Co to jest kogeneracja?
Kogeneracja, znana również pod nazwą CHP, to proces skojarzonej produkcji energii elektrycznej (i/lub mechanicznej) oraz ciepła. Proces ten odbywa się z wykorzystaniem jednego źródła energii pierwotnej, tj. tego samego paliwa, którym może być gaz ziemny, gaz specjalny, biogaz, biometan lub wodór.
Gaz ziemny jest paliwem powstałym w wyniku beztlenowego rozkładu materii organicznej, występującym w przyrodzie w postaci kopalnej lub w stanie naturalnym, w złożach wyłącznie gazowych;
Gazy specjalne to gazy odzyskiwane podczas wydobywania ropy naftowej i przetwarzania węgla (gaz olejowy towarzyszący lub APG);
Biogaz jest naturalnym paliwem uzyskiwanym w procesie „fermentacji beztlenowej”, tj. w przypadku braku tlenu w pozostałościach organicznych pochodzenia roślinnego lub zwierzęcego;
Biometan to gaz powstały z biogazu, który został poddany procesowi rafinacji i oczyszczania, zwanemu uszlachetnianiem;
Wodór, a w szczególności wodór ekologiczny, jest gazem wytwarzanym w procesie elektrolizy wody zasilanej energią ze źródeł odnawialnych.
Zasady działania kogeneratora
Projekt kogeneracyjny może mieć różną konfigurację, w zależności od rodzaju gazu wykorzystywanego jako paliwo:
W przypadku biogazu, układ składa się głównie z dwóch części: części fermentacji beztlenowej, w której odbywa się rzeczywista produkcja biogazu (składającej się z jednej lub kilku komór fermentacyjnych) oraz części, w której biogaz jest przetwarzany na energię, tj. z systemu kogeneracji.
Gaz ziemny z kolei, nie wymaga poza elektrociepłownią żadnej innej technologii, ponieważ jest pobierany bezpośrednio z sieci krajowej.
Niezależnie od rodzaju stosowanego gazu, systemy kogeneracji składają się w głównej mierze z silnika czterosuwowego, który wytwarza energię mechaniczną i przekazuje ją do alternatora w celu wytworzenia energii elektrycznej o niskim napięciu, przekształcanej następnie w energię elektryczną o średnim napięciu. Odzyskiwanie ciepła odbywa się na dwóch płaszczyznach: z wody chłodzącej silnik, z wykorzystaniem płytowego wymiennika ciepła, który pozwala uzyskać wodę o wysokiej temperaturze oraz ze spalin, które po osiągnięciu temperatury około 400°C, jeśli nie są wykorzystywane w procesie w postaci źródłowej, doskonale nadają się do wytwarzania, z użyciem kotła, wody ciepłej, przegrzanej, pary lub oleju diatermicznego.
Zespół kogeneracyjny jest sercem projektu, a od jego jakości i niezawodności zależy wydajność systemu zarówno pod względem energetycznym, jak i pod względem ogólnych wyników gospodarczych.
Technologies and operating process of a cogenerator
Technologies and operating process of a biogas CHP plant
Kogeneracja: zalety i korzyści
Kogeneracja jest idealnym rozwiązaniem dla wszystkich sektorów przemysłowych i usługowych, w których istnieją zakłady energochłonne charakteryzujące się wysokim zużyciem energii elektrycznej i cieplnej, lub zakłady wytwarzające odpady nadające się do recyklingu. Korzyści z tego płynące są liczne:
Efektywność wykorzystania paliwa źródłowego wzrasta nawet o 85%;
Powstaje mniej emisji CO2 i gazów cieplarnianych. Ponadto, jeśli energia jest wytwarzana z biogazu lub biometanu, emitowany CO2 jest pochodzenia rolniczego, więc emisja CO2 z paliw kopalnych jest zerowa, a wpływ na klimat nikły;
Systemy kogeneracyjne są odporne i niezależne, innymi słowy, mogą pracować w osobnej strefie roboczej i być odłączone od sieci Dlatego doskonale sprawdzają się na obszarach, na których często dochodzi do przerw w dostawie prądu lub gdzie sieć energetyczna jest niewydolna;
Po zintegrowaniu z biogazownią, kogeneracja wykorzystuje materiały odpadowe i umożliwia produkcję energii odnawialnej;
Dzięki racjonalizacji zużycia paliwa źródłowego i samodzielnej produkcji pozostałej energii, kogeneracja zapewnia znaczne oszczędności w rachunkach za energię;
W niektórych krajach, obok znaczących już oszczędności kosztów, istnieją też zachęty. Na przykład we Włoszech istnieją zarówno białe certyfikaty za efektywność energetyczną, jak i zachęty oferowane przez GSE do produkcji energii odnawialnej.
Gwarancja efektywności energetycznej i zrównoważonego rozwoju
System kogeneracji jest rozwiązaniem bardziej efektywnym energetycznie niż oddzielna produkcja energii elektrycznej i cieplnej. Do zaspokojenia zapotrzebowania na energię elektryczną i cieplną w procesach produkcyjnych, przedsiębiorstwo tradycyjnie wykorzystuje elektrownie cieplne i kotły, co z kolei wpływa zarówno na zużycie energii, jak i na koszty. W rzeczywistości, w konwencjonalnych elektrowniach wytwarzających energię elektryczną, część energii cieplnej nie jest przekształcana, lecz rozpraszana w środowisku. Z kolei w przypadku kogeneracji, ciepło odpadowe jest wykorzystywane do ogrzewania lub do innych celów.
Efektywność procesu przekłada się również na niższe rachunki za energię i mniejszą emisję CO2: jest to jeden z powodów, dla których kogeneracja jest również wyborem zgodnym z zasadami zrównoważonego rozwoju. Jeśli wykorzystywanym paliwem jest biogaz, biometan lub wodór ekologiczny, wytwarzane z odpadów takich jak ścieki zwierzęce, osady ściekowe, frakcja organiczna stałych odpadów komunalnych (OFMSW), odpady rolno-przemysłowe lub inne resztki pożniwne, kogeneracja umożliwia wykorzystanie materiałów odpadowych, które z odpadów stają się zasobami nadającymi się do produkcji energii odnawialnej.
Dogłębne studium
