UČINKOVITO NAČRTOVANJE ZA USPEŠNO IZVEDBO PROJEKTOV SOPROIZVODNJE

Transcript

1 TOPLOTNO ENERGETSKI SISTEMI TES d.o.o. GREGORČIČEVA MARIBOR UČINKOVITO NAČRTOVANJE ZA USPEŠNO IZVEDBO PROJEKTOV SOPROIZVODNJE Saša Rodošek Januar 2011, Hotel MONS, Ljubljana

2 KDO SMO? STORITVE Naše storitve na področju sistemov SPTE, sistemov OVE in ostalih alternativnih energetskih sistemov: SVETOVANJE NADZOR NAČRTOVANJE INŽENIRING

3 KDO SMO? REFERENCE Energetika Maribor (JP TOM I) SPTE postrojenje na zemeljski plin Qel = 3,029 MW Qtpl = 3,039 MW Naročnik: Energetika Maribor (JP TOM Maribor ) Odlagališče odpadkov Bukovžlak I+II SPTE postrojenje na odlagališčni plin Qel = 0, ,064 MW Qtpl = 0, ,022 MW Naročnik: Javne Naprave Celje Energetika Maribor (JP TOM II) SPTE postrojenje na zemeljski plin Qel = 9,716 (4x2,429) MW Qtpl = 9,680 (4x2,420) MW Naročnik: Moja Energija EO1 Rabelčja vas Ptuj SPTE postrojenje na zemeljski plin Qel = 2,429 MW Qtpl = 2,291 MW Naročnik: Komunalno podjetje Ptuj Toplarna POLAJ Trbovlje I+II SPTE postrojenje na zemeljski plin Qel = 3,029 MW + 3,044 MW Qtpl = 3,039 MW + 2,982 MW Naročnik: Komunala Trbovlje SPTE Mercator Celje SPTE Gospejna Maribor SPTE postrojenje na zemeljski plin Qel = 49 kw Qtpl = 77 kw Naročnik: Megaenergija d.o.o. Pristan Maribor SPTE postrojenje na zemeljski plin Qel = 0,827 MW Qtpl = 0,987 MW Naročnik: Moja Energija

4 ZAKAJ SPTE OB BOK OVE? LOČENA PROIZVODNJA SOPROIZVODNJA Skupni referenčni izkoristek ločene proizvodnje (2007/74/ES) se navaja s primerom, ko se električna energija proizvaja v referenčni termoelektrarni npr. s plinsko-parno, kondenzacijsko turbino s skupnim električnim izkoristkom ηel 50% ter proizvodnja toplotne energije v kotlovnici s plinskim kotlom s povprečnim toplotnim izkoristkom ηtpl 90%.. Skupni izkoristek referenčnih ločenih sistemov znaša η 70%. SPTE naprave z motorjem z notranjim izgorevanjem dosegajo v povprečju električni izkoristek ηel 40% ter toplotni izkoristek ηtpl 50%.. Skupni izkoristek soproizvodnje znaša η 90%.. V skladu z Uredbo o določanju količine električne energije, ki je proizvedena v soproizvodnji toplote in električne energije z visokim izkoristkom ter določanju izkoristka pretvorbe energije biomase (Ur. l. št. 37/2009) znaša prihranek primarne energije v tem primeru PPE 25%.

5 ZAKAJ SE ODLOČITI ZA SPTE NAPRAVO? PODPORNA SHEMA (Ur. l. št. 37/09) - na podlagi Energetskega zakona (Ur. l. št 27/07, 70/2008) vlada z uredbo podrobneje predpiše višino in trajanje podpor električni energiji, proizvedeni v soproizvodnji toplotne in električne energije z visokim izkoristkom, pogoje za pridobitev podpore, način njene pridobitve ter druga vprašanja podeljevanja in uporabe podpore - skladno z Direktivo 2004/08/ES o spodbujanju soproizvodnje, ki temelji na rabi koristne toplote in katere cilj je povečanje energetske učinkovitosti in izboljšanje zanesljivosti oskrbe - v Uredbi o podporah električni energiji, proizvedeni v SPTE z visokim izkoristkom, se urejata višina in trajanje potrebne pomoči glede na velikost in tehnologijo SPTE, pri čemer se upoštevajo vse morebitne že pridobljene koristi med vlaganjem in druge koristi - osnova za določanje višine podpor je Metodologija določanja referenčnih stroškov soproizvodnje z visokim izkoristkom (IJS - CEU) - spremenljive referenčne stroške predstavlja strošek goriva (zemeljskega plina), zmanjšan za prihodek oziroma prihranek pri nabavi toplotne energije in se vsaj enkrat letno korigirajo - nespremenljivi stroški zajemajo specifično investicijsko vrednost sistema ter stroške vzdrževanja in obratovanja

6 ZAKAJ SE ODLOČITI ZA SPTE NAPRAVO? SOPROIZVODNJA - v izračunu obratovalne podpore po Metodologiji je predviden 12% skupni donos na investicijo za vse SPTE sisteme - z vsako proizvedeno kilovatno uro toplotne energije s SPTE napravo ustvarimo prihodek - minimalni letni skupni izkoristek SPTE naprave mora biti večji od 75% - s pravilnim načrtovanjem SPTE naprave se določi optimalna nazivna moč naprave pri kateri se dosežejo najugodnejši ekonomski učinki - s SPTE napravo praviloma proizvedemo 20-40% celotne potrebne toplotne energije - število obratovalnih ur h/leto (5.500 h/leto) - osnova za pravilno umestitev SPTE naprave mora biti študija izvedljivosti

7 KAKO PRAVILNO UMESTITI SPTE NAPRAVO? TEHNIČNE ZNAČILNOSTI SPTE NAPRAV (MKGE) - območje delovanja % (dovedena moč) - sinhroni aliasinhroni generatorji avtomatska sinhronizacija (1500 min-1) - paralelno in/ali otočno delovanje - zasilno hlajenje (varovanje motorja, obratovanje kot vršna elektrarna) - protihrupna komora (zvočna moč SPTE naprave do 105 dba) - 24urna aktivna požarna zaščita (prekvalifikacija iz cone 2 v ex neogrožen prostor) - CO in NOx omejitve (NOx pri 5% O2 < 500 mg/m3 in CO pri 5% O2 < 300 mg/m3) - kontrola olja (samodejno mazanje in dopolnjevalnje) - avtomatski nadzor nad parametri obratovanja naprave - terminski planvzdrževanja inservisiranja (servisni intervali 2.000, , , ur)

8 KAKO PRAVILNO UMESTITI SPTE NAPRAVO? HIDRAVLIČNA VEZAVA SPTE NAPRAVE V SISTEM - najpogostejši način vezave v energetski sistem je zaporedna vezava SPTE naprave z vršnimi generatorji toplote - SPTE naprava služi kot predgrelnik povratka (nazivna toplotna moč se ne povečuje) - zalogovnik tople vode se uporablja predvsem pri manjših napravah (mikro razred), ki nimajo zasilnega hlajenja - potrebno upoštevati obratovalni režim toplotno energetskega sistema (trajanje znižanega režima ogrevanja, priprava tople sanitarne vode, priprava tehnološke vode ali pare ipd.)

9 KAKO PRAVILNO DIMENZIONIRATI SPTE NAPRAVO? TOPLOTNE POTREBE OBJEKTA - za pravilno dimenzioniranje SPTE naprave je pomembno poznavanje toplotne obremenitve objekta - potrebni podatki : urna toplotna obremenitev (merilnik toplotne energije ali plinski števec z dajalnikom impulzov) dnevna toplotna obremenitev (evidence kotlovnice) mesečna toplotna obremenitev (izstavljene fakture) letna toplotna obremenitev (evidence) instaliranatoplotna moč (teorija podobnosti modelov)

10 KAKO PRAVILNO DIMENZIONIRATI SPTE NAPRAVO? Q-h DIAGRAM - urni diagram toplotnih potreb objekta (Q-h diagram) služi kot osnova za pravilno dimenzioniranje SPTE naprav(e) - z vidika energetske bilance se teži k izbiri SPTE naprave, ki proizvede čim več toplotne energije v okvirju Q-h diagrama (površina pod krivuljo) - za izbrano SPTE varianto je potrebno nato preveriti ekonomski učinek (uvrstitev v velikostni razred inrazred glede na število obratovalnih ur) - izbrano varianto je potrebno ekonomsko ovrednotiti (ocena investicije, vzdrževalnih stroškov ipd.)

11 KAKO PRISTOPITI K IZVEDBI? OD IDEJE DO IZVEDBE - študija izvedljivosti (feasibility study) - odločitev o investiciji, Projektant: Obvezna dokumentacija po ZGO-1 (razen za mikro SPTE naprave do 50kWe, Uredba o dopolnitvah Uredbe o energetski infrastrukturi, Ur. l. št. 75/2010) Investitor: Upravni postopek v postopku gradnje - izdelava Idejne zasnove (IDZ) pridobivanje projektnih pogojev in soglasij za priključitev od soglasodajalcev (projektni pogoji upravljavca omrežja električne energije, zemeljskega plina ipd.), - pridobitev energetskega dovoljenja in licence za opravljanje energetske dejavnosti (za proizvodnjo električne oz. toplotne energije nad 1 MW nazivne moči), - projekt za pridobivanje gradbenega dovoljenja (PGD) vodilna mapa, načrti, elaborat eksplozijske ogroženosti, študija požarne varnosti, strokovna ocena vplivov na okolje, elaborat varstva pri delu, - pridobitev vseh soglasij ter pravnomočnega gradbenega dovoljenja, - projekt za razpis (PZR), - projekt za izvedbo (PZI), - strokovni in projektantski nadzor, - projekt izvedenih del (PID), - tehnični pregled in pridobitev uporabnega dovoljenja, - pridobitev deklaracije za proizvodno napravo - pogodba za odkup električne energije s Centrom za podpore, Borzen

12 49kWe NA KLUČ Proizvajalec: Model: Dimenzije: Masa: Generator: Viessmann Group - ESS Vitobloc 200 EM-50/81 2,84 (l) x 0,9 (š) x 1,8 (v) m kg 400V/50Hz Nazivni energetski podatki SPTE naprave: Toplotna nazivna moč: P TPL = 81 kw Električna nazivna moč: P EL = 49,9 kw Dovedena energija (zemeljski plin): P DOV = 145 kw Poraba zemeljskega plina pri nazivni moči: q ZPS = 15,26 Sm 3 /h (pri H U =9,5 kwh/sm 3, q ZPS = P DOV /H U ) Električni izkoristek pri nazivni moči: η EL = 34,5 % Toplotni izkoristek pri nazivni moči: η TPL = 55,9 % Skupni izkoristek pri nazivni moči: η = 90,3 % Energetska bilanca SPTE naprave: Obratovalne ure (predvideno): h = ur/leto Toplotna energija proizvedena v SPTE (P TPL x h / 1000): Q TPL = 283,50 MWh/leto Električna energija proizvedena v SPTE (P EL x h / 1000): Q EL = 174,65 MWh/leto Poraba zemeljskega plina v SPTE napravi (q ZPS x h): q ZP = Sm 3 /leto Zmanjšanje porabe zemeljskega plina na toplovodnih kotlih q ZPK = Sm 3 /leto (Q TPL x 1000 / ( H U x η), pri H U =9,5 kwh/sm 3, η = 95%): Povečanje porabe zemeljskega plina na odjemnem mestu (q ZP -q ZPK ): q ZPO = Sm3/leto Ekonomska bilanca SPTE naprave (brez DDV, Januar, 2011): Vrednost investicije (ponudba TES d.o.o.): I = EUR Prihodek od prodaje električne energije (Q EL x 239,88 EUR/MWh): P EL = EUR/leto Prihranek zaradi zmanjšane porabe zemeljskega plina na kotlih (q ZPK x 0,54 EUR/Sm 3 ): P ZPK = EUR/leto Strošek nabave zemeljskega plina za SPTE napravo (q ZP x 0,54 EUR/Sm 3 ): S ZP = EUR/leto Strošek vzdrževanja in servisa (h x 0,75 EUR/h): S SRV = EUR/leto Prihodki + prihranki stroški (P EL + P ZPK - S ZP - S SRV ): P = EUR/leto Enostavna doba povračljivosti investicije (I / P): R = 4,3 let

13 999kWe NA KLUČ Proizvajalec: Model: Dimenzije: Masa: Generator: Ge Jenbacher JMS 416 GS-N.LC 6,7 (l) x 1,2 (š) x 2,2 (v) m kg 400V (10,5 kv)/50hz Nazivni energetski podatki SPTE naprave: Toplotna nazivna moč: P TPL = kw Električna nazivna moč: P EL = 999 kw Dovedena energija (zemeljski plin): P DOV = kw Poraba zemeljskega plina pri nazivni moči: q ZPS = 251,15 Sm 3 /h (pri H U =9,5 kwh/sm 3, q ZPS = P DOV /H U ) Električni izkoristek pri nazivni moči: η EL = 41,87 % Toplotni izkoristek pri nazivni moči: η TPL = 45,09 % Skupni izkoristek pri nazivni moči: η = 86,96 % Energetska bilanca SPTE naprave: Obratovalne ure (predvideno): h = ur/leto Toplotna energija proizvedena v SPTE (P TPL x h / 1000): Q TPL = 3.766,0 MWh/leto Električna energija proizvedena v SPTE (P EL x h / 1000): Q EL = 3.496,5 MWh/leto Poraba zemeljskega plina v SPTE napravi (q ZPS x h): q ZP = Sm 3 /leto Zmanjšanje porabe zemeljskega plina na toplovodnih kotlih q ZPK = Sm 3 /leto (Q TPL x 1000 / ( H U x η), pri H U =9,5 kwh/sm 3, η = 95%): Povečanje porabe zemeljskega plina na odjemnem mestu (q ZP -q ZPK ): q ZPO = Sm3/leto Ekonomska bilanca SPTE naprave (brez DDV, Januar, 2011): Vrednost investicije (ponudba TES d.o.o.): I = EUR Prihodek od prodaje električne energije (Q EL x 158,90 EUR/MWh): P EL = EUR/leto Prihranek zaradi zmanjšane porabe zemeljskega plina na kotlih (q ZPK x 0,52 EUR/Sm 3 ): P ZPK = EUR/leto Strošek nabave zemeljskega plina za SPTE napravo (q ZP x 0,52 EUR/Sm 3 ): S ZP = EUR/leto Strošek vzdrževanja in servisa (h x 0,75 EUR/h): S SRV = EUR/leto Prihodki + prihranki stroški (P EL + P ZPK - S ZP - S SRV ): P = EUR/leto Enostavna doba povračljivosti investicije (I / P): R = 3,0 let

14 TOPLOTNO ENERGETSKI SISTEMI TES d.o.o. GREGORČIČEVA MARIBOR SPTE SIMULATOR SPTE simulator omogoča izbiro ustrezne SPTE naprave ter prikaz energetske in ekonomske bilance. Saša Rodošek Januar 2011, Hotel MONS, Ljubljana