KOGENERACJA CZY JUŻ POLIGENERACJA WYZWANIEM DLA RYNKU ENERGII ???

Prezentacja na temat: "KOGENERACJA CZY JUŻ POLIGENERACJA WYZWANIEM DLA RYNKU ENERGII ???"— Zapis prezentacji:

1 KOGENERACJA CZY JUŻ POLIGENERACJA WYZWANIEM DLA RYNKU ENERGII ???
Waldemar Kamrat Politechnika Gdańska XVII Konferencja GAZTERM Międzyzdroje, maja 2014 r.

2 Wprowadzenie Konieczność modernizacji Kotły węglowe ? Kogeneracja ?
Poligeneracja ? Zachęty dla inwestorów ?? Problemy oceny opłacalności ???

3 Cel: liberalizacja rynków energii ???
Stworzenie realnych możliwości konkurencji, skutkującej obniżką cen energii dla odbiorców Zmniejszenie kosztów własnych funkcjonowania przedsiębiorstw energetycznych

4 Uwarunkowania rozwoju(1)
Nowe możliwości i nowe wyzwania, szczególnie w zakresie harmonizacji kwestii gospodarczych, prawnych, ochrony środowiska i współpracy międzynarodowej. Zapewnienie spójności polityki energetycznej z polityką gospodarczą, oraz konsekwencja w realizacji planów i programów, aby wykorzystać tworzące się możliwości

5 Uwarunkowania rozwoju(2)
Dopasowanie do nowych standardów techniki, ekologii i organizacji – wdrożenie nowoczesnych technologii w elektrowniach, elektrociepłowniach, systemach przesyłowych i przemyśle Możliwości finansowania rozwoju

6 Stan sektora paliwowo-energetycznego
Pokrywanie potrzeb energetycznych odbywa się w oparciu o rozległą infrastrukturę techniczną, której stan i eksploatacja sprawiają określone kłopoty: Przestarzała i częściowo przewymiarowana struktura majątku produkcyjnego oraz przerost zatrudnienia Znaczne zasoby surowców energetycznych – przede wszystkim jednak paliw stałych: węgla kamiennego i brunatnego (gaz ziemny i ropa naftowa wymagają uzupełnień z importu) Ujemny wpływ dominacji bloków spalających węgiel na wskaźniki ekologiczne oraz na elastyczność i bezpieczeństwo energetyczne

7 Determinanty zmian Wg dostępnych analiz dalszy wzrost zapotrzebowania na energię i ciepło może być pokrywany m.in. przez elektrownie gazowo-parowe, a po 2030 roku także przez elektrownie nowej generacji Założenie: spodziewany postęp technologiczny i konkurencja rynkowa spowoduje, że paliwa i technologie „przyszłości” zostaną skutecznie wdrożone do procesów wytwarzania energii Ewentualne zahamowanie/spowolnienie procesów rynkowych i rozwoju konkurencji będzie pogarszać sytuację rozwoju , a więc rynków paliw i energii

8 Konkurencja vs monopol
Podsektory: wytwórczy i dostawy usług energetycznych są obszarami konkurencji, ale podsektory sieciowe: przesyłu i dystrybucji, nadal są domeną monopolu naturalnego Zapobieganie utrwalaniu tendencji monopolistycznych wymaga sprawnych mechanizmów regulacji !

9 Potencjalni interesariusze skojarzonej gospodarki energetycznej
Ciepłownictwo/Elektrociepłownictwo Zakłady chemiczne z własnymi źródłami wytwarzania energii Zakłady petrochemiczne z własnymi źródłami wytwarzania energii Konwergencja sektorów wytwarzania energii

10 Obszar implementacji kogeneracji
Źródła o małych i średnich mocach oraz rocznym zapotrzebowaniu na ciepło dla potrzeb cwu ( lub technologii) zapewniającym maksymalnie długi czas roczny użytkowania mocy. Potencjał wdro- żeniowy układów kogeneracyjnych – ponad 110 obiektów/roczna produkcja ciepła od 3, TJ (układy silnikowe) , ponad 220 obiektów/roczna produkcja ciepła TJ (układy turbinowe)

11 Układy kogeneracyjne/poligeneracyjne
Elektrociepłownia turbogazowa Elektrociepłownia silnikowa Elektrociepłownia na odpady Trigeneracja Elektrociepłownia hybrydowa

12 Wykres rocznego obciążenia

13 Układ skojarzonej produkcji energii elektrycznej, ciepła i chłodu wykorzystujący ziębiarkę absorpcyjną

14 Główne czynniki decydujące o wyborze systemu chłodzenia

15 Wyzwania unijnej polityki energetyczno-klimatycznej
Klimat vs Energetyka 1. Zeroemisyjne technologie energetyczne 2. Nowe źródła gazu syntezowego dla chemii 3. Odzyskiwanie cennych materiałów

16 Przykład źródła poligeneracyjnego (1)
Wytworzona Moc: MWe ; MWt Produkcja Syn-Gazu: ,42 mld Nm3/rok Wychwycone CO2: Mg/rok Ograniczenie emisji CO2 : % Zużycie paliwa (węgiel + biomasa): 1,9 + 0,21 mln ton /rok Nakłady inwestycyjne: ,1 mld zł

17 Sprężanie i skraplanie CO2
Przykład źródła poligeneracyjnego (2) Para WP 125 MW t Zgazowania Reaktory Konwersja CO Usuwanie siarki i CO2 Syn – Gaz 1, 42 mld Nm3/rok Tlenownia Sprężanie i skraplanie CO2 Składowanie CO2 2,3 mln Mg/rok Węgiel GP TG Energia el. Biomasa P=309MW e GP TP Para WP Kocioł odzysknicowy 17

18 Przykład źródła poligeneracyjnego (3)
Mg CO2/rok 8 % WĘGIEL KAMIENNY 1, 90 mln Mg/rok 100% Mg CO2/rok (metanol) 23 % Mg CO2/rok 69 % BIOMASA 0,21 mln Mg/rok 92 % Całkowita emisja 8% - 10% (biomasa) = -2 % Połączenie technologii zgazowania węgla, IGCC i CCS oraz możliwość wprowadzenia do procesu biomasy w ilości do 10% pozwoli uzyskać ujemny wskaźnik emisji CO2 18

19 Elektrownia Poligenera-cyjna jednostka demonstra- cyjna
Nakłady inwestycyjne oraz ceny graniczne dla wytwarzanych produktów; przypadek bazowy: emisja CO2 w ramach przyznanych uprawnień - bez sekwestracji CO2 Parametr Jedn. IGCC Układ produkcji gazu syntezowego Elektrownia Poligenera-cyjna jednostka demonstra- cyjna Nakłady inwestycyjne mln PLN 2 663,00 1 700,90 4 363,90 Koszty wytworzenia Energia elektryczna PLN/MWh 296 192 Gaz syntezowy PLN/ 1000 Nm3 331 455* * przyjęta graniczna cena gazu syntezowego (grudzień, 2008r.), uznana za rynkowo atrakcyjną dla uczestników projektu (cena gazu syntezowego wytwarzanego na bazie gazu ziemnego) 19

20 Elektrownia Poligeneracyjna jednostka demonstracyjna
Koszty inwestycyjne oraz ceny graniczne dla wytwarzanych produktów; sekwestracja CO2 Parametr Jedn. IGCC Układ produkcji gazu syntezowego Elektrownia Poligeneracyjna jednostka demonstracyjna Koszty inwestycyjne mln PLN 3 025,2 2 005,20 5 030,40 w tym: Separacja i sprężanie CO2 200,4 31,3 231,7 Transport i składowanie CO2 273 546 Koszty wytworzenia Energia elektryczna PLN/MWh 410 350 Gaz syntezowy PLN/ 1000 Nm3 365 455* * przyjęta graniczna cena gazu syntezowego (grudzień, 2008r.), uznana za rynkowo atrakcyjną dla uczestników projektu (cena gazu syntezowego wytwarzanego na bazie gazu ziemnego) 20

21 Prognozowane koszty gazu syntezowego w zależności od ceny energii elektrycznej oraz obszar efektywności ekonomicznej źródła poligeneracyjnego 21

22 Opłacalność układów skojarzonych
Nakłady inwestycyjne Czas użytkowania mocy Koszty paliwa

23 Ocena efektywności Rachunek opłacalności ekonomicznej
Analiza efektywności energetycznej Metodyka oceny

24 Dynamiczny koszt jednostkowy
  Σ ( KI i + KE i) ( 1 + p)-i DGC = Σ EE i (1 + p)-i DGC– koszt jednostki energii, KIi – koszty inwestycji w roku i , KEi – koszty eksploatacji w roku i, EEi – produkcja energii w roku i, p stopa dyskonta  

25 Badania studiów przypadku
Zrealizowane projekty kogeneracyjne Wybór racjonalnego projektu Wyższość układu kogeneracyjnego w odniesieniu do kotłów węglowych

26 Wnioski Dobór układów skojarzonych – zasada maksy-malizacji rocznego czasu użytkowania mocy Efekty ekonomiczne , techniczne , ekologiczne Kompleksowa analiza techniczno-ekonomiczna vs ceny paliw, urządzeń , wymagania ochrony środowiska, uwarunkowania formalno-prawne

27 Zamiast zakończenia

28 Bibliografia: 1. Kamrat W
Bibliografia: 1. Kamrat W.: Metody oceny efektywności inwestowania w elektroenergetyce.Wyd.PG ,Gdańsk Kamrat W.: Materiały źródłowe Katedry Elektroenergetyki PG ( ),Gdańsk Tchórz J.: Projekt poligeneracyjny. ZA Kędzierzyn,2009 Dziękuję za uwagę