„ Racioenergia 2008 “

„ Racioenergia 2008 “ Využitie obnoviteľných zdrojov energií v centrálnych zdrojoch tepla s kogeneráciou „Energie pre región“ Autor : Ing. Július Jankovský, generálny riaditeľ - Zvolenská teplárenská, a.s. jankovsky@zvtp.sk Racioenergia 2008 Bratislava

Biomasa ako zdroj energie • Najstarší a najdlhšie využívaný obnoviteľný zdroj energie • Minimálne zaťaženie životného prostredia emisiami, z pohľadu dopadu na ŽP je nízkoemisným zdrojom energie, (SOx NOx TZL, CO2 neutrálne) • Využívanie biomasy má pozitívne environmentálne účinky a pôsobí na kultivovanie krajiny, znižuje dotácie do poľnohospodárskej výroby, má kladný vplyv na rozvoj vidieka • Biomasa je domáci, regionálny zdroj energie s pomerne presnou predikciou ceny a kladným vplyvom na vytváranie nových pracovných príležitostí v regióne • Náhrada drahých fosílnych palív biomasou vedie k zlepšeniu zahranično-obchodnej bilancie štátu, má kladný vplyv na oživenie finančnej bilancie regiónu Racioenergia 2008 Bratislava

Podiel biomasy na OZE v SR Racioenergia 2008 Bratislava

Spôsoby konverzie biomasy na energiu Racioenergia 2008 Bratislava

Spaľovanie biomasy - dreva Spaľovací proces (oxidácia) dreva prebieha v nasledujúcich fázach: • Povrchová aj viazaná voda vo vnútri dreva začne vrieť (aj veľmi staré a relatívne suché drevo obsahuje 15 % vody vo svojich bunkových štruktúrach) • Z dreva sa postupne uvoľňuje prchavá horľavina ako plyn, pričom pre správne spaľovanie je potrebné, aby tento plyn horel a neunikal do komína ako chemický nedopal • Unikajúci plyn sa mieša s atmosferickým vzduchom a horí pri vysokej teplote • Zvyšok dreva (uhlík ako pevná horľavina) horí tiež, pričom obsiahnutých balastných látok vzniká popol ako odpad. Pre účinné spaľovanie je potrebné zabezpečiť: • dostatočne vysokú teplotu • dostatok vzduchu • dostatok času, aby mohlo prebehnúť úplné spálenie horľaviny Racioenergia 2008 Bratislava

Spaľovacie technologie Zariadenia na spaľovanie biomasy a ich účinnosť • Otvorené kúreniská do 2% • Kozuby a krby do 70% • Pece pre lokálne vykurovanie do 60% • Prehorievacie kotly do 70% • Kotly s vrchným horením do 80% • Splyňovacie kotly do 90% • Veľké priemyselné kotlové zariadenia s riadeným procesom spaľovania a monitorovaním emisií do 95% Racioenergia 2008 Bratislava

Tepláreň ako centrálny zdroj tepla Požiadavky na moderný zdroj tepla pre CZT : • Maximálny podiel dodávky tepla z kombinovanej výroby tepla a elektriny (KVET) • Efektívne zdroje výroby tepla – riadený proces spaľovania • Diverzifikovaná palivová základňa • Zabezpečený zálohový výkon zdrojov tepla • Turbogenerátory s odberom tepla s výstupnými parametrami média podľa požiadavky odberateľov • Teplonosné médium na ÚK a prípravu TÚV horúca voda • Moderné riadiace systémy s dosahom na riadenie emisií Racioenergia 2008 Bratislava

Schéma zapojenia teplárne Racioenergia 2008 Bratislava

Spoluspaľovanie - ekologizácia zdroja tepla Identifikácia problému : • Emisie SO2 zo spaľovania hnedého uhlia • Koncentrácia emisií SO2 bola v rozmedzí 3 000 - 4 000 mg/mn3 • Legislatívne požiadavky : od 1.1.2007  ELSO2 = 1 700 mg/mn3 od 1.1.2008  ELSO2 = 2 400 - 4 * Ptep Ptep = tepelný príkon parných kotlov Racioenergia 2008 Bratislava

Ciele projektu • Zabezpečiť plnenie emisných limitov - emisný limit SO2 pre zdroj je 1604 mg/Nm3 - emisný limit NOx - emisný limit TZL • Udržať konkurencieschopnosť v hlavných výrobných činnostiach • Zosúladiť prevádzku zdroja s - platnou legislatívou SR a EU - energetickou koncepciou VÚC B.Bystrica - koncepciou mesta Zvolen v tepelnej energetike Racioenergia 2008 Bratislava

Riešenie problému • Rekonštrukcia kotlov K-01 a K-02, 2x108 MWt - granulačné, palivo lignit - granulačné s pásovým roštom, palivo nízkosírne hnedé uhlie a biomasa (drevná štiepka) - výkon kotla K-01 výkon 108 MWt - výkon kotla K-02 výkon 60 MWt • Pomer palív - nízkosírne hnedé uhlie a drevná štiepka - min. pomer HU a DŠ 85% : 15 % - max. pomer HU a DŠ 70% : 30 % Racioenergia 2008 Bratislava

Základné údaje projektu • Prevádzkové potreby : pred po • Spotreba hnedého uhlia 200 000 125 818 t/r • Spotreba DŠ 0 22 203 t/r • Spotreba ZP 2 500 649 tis. m3/r • Spotreba elektriny 17 000 17 000 MWh • Množstvo popola 30 000 16 500 t/r • Novobudované prevádzkové súbory : • Skládka biomasy a súvisiaca logistika • Inštalácia automatického monitoringu spalín (AMS) Racioenergia 2008 Bratislava

Zníženie emisií Emisné limity po rekonštrukcii v mg.m-3 : Znečisťujúca látka Limit SO2 1 604 NOx 600 CO 250 TZL 50 Emisie znečisťujúcich látok v t/rok Obdobie TZL SO2 NOX CO 2003 50,0 3 500,0 430,0 50,0 2004 28,7 2 118,6 508,6 36,6 2005 32,9 2 067,6 538,9 38,1 2008 34,1 1 117,7 414,6 30,0 Racioenergia 2008 Bratislava

Nižšia produkcia skleníkových plynov • Zvýšenie účinnosti zariadenia – zníženie spotreby uhlia a ZPN • Náhrada časti uhlia a ZPN biomasou Produkcia skleníkových plynov : Obdobie tony CO2 2003 244 148 2004 206 693 2005 216 150 2008 169 595 Racioenergia 2008 Bratislava

Priečny rez kotla po rekonštrukcii Racioenergia 2008 Bratislava

Garantované parametre zdroja tepla Garantované parametre zdroja sú viazané na palivo • nízkosírne hnedé uhlie 14,0 GJ/t obsah síry do 0,4% • drevná štiepka 8,5 GJ/t, vlhkosť 45,0% • zemný plyn ako stabilizačné palivo Výkony a účinnosť zariadenia • Tepelný výkon kotlov kotol K-01 výkon 108 MWt / 160 t/h kotol K-02 výkon 65 MWt / 90 t/h • Účinnosť kotlov kotol K-01 výkon 86,0 % kotol K-02 výkon 88,0 % Racioenergia 2008 Bratislava

Časový harmonogram Predprojektová príprava 01.03.2005 PD pre stavebné povolenie 15.05.2005 Podanie žiadosti na MŽP SR 23.05.2005 Vyhlásenie verejnej súťaže 01.12.2005 Výber zhotoviteľa 24.04.2006 Začiatok rekonštrukcie K-01 24.04.2006 Komplexné skúšky K-01a DŠ 11.03.2007 Skušobná prevádzka K-01 od 12.03.2007 Začiatok rekonštrukcie K-02 01.04.2007 Začiatok skúšobnej prevádzky K-02 15.03.2008 Vydanie kolaudačného rozhodnutia 31.05.2008 Racioenergia 2008 Bratislava

Fermentácia – bioplynová stanica Racioenergia 2008 Bratislava

Princíp BPS - anaerobná fermentácia Spracovávanie biologických „odpadov“ anaeróbnou fermentáciou poskytuje: • Bioplyn (zdroj čistej obnoviteľnej energie) možno priamo spaľovať v kotloch alebo využiť ako palivo pre kogeneračnú jednotku s kombinovanou produkciou elektriny a tepla. • Kvalitné organické hnojivo, po anaeróbnej fermentácii možno využiť priamo ako tekuté hnojivo, alebo separovať a získať substrát pre pestovanie plodín. • Ochranu životného prostredia, bioplyn je CO2 neutrálny, pri energetickom využívaní biomasy je oxid uhličitý, ktorý bol spotrebovávaný pri fotoyntéze uvoľňovaný späť do atmosféry a uzatvára sa tak jeho kolobeh v prírode v relatívne krátkom čase. Racioenergia 2008 Bratislava

Principiálna schéma zapojenia BPS Vysvetlivky: 1 – násypka 6 – miešanie fermentora 11 – membrána plynojemu 2 – homogenizačná nádrž 7 – plynový dóm 12– výpustné potrubie digestátu 3 – vrtuľové miešadlo 8 – plynové potrubie 13 – vrtuľové miešadlo 4 – kalové čerpadlo 9 – prepadové potrubie 14 + 15 – kogeneračná jednotka 5 – fermentor 10 – konečná skladovacia nádrž 16 – výmenník tepla Racioenergia 2008 Bratislava

Pripojenie BPS na centrálny zdroj Prínos pripojenia BPS na CZT • Zníženie investičných nákladov o cenu kogeneračnej jednotky, ktorá tvorí podľa min. 30% • Úspora prevádzkových nákladov o pomerne náročnú údržbu KJ • Celoročné využitie inštalovaného výkonu BPS, t.j. zvýšenie využitia o min. 30%. Prínos má výkonové obmedzenie celoročnou potrebou výkony v CZT. Vo Zvolene cca 10 BPS • Náhrada fosílnych palív obnoviteľnými zdrojmi energie zníži emisie NOx SO2 CO2 a TZL • Zvýšenie podielu výroby chránenej elektriny pôvodom z cielene pestovanej biomasy. Zvýšenie výnosov z časti podielu elektriny z OZE oproti kogeneračnej o cca 100% Racioenergia 2008 Bratislava

Kontakty Ďakujem za pozornosť  Ing. Július Jankovský jankovsky@zvtp.sk www.zvtp.sk  +421452424201 Racioenergia 2008 Bratislava

„ Racioenergia 2008 “