođača iverice i peleta.

• Mogućnosti povećanja raspoloživih količina biomase

– pojačano prikupljanje,

– pošumljavanje približno 180.000 ha neobraslog šumskog zemljišta,

– sadnja šumskih vrsta na približno 806.000 ha površina koje nisu više pogodne za poljoprivrednu proizvodnju.


Zaključak

Realizacija strateških ciljeva donosi

• > 400 mil. € investicija u izgradnju postrojenja,

• više “zelene” energije,

• intenziviranje gospodarskih aktivnosti u prikupljanju, pripremi i transportu biomase, te instalaciji i održavanju opreme.

Documents

Biomasa u proizvodnji električne energije - marjan.fesb.hrmarjan.fesb.hr/~fbarbir/PDFs Obnovljivi izvori/Dodatni materijali i... · CTT SEMINAR, OBNOVLJIVI IZVORI ENERGIJE, 19. II