mag. Damir Staničić - AURE, mag. Stane Merše – IJS SEMINAR OPET RES Ljubljana, 3. oktober 2003

1. PRIMER NAČRTOVANJA SOPROIZVODNJE TOPLOTE IN ELEKTRIČNE ENERGGIJE IZ LESNE BIOMASE - TOPLARNA ŽELEZNIKI mag. Damir Staničić - AURE, mag. Stane Merše – IJS SEMINAR OPET RES Ljubljana, 3. oktober 2003

2. Problematika oskrbe s toploto za daljinsko ogrevanje • Ekološko neustrezen obstoječi vročevodni kotel 10 MW (starost kotla 25 let) • Znižanje stroškov pridobivanja toplote • Zagotovitev ustreznih proizvodnih kapacitet zaradi predvidene širitve omrežja daljinskega ogrevanja IJS Center za energetsko učinkovitost

3. Uredba o pravilih za določitev cen in za odkup električne energije od kvalificiranih proizvajalcev električne energije IJS Center za energetsko učinkovitost

4. Vprašanja • izhodiščne energetske potrebe (sedanja raba in napoved bodoče rabe toplote), • določitev najprimernejše vrste in velikosti postrojenja, načina obratovanja, • ekonomski učinki novega postrojenja, • vključitev novih naprav v obstoječi toplotni in elektroenergetski sistem, • vpliv postavitve in obratovanja novega postrojenja na okolje IJS Center za energetsko učinkovitost

5. Simulacija urne porabe toplote z upoštevanjem dodatne priključne moči IJS Center za energetsko učinkovitost

6. Urejen diagram porabe toplote z upoštevanjem dodatne priključne moči IJS Center za energetsko učinkovitost

7. Urna poraba toplote na pragu kotlovnice dne 9.12.2001 (00-24 h) IJS Center za energetsko učinkovitost

8. Meritve toplote oddane v veje sistema daljinskega ogrevanja (prag kotlovnice) IJS Center za energetsko učinkovitost

9. KOGENERACIJSKE TEHNOLOGIJE IJS Center za energetsko učinkovitost

10. Izbira tehnologij - kogeneracija IJS Center za energetsko učinkovitost

11. Velikost naprav – kogeneracija/kotlovnica • varianta I: parni kotel na lesne odpadke 10 MW (13,2 t/h, 36 bar, 450 C) in parna turbina električne moči 663 kW s soproizvodnjo toplote 4.917 kW ter 4.346 kW brez soproizvodnje, skupaj 9.263 kW toplote, • varianta II: parni kotel na lesne odpadke 10 MW (14,1 t/h, 30 bar, 355 C) in brezoljni parni motor električne moči 700 kW s soproizvodnjo toplote 4.433 kW ter 4.741 brez soproizvodnje, skupaj 9.174 kW toplot • varianta III: vgradnja vročevodnega kotla na lesne odpadke 10 MW (10 bar abs., 130C). IJS Center za energetsko učinkovitost

12. Blok shema - kogeneracija IJS Center za energetsko učinkovitost

13. Optimizacija obratovanja • Simulacijski model OPTISIM: • simulacija urnega obratovanja (8760 ur/leto) • s primerjavo rezultatov simulacije obratovanja sistema pri različnih vhodnih parametrih lahko dovolj dobro približamo iskanemu optimumu • variante: • parna turbina, parni motor, vročevodni kotli • obratovanje soproizvodnje: • maksimalno • glede na porabo toplote (omejitve odpadne toplote) • zajem ključnih obratovalnih stroškov in prihodkov sistema in ocena ekonomičnosti IJS Center za energetsko učinkovitost

14. Ekonomski parametri optimizacije • Cena lesnih odpadkov: • 500, 600 in 750 SIT/m3 • Cena toplote: • 7,54 in 6,07 SIT/kWh (kurilna sez., poleti) • Odkupne cene električne energije za KVP • 16,05 SIT/kWh (enotna cena, dvotarifno) • Stroški vzdrževanja: • 2 oz. 2,6 SIT/kWh (turbina oz. motor) • Investicijski stroški: • 545 oz. 567 mioSIT (turbina oz. motor) IJS Center za energetsko učinkovitost

15. Parna turbina: zima - januar IJS Center za energetsko učinkovitost

16. Parna turbina: prehodno obdobje - april IJS Center za energetsko učinkovitost

17. Proizvodnja toplote daljinskega ogrevanja IJS Center za energetsko učinkovitost

18. Urejeni diagram obratovanja 5000 ur obratovanja parnega kotla in parne turbine IJS Center za energetsko učinkovitost

19. Obratovanje pri nižji odpad. toploto (2 MWt) IJS Center za energetsko učinkovitost

20. Parni motor - prehodno obdobje IJS Center za energetsko učinkovitost

21. Vročevodni kotli: zima - januar IJS Center za energetsko učinkovitost

22. Zaključki optimizacije • Parna turbina primerna izbira za sistem daljinskega ogrevanja v Železnikih • Parni motor: boljši parametri obratovanja, zaradi višjih investicijskih in vzdrževalnih stroškov slabša ekonomika • ugodne cene za odkup el. energije - prednost soproizvodnje pred vročevodnimi kotli • Ekonomsko smiselno obratovanje soproizvodnje pri polni moči • širitev toplov. omrežja - zmanjšanje deleža odpad. toplote • Ključno obratovanje v kurilni sezoni (~5100 ur) • obratovanje poleti z minimalnimi ekonomskimi učinki (rezerva glede na trenutne pogoje) IJS Center za energetsko učinkovitost

23. IJS Center za energetsko učinkovitost

24. Primerjava cen električne energije (VS) IJS Center za energetsko učinkovitost

25. Struktura in dinamika vlaganj - kogeneracija IJS Center za energetsko učinkovitost

26. Dinamična ocena naložb IJS Center za energetsko učinkovitost

27. Analiza občutljivosti - kogeneracija IJS Center za energetsko učinkovitost

28. Zaključek • Upoštevajoč ekonomske učinke postavitve novega toplotnega vira v Toplarni Železniki, je bolj smotrna postavitev kogeneracije kot zamenjava starega vročevodnega 10 MW kotla z novim kotlom na lesne odpadke • Načrtovana investicija izkazuje pozitivne ekološke učinke - emisije CO2 se zaradi uporabe biomase pri proizvodnji električne energije zmanjšajo za 2.415 t CO2/leto IJS Center za energetsko učinkovitost