Szkolenie w zakresie oceny projektów Czystej Energii

1. Skojarzone wytwarzanie ciepła i energii elektrycznej Szkolenie w zakresie oceny projektów Czystej Energii Instalacja skojarzonego wytwarzania ciepła i energii elektrycznej Zdjęcie: Warren Gretz, DOE/NREL PIX © Ministerstwo Zasobów Naturalnych Kanady 2001 – 2005.

2. Zagadnienia • Podstawy systemówskojarzonego wytwarzania ciepła i energii elektrycznej (CHP) • Prezentacja kluczowych kwestii w analizie projektów CHP • Wprowadzenie do modułu CHP programu RETScreen®

3. Co zapewniają systemy skojarzonego wytwarzania ciepła i energii elektrycznej (CHP)? Elektrownia na biomasę, USA • Energia elektryczna • Ciepło • Mieszkalnictwo • Budownictwo społeczne • Procesy przemysłowe …ale również… • Wzrost efektywności energetycznej • Redukcja emisji i odpadów • Redukcja strat PiD • Możliwość zastosowania w systemach sieciowych • Chłodzenie Zdjęcie: Andrew Carlin, Tracy Operators/NREL PIX

4. Powody do stosowania układów CHP • Tradycyjne, scentralizowane systemy energetyczne są nieefektywne • Połowa do dwóch trzecich energii tracona jest w postaci ciepła • Ciepło to, może zostać zużyte na potrzeby procesów przemysłowych, ogrzewania, chłodzenia, itp. • Energia elektryczna jest zwykle bardziej wartościowa niż ciepło energia odnawialna biomasa energia geotermalna 1 027 potrzeby własne węgiel 17 075 Straty przemiany 24 726 963 całkowite zużycie straty przesyłu i energii olej 3 215 dystrybucji 1 338 pierwotnej do produkcji gaz 8 384 energii produkcja elektrycznej produkcja energii 40 180 przemysł 5 683 energii energii elektrycznej elektryczna energia jądrowa elektrycznej brutto dostarczona pozostali 7 777 netto 15 454 do odbiorcy odbiorcy 7 470 energia wodna 2 705 14 491 13 153 Na podstawie World Alliance for Decentralized Energy

5. Idea CHP • Równoczesna produkcja dwóch lub więcej typów energii użytkowej z pojedynczego źródła energii (tzw. „Kogeneracja”) • Wykorzystanie ciepła odpadowego z urządzeń wytwarzających energię elektryczną

6. Rodzaje urządzeń i technologii CHP • Urządzenia chłodnicze • Sprężarka • Chłodziarka absorpcyjna • Pompa ciepła, itd. • Urządzenia cieplne • Kocioł / Piec / Grzejnik • Rekuperator • Pompa ciepła, itd. • Urządzenia en. elektr. • Turbina gazowa • Turbina gazowa - obieg gazowo-parowy • Turbina parowa • Silnik tłokowy • Ogniwo paliwowe, itd. Turbina gazowa Zdjęcie: Rolls-Royce plc Urządzenia chłodnicze Zdjęcie : Urban Ziegler, NRCan

7. Opis CHP (cd.)Rodzaje paliw • Paliwa kopalne • Gaz ziemny • Olej opałowy • Węgiel, itd. • Paliwa odnawialne • Odpady drzewne • Gaz wysypiskowy (GW) • Biogaz • Odpady rolne • Wytłoki z trzciny cukrowej • Uprawy energetyczne, itd. • Energia geotermalna • Wodór, itd. Biomasa dla CHP Zdjęcie : Warren Gretz, DOE/NREL Gejzer geotermalny Zdjęcie : Joel Renner, DOE/ NREL PIX

8. Opis CHP (cd.) Zastosowania CHP Urząd Miasta Kitchener • Pojedyncze budynki • Obiekty handlowe i przemysłowe • Budynki wielorodzinne • Lokalne systemy energetyczne (n.p. komunalne) • Procesy przemysłowe Zdjęcie: Urban Ziegler, NRCan GW CHP w lokalnym systemie energetycznym, Szwecja Mikro-turbina w szklarni Zdjęcie: Urban Ziegler, NRCan Zdjęcie: Urban Ziegler, NRCan

9. Lokalne systemy energetyczne • Ciepło z instalacji CHP może być dostarczane do znajdujących się w pobliżu budynków wielorodzinnych na potrzeby ogrzewania i chłodzenia • Izolowane rury stalowe ułożone są na głębokości 0,6 do 0,8 m pod ziemią • Zalety w porównaniu do instalacji indywidualnej w każdym budynku: • Wyższa sprawność • Kontrola emisji dla jednej instalacji • Bezpieczeństwo • Komfort • Wygoda użytkowania • Wyższe koszty początkowe Elektrociepłownia Miejska Ciepło sieciowe – rurociąg cieplny Zdjęcie: SweHeat Zdjęcie: SweHeat

10. Koszty systemu CHP • Koszty wysoce różne • Koszty początkowe • Urządzenia en. el. • Urządzenia cieplne • Urządzenia chłodnicze • Sieci elektroenergetyczne • Drogi dojazdowe • Sieć rurociągowa • Koszty eksploatacyjne • Paliwo • Obsługa i konserwacja • Wymiana i remonty urządzeń Rodzaje urządzeń energ. w RETScreen Koszt instalacji ($/kW) Silnik tłokowy 700 - 2 000 Turbina gazowa 550 - 2 500 Turbina gazowa - obieg gazowo-parowy 700 - 1 500 Turbina parowa 500 - 1 500 System geotermalny 1 800 - 2 100 Ogniwa paliwowe 4 000 - 7 700 Turbina wiatrowa 1 000 - 3 000 Turbina wodna 550 - 4 500 Moduł fotowoltaiczny 8 000 - 12 000 Uwaga: Wartość kosztu instalacji w $ kanadyjskich z 1 stycznia 2005 Przybliżony kurs w tym czasie wynosił 1 CAD = 0,81 USD i 1 CAD = 0,62 EUR

11. Uwarunkowania projektu CHP • Zabezpieczenie długoterminowych dostaw paliwa • Kontrolowanie kosztów inwestycyjnych • Zapotrzebowanie na ciepło i energię elektryczną • Sprzedaż do sieci energii elektrycznej, jeśli nie jest zużyta na miejscu • Typowa instalacja jest projektowana pod podstawowe obciążenie cieplne (t.j. minimalne obciążenie cieplne w normalnych warunkach pracy) • Ilość wytworzonego ciepła odpowiada 100% do 200% wyprodukowanej energii elektrycznej • Ciepło można wykorzystać do chłodzenia poprzez stosowanie chłodziarek absorpcyjnych • Ryzyko związane z niepewnością co do przyszłych relacji cen energii elektrycznej i gazu ziemnego

12. Przykład: KanadaPojedyncze budynki • Budynki wymagające ogrzewania, chłodzenia i pewnych dostaw energii • Szpitale, szkoły, budynki handlowo-usługowe, budynki rolnicze, itd. Szpital, Ontario, Kanada Zdjęcie: GE Jenbacher Silnik tłokowy Parowy kocioł odzyskowy Zdjęcie: GE Jenbacher Zdjęcie: GE Jenbacher

13. Przykład: Szwecja i USAWiele budynków • Grupa budynków zaopatrywana w ciepło i chłód z centralnej elektrociepłowni • Uczelnie wyższe, kompleksy handlowe, społeczne, szpitale, kompleksy przemysłowe, itd. • Lokalny system energetyczny Elektrociepłownia miejska Turbina użyta w MIT, Cambridge, Mass. USA Zdjęcie: SweHeat

14. Przykład: Brazylia Procesy przemysłowe Wytłoki trzciny cukrowej do procesów cieplnych w młynie, Brazylia • Procesy przemysłowe z dużym, stałym zapotrzebowaniem na ciepło lub chłód są dobrymi kandydatami dla CHP Zdjęcie: Ralph Overend/ NREL Pix • Możliwość stosowania w procesach, przy których powstają odpady, które mogą zostać wykorzystane do produkcji ciepła i energii elektrycznej

15. Przykład: Kanada i SzwecjaGaz wysypiskowy • Wysypiska produkują metan będący odpadem procesu rozkładu • Metan ten można wykorzystać jako paliwo dla chłodzenia, ogrzewania lub wytwarzania energii elektrycznej Obieg Zagospodarowania Produkcja pary Gazu Wysypiskowego Przetwarzanie Ujęcie GW - system orurowania Sprężarka Chłodnica/ Suszarka Produkcja en. elektr. Filtr Pochodnia Na podstawie: Gaz Metropolitan GW CHP w lokalnym systemie energetycznym, Szwecja Zdjęcie : Urban Ziegler, NRCan

16. RETScreen® Moduł CHP • Oceny ilości wytwarzanej energii, kosztów w cyklu żywotności oraz redukcji gazów cieplarnianych dla dowolnej lokalizacji • Chłodzenie, ogrzewanie, energia elektryczna i ich kombinacje • Turbiny gazowe lub parowe, silniki tłokowe, ogniwa paliwowe,kotły, sprężarki itd. • Szeroki zakres paliw, od paliw kopalnych do biomasy i energii geotermalnej • Różnorodność funkcjonujących strategii • Narzędzie dla gazu wysypiskowego • Lokalne systemy energetyczne • Oferuje także: • Możliwość wyboru języka i wybór jednostek oraz dodatkowe narzędzia dla użytkownika

17. RETScreen®ModułCHP • Możliwości konfiguracji (typy projektów) • Tylko ogrzewanie • Tylko energia elektryczna • Tylko chłodzenie • Skojarzone wytwarzanie ciepła i energii elektrycznej • Skojarzone wytwarzanie chłodu i energii elektrycznej • Skojarzone wytwarzanie ciepła i chłodu • Skojarzone wytwarzanie chłodu, ciepła i energii elektrycznej

18. RETScreen®CHP System ciepłowniczy

19. RETScreen®CHP System chłodniczy

20. RETScreen®CHP System elektroenergetyczny

21. RETScreen®CHP Obliczenia energetyczne Szacowanie mocy i zapotrzebowania na: Ciepło; Ÿ Chłodzenie; i/lub Ÿ Energię elektryczną Ÿ Dobór urządzeń Obliczenie energii dostarczonej oraz zużycia paliw Sprawdź e-Podręcznik Ocena projektów w zakresie Czystej Energii: RETScreen® Projektowanie i Przykłady Rozdział: Skojarzone wytwarzanie ciepła i energii elektrycznej Uproszczony schemat działania modelu CHP

22. Przykłady weryfikacji modelu RETScreen® CHP • Ogólna ocena przeprowadzona przez niezależnych konsultantów (FVB Energy Inc.) oraz wybranych użytkowników programu z przemysłu, przedsiębiorstw energetycznych, instytucji rządowych i naukowych • Doskonałe rezultaty przy porównaniu z kilkoma innymi modelami i/lub danymi pomiarowymi (n.p.porównanie obliczeń dla turbiny parowej z obliczeniami w programie symulacji procesów energetycznych firmy GE tzw. GateCycle) Porównanie obliczeń dla turbiny parowej Kpph = 1000 lbs/hr

23. Wnioski • Skojarzone wytwarzanie ciepła i energii elektrycznej (CHP) w sposób efektywny wykorzystuje ciepło, które w przeciwnym wypadku zostałoby zmarnowane • RETScreen pozwala na uzyskanie krzywych okresowych zapotrzebowania i obciążenia, oblicza wartość energii dostarczonej oraz ilość zużytego paliwa dla różnych wariantów systemów ciepła, chłodzenia i/lub systemów elektroenergetycznych używając minimum danych wejściowych • RETScreen umożliwia znaczne zaoszczędzenie kosztów wykonania wstępnego studium wykonalności

24. Pytania? Skojarzone wytwarzanie ciepła i energii elektrycznej RETScreen® International Ocena projektów Czystej Energii Dla uzyskania większej ilości informacji zapraszamy do odwiedzenia strony internetowej RETScreen www.retscreen.net