Ce primești când amesteci căldura și puterea? O piață cu emisii reduse de carbon, potrivit Dr. Gareth M Evans. Aruncă o privire asupra modului în care cogenerarea începe să progreseze cu adevărat în majoritatea marilor orașe din întreaga lume.

putere

Distribuiți articolul

Proiectele de eficiență energetică se încadrează direct în suprapunerea dintre factorii economici și de mediu, unde aceste două influențe convingătoare - dar deseori concurente - împing pentru același scop comun.

În mod surprinzător, urgența crescândă a ambelor a făcut ca cogenerarea să crească în statură în ultimii ani, ceea ce înseamnă că acum ocupă o poziție mult mai mare în panorama energetică, ca să nu mai vorbim - cel puțin în unele cazuri - de peisajul fizic.

Văzută din Tamisa, viziunea definitorie a stației de tratare a apelor uzate Crossness (una dintre cele mai mari astfel de uzine din Europa) este clădirea care găzduiește generatorul alimentat cu nămol de 5 MW al instalației.

Fabrica se ocupă cu nămolul de la 2,2 milioane de oameni, incinerând aproximativ 30.000 de tone pe an - 15% din totalul companiei - și generând anual aproximativ 20 GWh de energie electrică „verde”, ca urmare.

COGENERARE LA SITE

Cu siguranță, încrucișarea nu este unică în acest sens. Cogenerarea la fața locului este o potrivire naturală pentru instalațiile de epurare a apelor uzate municipale, în special având în vedere nevoia lor de energie de așteptare pentru a depăși orice întrerupere a alimentării cu energie electrică, costul în creștere al energiei și disponibilitatea imediată a nămolului și a gazelor de digestie ca combustibili gratuiți.

În plus, în multe țări, există adesea subvenții sau alte stimulente disponibile pentru a încuraja operatorii de centrale să meargă pe această rută - și o serie de națiuni au făcut-o. Și, deși mulți generatori utilizați sunt ceva mai mici decât turbina cu abur de la Crossness, există mulți instalați care vin și mai mari.

Renton funcționează în județul King din Washington, de exemplu, are două sisteme de cogenerare - o celulă de combustibil de 1 MW și o instalație de digestie de 8 MW alimentată cu gaz care utilizează două turbine cu gaz și o abur.

Generatorul de la Crossness a început să funcționeze în 1998, iar instalațiile Renton au ajuns online aproximativ șase ani mai târziu. Dar cogenerarea este cu greu o idee nouă - căldura și puterea combinate (CET) există de foarte mult timp.

Și, în ciuda popularității crescânde a cogenerării în industria apei, nu doar stațiile de epurare pot vedea beneficiile utilizării combustibilului într-un mod atât de eficient din punct de vedere termodinamic. Potrivit lui Peter Löffler, șeful afacerilor publice de la Cogen Europe, condițiile ar putea fi în curând favorabile pentru dezvoltarea a până la 100GW de noi proiecte de cogenerare în următorii zece până la 15 ani numai în Europa.

COGENERAȚIA DE CONDUCERE

Pe fondul creșterii prețurilor la energie, a reglementării mediului în creștere și a preocupărilor privind securitatea și continuitatea aprovizionării, adoptarea cogenerării - în special a instalațiilor la scară mică din gama 100kW până la 2MW - a câștigat constant teren.

Pentru un proprietar individual de fabrică sau uzină există o serie de probleme care pot constitui motivația principală pentru explorarea căii de cogenerare, inclusiv fiabilitatea funcționării, prețurile volatile ale combustibilului, economiile generale de costuri și nevoia de putere de așteptare sau emisii mai mici.

În plus, schimbările atât în ​​percepția publică, determinate în mare parte de îngrijorarea crescută a mediului, cât și de schimbarea atitudinilor din sectorul energetic s-au combinat pentru a deschide calea pentru proiecte de cogenerare la scară mică.

Conștientizarea potențialului oferit de CHP a crescut și în rândul comunității de afaceri în ultimii ani; în același timp, progresele în domeniile proiectării tehnice și fiabilității sistemului au făcut ca CHP să pară o opțiune mai atractivă.

Eficiența sporită a combustibilului și reducerea emisiilor au jucat un rol semnificativ în acest sens și există o tendință care pare să adune un impuls deosebit ca urmare a acestui fapt - trecerea la un control sporit al microprocesorului. Piața mondială a componentelor electronice de putere din acest sector se ridică în prezent la aproximativ 3,8 milioane USD; se așteaptă să atingă 7,5 milioane de dolari până în 2011.

O parte din motivul acestei situații constă în necesitatea ca instalațiile să poată lua decizii din ce în ce mai sofisticate și mai inteligente pentru operațiuni la nivel de sistem. Plantele mici de cogenerare sunt construite în principal pentru a satisface nevoile la fața locului, dar din moment ce rareori este posibil să se ajungă la un echilibru exact între necesitatea de căldură și electricitate, apare adesea șansa de a exporta surplusul.

Cogenerarea fiind cea mai eficientă atunci când elementul de căldură este utilizat în imediata apropiere a locului în care apare, opțiunile de vânzare a căldurii în exces sunt de obicei limitate la întreprinderile adiacente. Operațiunile vecine pot forma, de asemenea, un client pentru surplusul de energie electrică, la fel ca și utilitatea în care site-ul este conectat la rețea.

Acest lucru are beneficii clare pentru economia cogenerării, care poate fi maximizat prin fundamentarea deciziei când se vinde pe factori precum prețul pieței, costul original al combustibilului și eficiența recuperării termice la fața locului - făcând clare avantajele controlului automat avansat.

COGENERARE - MICURILE FAPTE

La o scară mai mică, sistemele micro-CHP apar, de asemenea, ca pretendenți serioși pentru case individuale sau spații comerciale mici. Spre deosebire de instalațiile la scară mai mare, abordarea micro-cogenerării este condusă de căldură, electricitatea fiind generată efectiv ca un produs secundar util. Acest lucru, combinat cu cererea electrică internă fluctuantă tipică, duce deseori la astfel de sisteme să genereze un surplus dincolo de ceea ce este necesar într-un moment dat.

În prezent, preluarea depinde foarte mult de țară, Japonia ocupând locul întâi în clasamentul micro-CHP cu peste 50.000 de unități, dintre care multe sunt sisteme sofisticate de la Honda, cu zgomot operațional scăzut și o interfață solid-state cu rețeaua.

Un sistem care utilizează aceeași tehnologie Honda a fost lansat recent pe piața americană - pretinde că poate produce aproximativ jumătate din energia electrică necesară unei locuințe medii din SUA din aceeași cantitate de combustibil utilizat în prezent pentru încălzire singură.

Unitățile numite „Freewatt” sunt vizate inițial în părțile de nord-est ale SUA - unde clima determină o cerere ridicată de încălzire - împreună cu o serie de programe de stimulare de la furnizorii locali de utilități. Desigur, este mult prea devreme pentru a ști dacă nivelurile de preluare vor replica Japonia, dar semnele inițiale au fost încurajatoare.

În ciuda faptului că se estimează că 75% din cele 24 de milioane de gospodării din Marea Britanie sunt potrivite pentru a beneficia de micro-cogenerare, mai puțin de 2.000 de locuințe beneficiază de fapt, deși modificările aduse TVA-ului plătibil pentru aceste sisteme încep să le facă să pară mai atrăgătoare.

Reducând rata la 5%, o subvenție efectivă de 12,5% a fost stabilită în 2005, care - împreună cu modificările cerințelor de interconectare și contorizare a rețelei - a fost concepută în mod expres pentru a îmbunătăți competitivitatea sectorului de costuri.

Dacă toate locuințele adecvate din Marea Britanie ar instala aceste sisteme, rezultatul ar putea fi de până la 20GW de energie electrică distribuită și o reducere anuală a dioxidului de carbon de aproximativ 1t la 2t per gospodărie.

COGENERARE - KYOTO ȘI EUROPA

La celălalt capăt al spectrului, pendulul a început, de asemenea, să se balanseze mai ferm către cogenerare pentru centrale electrice mai mari, în special în Europa. Însă factorii determinanți în acest sens sunt ușor diferiți - cuprind în principal obiectivele proprii ale politicii energetice ale UE.

Deși liberalizarea pieței energiei la începutul anilor 1990 a avut, fără îndoială, un impact asupra dezvoltării cogenerării, mișcările aliate către asigurarea securității aprovizionării și protejarea climei au văzut multe companii energetice care doresc acum să își dezvolte portofoliile de cogenerare.

În această privință, par să apară două tendințe - calea de încălzire urbană încercată și de încredere, cu centrale combinate cu ciclu care arde gaze naturale sau cărbune gazificat și o abordare în comun, pentru a implementa scheme de cogenerare industrială la fața locului.

O parte din interesul reînnoit provine din angajamentul ferm al Europei de a-și atinge obiectivele în temeiul acordului de la Kyoto - o reducere cu 8% a emisiilor de gaze cu efect de seră comparativ cu nivelurile din 1990, cel târziu până în 2012. Este clar că, din moment ce emisiile actuale sunt mai mari decât această cifră, până la sosirea termenului, reducerile efective necesare vor trebui să fie mai mari - poate cu 20% sau mai mult.

Având în vedere că contribuția energiei regenerabile va crește în termeni absoluți, dar fără a-și crește semnificativ cota de piață, iar energia nucleară prognozată să scadă, cel puțin în acest interval de timp, creșterea eficienței energetice devine soluția evidentă. Dacă Europa vrea să adopte un model mai durabil pentru energie cu un grad de succes, pare inevitabil ca cogenerarea să joace un rol în acea tranziție.

Cu toate acestea, o mare parte din modul în care acest lucru se desfășoară va depinde de schema de comercializare a emisiilor (ETS) și în special de modul în care, pe termen mediu, afectează companiile de utilități electrice cu capacitate mare de generare termică. Dacă tranzacționarea emisiilor crește prețul energiei la un fel de niveluri eventuale pe care le-au prezis unii analiști, metodele eficiente de generare a energiei vor deveni foarte atractive.

NIMIC NU ESTE PERFECT - COASA DE COGENERAȚIE

În ciuda numeroaselor avantaje, nu totul este o navigație simplă. În timp ce micro-cogenerarea are mari avantaje potențiale atât pentru gospodar în ceea ce privește costurile reduse, cât și utilitatea reducerii emisiilor de carbon, există probleme care pot deveni mai presante dacă rata de absorbție crește.

În prezent, o mare parte din stimulente provin din modelul de măsurare netă, în care excesul de energie electrică este vândut înapoi la rețea. Deși aceasta este o abordare extrem de eficientă și relativ simplă de configurat, utilitarul de cumpărare compensează de obicei microgeneratorul cu aceeași sumă pe care o vor plăti consumatorii pe unitate - sau mai puțin. În plus, deși numărul locuințelor cu aceste sisteme rămâne scăzut, efectul general asupra rețelei în sine este neglijabil.

Cu toate acestea, dacă un număr din ce în ce mai mare de gospodării începe să-și opereze propriile sisteme de generare, acest lucru ar putea necesita modificări pentru a permite coordonarea sistemelor de generare a locuințelor cu restul rețelei.

Cu toate acestea, cu cei doi factori de siguranță a energiei și de respectare a mediului, este greu de imaginat că tendința către energie distribuită la scară mică la nivel intern și industrial își va pierde din avânt.

Plantele de cogenerare mai mari au și ele problemele lor - având deseori o flexibilitate inerentă mai mică pentru a funcționa rapid ca răspuns la un context economic în schimbare, comparativ cu generatoarele de energie electrică.

Dacă diferitele mișcări convergente către reducerea emisiilor și creșterea performanței energetice în sectoarele industrial, arhitectural și intern se desfășoară așa cum s-a prezis, dezvoltarea treptată a unei piețe cu eficiență ridicată și cu emisii reduse de carbon pare inevitabilă.

În mod clar, cogenerarea, în general, are un potențial extraordinar de realizat în astfel de condiții, dar rămâne de văzut cum vor fi abordările individuale și diferitele tehnologii disponibile pe această nouă piață.

Companii conexe

Nordic Air Filtration & Delbag

Filtrarea aerului pentru turbine cu gaz, compresoare și motoare