18
KOGENERACIJA • Prema Drugom zakonu termodinamike, da bi u jednom tehničkom sistemu dobili mehanički rad (L m ), potrebno je tom sistemu i dovesti toplotnu energiju (Q d ) i od njega odvesti toplotnu energiju (Q od ). • Razlika dovedene i odvedene toplote predstavlja dobijeni mehanički rad. Definicija i svrha primjene kogeneracije • Kogeneracija (često se koristi i izraz kombinovana proizvodnja toplotne i električne energije na engleskom Combined Heat and Power, CHP) predstavlja proizvodnju električne energije sa istovremenim korištenjem otpadne toplote, koja se inače gubi u industrijskim procesima. • Moderni kogeneracioni sistemi postižu efikasnost i do 90%. • Kogeneracija nudi veliku fleksibilnost; najčešće postoji kombinacija postrojenja i goriva koja zadovoljava većinu individualnih zahtjeva. • Kogeneracijska postrojenja se razvrstavaju na: • mikro-kogeneracijska postrojenja: do uključivo 50 kW • mala kogeneracijska postrojenja: veća od 50 kW do uključivo 1 MW • srednja kogeneracijska postrojenja: veća od 1 MW do uključivo 20 MW, • velika kogeneracijska postrojenja: veća od 20 MW • Trigeneracija – sistem u kojem se proizvode tri različita oblika energije: toplotna, električna i rashladna.

2. Predavanje kogeneracija

Embed Size (px)

DESCRIPTION

dsd

Citation preview

Page 1: 2. Predavanje kogeneracija

KOGENERACIJA • Prema Drugom zakonu termodinamike, da bi u jednom tehničkom sistemu dobili mehanički rad (Lm), potrebno je tom sistemu i dovesti toplotnu energiju (Qd) i od njega odvesti toplotnu energiju (Qod). • Razlika dovedene i odvedene toplote predstavlja dobijeni mehanički rad.

Definicija i svrha primjene kogeneracije

• Kogeneracija (često se koristi i izraz kombinovana proizvodnja toplotne i električne energije na engleskom Combined Heat and Power, CHP) predstavlja proizvodnju električne energije sa istovremenim korištenjem otpadne toplote, koja se inače gubi u industrijskim procesima. • Moderni kogeneracioni sistemi postižu efikasnost i do 90%. • Kogeneracija nudi veliku fleksibilnost; najčešće postoji kombinacija postrojenja i goriva koja zadovoljava većinu individualnih zahtjeva. • Kogeneracijska postrojenja se razvrstavaju na:

• mikro-kogeneracijska postrojenja: do uključivo 50 kW • mala kogeneracijska postrojenja: veća od 50 kW do uključivo 1 MW• srednja kogeneracijska postrojenja: veća od 1 MW do uključivo 20 MW,• velika kogeneracijska postrojenja: veća od 20 MW

• Trigeneracija – sistem u kojem se proizvode tri različita oblika energije: toplotna, električna i rashladna.

Page 2: 2. Predavanje kogeneracija

• Kogeneracija je vrlo efikasna energetska tehnologija ali samo ako postoji stvarno tržište za električnu i toplotnu energiju.

Različite vrste i primjena kogeneracije • Kogeneracijska postrojenja su postrojenja koja koriste jednu od sljedećih kogeneracijskih tehnologija:

a) kombinovani proces plinske turbine s iskorištavanjem otpadne toplineb) protutlačne parne turbinec) kondenzacijske parne turbine s oduzimanjem pared) plinske turbine s iskorištavanjem otpadne topline e) motori s unutarnjim izgaranjem f) mikroturbineg) Stirlingovi motorih) gorive ćelije i) parni strojevi j) organski Rankinovi procesik) sve ostale vrste tehnologija ili izgaranja koje predstavljaju istovremenu proizvodnju toplotne i električne/mehaničke energije u jednom procesu.

• Prva primjena malih kogeneracija pojavljuje se već kasnih osamdesetih godina devetnaestog vijeka u Evropi i SAD. • Izgradnjom i povećanjem pouzdanosti električne mreže, sve značajnijom regulacijom tržišta i sniženjem troškova energije te napretkom u tehnologiji proizvodnje električne energije, kogeneracija polovicom dvadesetog vijeka gubi svoj značaj. • Međutim, krajem prošlog vijeka trend se obrnuo. Naime, sistemi sa visokim stepenom iskoristivosti i mogućnošću iskorištenja otpadne toplote postali su sve značajniji u svijetu rasta cijena energije, nesigurne isporuke goriva, a posebno zbog sve većih ekoloških zahtijeva. • Liberalizacija tržišta te deregulacija cijena električne energije poslijednjih godina i u budućnosti otvaraju velike mogućnosti za široku primjenu distribuirane proizvodnje energije. • Distribuirana proizvodnja odnosi se na male uređaje za proizvodnju energije koji bi se nalazili u neposrednoj blizini potrošača za razliku od dislociranih električnih centrala. • Najnovija tehnička riješenja malih kogeneracijskih postrojenja svojom kompaktnošću, jednostavnom izvedbom i održavanjem otvaraju širok krug potencijalnih korisnika u zgradarstvu, bolnicama, grijanju bazena, staklenicima i slično.

Page 3: 2. Predavanje kogeneracija

Stanje i perspektive malih kogeneracijskih postrojenja u Evropi

• Tokom posljednje decenije prošlog vijeka Evropska Unija je definirala tri glavna cilja svoje energetske politike. To su:

- sigurnost snabdijevanja, - industrijska konkurentnost, - zaštita okoliša.

• Kogeneracija je jedna od rijetkih tehnologija koje odgovaraju svim trima ciljevima. • Prosječan udio električne energije proizveden u kogeneracijskim postrojenjima u Evropi danas iznosi oko 10% i ima trend rasta. • Postoje velike razlike u primjeni i poticanju kogeneracije između pojedinih evropskihzemalja. • Npr. u Danskoj se danas 40% električne energije proizvede u kogeneracijskim postrojenjima. Francuska je suprotan primjer s samo 2% ukupne proizvedene električneenergije iz kogeneracijskih postrojenja. • Analize pokazuju da će u Evropskoj Uniji tržište, a samim time i razvoj malih kogeneracijskih postrojenja stagnirati. • Razlog: brza i potpuna deregulacija i liberalizacija energetskog tržišta ima i negativne efekte vezane uz smanjenje isplativosti izgradnje malih kogeneracijskih postrojenja. Uz povišenja cijena nafte i plina ti efekti su još snažniji. • Kao glavne prepreke većem učešću malih kogeneracijskih postrojenja u ukupnoj proizvodnji električne i toplotne energije u evropskim zemljama navode se sljedeće:

• Neadekvatne tarife ili potpuni nedostatak obaveze otkupa viškova električne energije iz malih kogeneracijskih postrojenja u javni elektroenergetski sektor; • Dugotrajne i birokratizirane procedure za dobivanje potrebnih dozvola i ovlaštenja; • Nedostatak informacija o dobrim stranama malih kogeneracijskih postrojenja kao i nepoznavanje tehnologije. • Visoke cijene pristupa mreži te ograničavanje pristupa mreži; • Dug period povrata uloženih sredstava zbog uglavnom niskih cijena električne energije kao posljedice liberalizacije tržišta te drugih zakonodavnih okolnosti koje ne uzimaju u obzir ekološke efekte koji proizlaze iz veće efikasnosti malih kogeneracijskih postrojenja.

Zemlje EU s relativno razvijenom kogeneracijom

• Zemlje s najvećim udjelom kogeneracijskih postrojenja u energetskom sektoru su: – Danska (40%), – Finska (32%), – Nizozemska (38%), – Austrija (23%).

• Najzastupljenije gorivo kojim se koriste kogeneracijska postrojenja u navedenim zemljama jest prirodni plin. Razvijena plinska infrastruktura pogodovala je rastu udjela kogeneracijskih postrojenja. • U svim ovim zemljama do sada je već izvršena liberalizacija tržišta električnom energijom i to je imalo raznolik uticaj na kogeneracijska postrojenja. Ipak kogeneracija je kod njih duboko ukorijenjena i sve procjene ukazuju na daljnji rast instaliranih kogeneracijskih postrojenja u budućnosti.

Page 4: 2. Predavanje kogeneracija

Zemlje EU sa slabo razvijenom kogeneracijom

• Među zemlje Evropske unije sa slabo razvijenom kogeneracijom najčešće se ubrajaju Francuska, Grčka, Velika Britanija i Irska. • Francuska ima vrlo zastupljenu nuklearnu energiju te monopolistički položaj državne elektroprivredne kompanije EDF na tržištu. • Grčka i Irska međusobno su poprilično sličan slučaj. Obje zemlje imaju vrlo malen udio kogeneracijski proizvedene energije iako postoji relativno velik potencijal za razvoj kogeneracije. Također je karakteristično da se liberalizacija tržišta električnom energijom odvija dosta sporo. U obje zemlje predviđa se najveći rast udjela kogeneracije velikih snaga u industrijskom sektoru. • Iako se u Velikoj Britaniji bilježi relativno velik rast ukupnog instaliranog kapaciteta kogeneracijskih postrojenja, u njima se proizvodi još uvijek vrlo mali udio (oko 5%) električne energije. Najveći dio instaliranih kapaciteta je u industrijskom sektoru i to su uglavnom kombinovana postrojenja s plinskom turbinom. Ne postoji definirana državna strategija za poticanje kogeneracije, a odnos cijena energenata je vrlo nepovoljan za upotrebu kogeneracije. Procjene pokazuju da najveći potencijal za rast udjela imaju mala kogeneracijska postrojenja.

Zemlje centralne i istočne Evrope

• U zemljama srednje i istočne Evrope kogeneracija ima značajan udio u proizvodnji električne energije. • Najveći dio postrojenja relativno je star i nedovoljno efikasan. Većim dijelom su to postrojenja ložena ugljem koja se pored proizvodnje električne energije koriste za sisteme područnog grijanja. Osim uglja kao gorivo se najčešće koristi mazut i teško lož ulje. • Liberalizacija energetskog sektora tek je u začetku u zemljama ove regije. • Najveće značenje za poticanje kogeneracije u zemljama centralne i istočne Evrope je bila želja ovih zemalja da se priključe Evropskoj uniji. • U usporedbi s Evropskom unijom ove zemlje nemaju neki značajniji potencijal zarazvoj malih kogeneracijskih postrojenja.

Instalirani kapaciteti [MWe] malih kogeneracijskih postrojenja • Da bi se moglo predvidjeti kretanje neke pojave u budućnosti potrebno je odrediti glavne faktore koji na nju mogu uticati. Te je faktore zatim potrebno grupisati i iz njih izraditi moguće scenarije događanja. Mogući scenariji su:

• Nastavak dosadašnje energetske politike • Scenarij povišene ekološke svijesti • Deregulirana liberalizacija • Post Kyoto scenarij

Page 5: 2. Predavanje kogeneracija

Princip rada kogeneracije

• Kogeneracija koristi otpadnu toplotu, koja uvek nastaje prilikom dobijanja električne energije, čime se sprečava njeno ispuštanje u atmosferu. • Prilikom konvencionalnih načina dobijanja električne energije, gotovo dvije trećineenergetskog inputa se gubi na ovaj način. • Kogeneracija može da iskoristi većinu te (inače bačene) toplotne energije, čime se dobija znatno bolja iskorištenost goriva i značajne uštede, što sve rezultira u energetskoj uštedi od 20 do 40%. • Savremeni pogledi na rješenja u energetici mnogo prihvatljivijim i povoljnijim smatraju izgaranje prirodnog plina u plinskoj turbini, nego u uobičajenom parnom kotlu, koji je u tom slučaju zamijenjen kotlom na ispušne plinove iz turbine u kojemu se toplota uglavnom izmjenjuje konvekcijom. • Para koja se dobiva u takvom kotlu može se izravno koristiti za potrebe toplinarskog sistemaili kao tehnološka para ili se pak može odvoditi u parnu turbinu u kojoj se ostvaruje dodatna proizvodnja električne energije. • Postrojenja, u kojima se istovremeno proizvode toplotna i električna energija, a sastoje se od dva kombinovana ciklusa (plinskog i parnog), nazivaju kombinovanim kogeneracijskim postrojenjima. • U njihove se osnovne dijelove ubrajaju:

– plinska turbina (plinskoturbinski agregat) – kotao na ispušne plinove (kotao utilizator) – parna turbina (parnoturbinski agregat).

Plinske turbine

• Razvoj plinskih turbina za energetska postrojenja u posljednjih nekoliko decenija u najvećoj mjeri zasniva se na razvoju plinskih turbina za potrebe (vojnog) zrakoplovstva. • 1975. godine stepen djelovanja u običnom ili otvorenom procesu iznosio je 30%, a 2002. godine 38%, pri čemu se veće vrijednosti mogu postići u kombinaciji s kotlom u kojem se dodatno iskorištava toplota ispušnih plinova iz turbine (čak do 58%). • Osnovni razlozi zašto su plinskoturbinski agregati (samostalni, kao dio kombinovanog ili kao dio kombinovanog kogeneracijskog postrojenja) zauzeli jedno od vodećih mjesta u termoenergetici su:

– brzi start u otvorenom procesu (5 - 10 min do punog opterećenja), što je posebno podobno za vršna opterećanja, – visoke temperature i veliki protoci ispušnih plinova, što u kombinovanom procesu (s kotlom na ispušne plinove i parnom turbinom) omogućava dodatno iskorištavanje toplote ispušnih plinova, – modularna izvedba, što omogućava izgradnju postrojenja u roku do dvije godine,

Page 6: 2. Predavanje kogeneracija

– mogućnost izgradnje postrojenja u fazama, što omogućava npr. pogon izgradjene plinske turbine u otvorenom procesu samo za proizvodnju električne energije do dovršetka izgradnje cjelokupnog kombinovanog postrojenja, – razmjerno male emisije NOx i CO te gotovo zanemarive emisije SO2

. Kotlovi na ispušne plinove

• Razvoj tehnologije kotlova na ispušne plinove mora pratiti razvoj u tehnologiji plinskih turbina. • Povišene temperature i pritisci pare u cijevima izmjenjivača toplote, te povećane količine plinova zahtijevali su razvoj novih konstrukcija kotlova i primjenu visokopostojanih materijala. • Postoje jednotlačne, dvotlačne i trotlačne izvedbe kotla u horizontalnoj ili vertikalnoj izvedbi. • Toplota koja se u kotlu oduzima od ispušnih plinova turbine može se iskoristiti za:

– pregrijavanje zasićene pare u sekcijama pregrijača od temperature zasićenja u bubnju do potrebne temperature pregrijanja, – isparavanje napojne vode u sekcijama isparivača koji su povezani s odgovarajućimbubnjevima kako bi se dobila zasićena para, pri čemu protok kroz izmjenjivače može biti prirodan ili prisilan, – zagrijavanje napojne vode u sekcijama ekonomajzera do temperature koja je neštoveća od temperature zasićenja u odgovarajućim bubnjevima, – predgrijavanje ili dogrijavanje kondenzatne vode do temperature koja je potrebna u otplinjaču (ako je to termodinamički moguće).

Parne turbine

• Važan dio svakog kombinovanog kogeneracijskog postrojenja je i parna turbina, odnosno parnoturbinski agregat. Ipak, u najvećem se broju slučajeva pri tome radi o rješenjima koja se uobičajeno koriste i za sva druga termoenergetska postrojenja.

Toplinarski sistemi

• Primjenom toplinarskih ili centraliziranih sistema za grijanje više zgrada ili cijelih naselja ostvaruje se nekoliko osnovnih prednosti:

• mogućnost istovremene proizvodnje struje i toplote, odnosno primjene kogeneracije,• povećanje ukupnog stepena djelovanja u proizvodnji toplotne (i električne) energijezahvaljujući većoj učinkovitosti pretvorbe primarne energije goriva u toplotu zbog toga što do nje dolazi na jednom mjestu i u većem postrojenju,• smanjenje štetnih emisija (NOx, CO, CO2, SO2, krutih čestica, itd.) u okolinu zbog toga što do njih dolazi na jednom mjestu, • povećanje udobnosti primjene sistema grijanja, • uticanje na svijest stanovništva o potrebi smanjenja potrošnje energije (ipak, samo uzprimjenu obračuna potrošnje na osnovu stvarno potrošene energije, što je u zgradama često problem ostvariti).

Mali sistemi kogeneracije • U pravilu, za snage do 1 MWe, kao pogonske mašine koriste se klipne mašine sa nutrašnjim sagorijevanjem, a preko 1MWe koriste se plinske turbine, zbog energetske efikasnosti i troškovne prihvatljivosti.

Page 7: 2. Predavanje kogeneracija

• Jednostavna šema malog sistema CHP, sa vršnim kotlom za dopunu potreba za toplotnom energijom i akumulatorom topline za prijem viška topline iz CHP.

• U ovom slučaju kogeneracioni modul je energetska jedinica koja istovremeno proizvodi električnu i toplotnu energiju, a sastoji se od sljedećih glavnih dijelova:

– gasni Otto motor sa unutrašnjim sagorijevanjem, – generator naizmjenične struje, – izmjenjivač toplote za rashladnu vodu motora, ulje za podmazivanje, plinskesmješe i izduvnih plinova,

• Jedna od velikih prednosti decentralizovane proizvodnje električne energije u industriji je u tome što se u slučaju nestanka ED mreže može nastaviti snabdijevanje prioritetnih potrošača. U određenom vremenskom periodu uključuju se moduli koji nisu bili u pogonu u momentu nestanka mrežnog napona.• Mogu se instalisati neposredno uz potrošače toplotne i električne energije (stambena naselja, bolnice, škole, industrijski objekti, sportski centri, kasarne, farme, staklenici, ...).• U slučaju potrebe za brzom proizvodnjom električne i toplotne energije ili nedovoljnog prostora u postojećoj energani, kogeneracioni moduli se isporučuju u kontejnerskoj izvedbi odmah spremnoj za upotrebu. • Kvalitet izduvnih plinova iz ovih postrojenja zadovoljava zakonske propise o zaštiti vazduha (max. sadržaj NO 500 mg/Nm3, CO 650 mg/Nm3, viši ugljovodonici 150 mg/Nm3).• Istovremena proizvodnja električne i toplotne energije i visok stepen korisnog dejstva ovog uređaja omogućavaju znatno smanjenje energetskih troškova po jedinici proizvoda čime se postiže veća konkurentnost robe na tržištu.

Principjelne šeme kogeneracijske proizvodnje

Page 8: 2. Predavanje kogeneracija

Strategije vodjenja kogeneracijskog postrojenja • Kogeneracijsko postrojenje može biti vođeno na nekoliko načina. Da bi se dobili optimalni rezultati upotrebe kogeneracijskog postrojenja, tj. da bi se maksimalizirale uštede energije i novca, potrebno je razmotriti i usporediti osnovne strategije vođenja kogeneracijskog postrojenja. Četiri osnovne strategije:

a) Pokrivanje toplotnog opterećenja. U ovom slučaju instalirano kogeneracijsko postrojenje daje upravo onoliko toplote koliko je potrebno za zadovoljavanje ukupne toplotne potrošnje objekta. Na neki način kogeneracijska jedinica «prati» toplotno opterećenje. Eventualni višak proizvedene električne energije isporučuje se (prodaje) u mrežu, dok se eventualni manjak električne energije uzima (kupuje) iz mreže. b) Pokrivanje potrošnje električne energije. Proizvedena električna energija u ovom slučaju u svakom trenutku «prati» potrošnju električne energije objekta kojem kogeneracijsko postrojenje služi kao izvor energije. Ukoliko je toplota proizvedena u kogeneraciji manja od toplotnog opterećenja, manjak toplote se nadoknađuje klasičnim kotlom, dok se u slučaju viška proizvedene toplote ona ispušta u okoliš. c) Mješovito pokrivanje opterećenja. Kod mješovitog pokrivanja postrojenje jedan period vremena pokriva toplotno opterećenje, dok drugi period vremena pokriva električnu potrošnju objekta. Da li će postrojenje raditi na jedan ili drugi način ovisi prije svega o ekonomičnosti rada postrojenja na pojedini način. d) Otočni pogon. U svakom trenutku vremena kogeneracijsko postrojenje pokriva i ukupno toplotno opterećenje i ukupnu potrošnju električne energije objekta. Ovaj način rada zahtijeva dimenzioniranje postrojenja na način da u svakom trenutku postoji dovoljno rezerve električnog i toplotnog kapaciteta za slučaj vršnog opterećenja.

• Općenito, strategija pokrivanja toplotnog opterećenja daje najbolji omjer troškova i ušteda energije, te na osnovu toga i najbolje financijske efekte. • To se posebno odnosi na stambeni sektor, dok u industrijskom sektoru režim rada kogeneracijskog postrojenja ovisi i o mogućnosti isporuke električne energije iz mreže te sporazumu između vlasnika kogeneracije i lokalnog isporučioca električne energije (EP).• Ponekad se optimalni režimi rada kogeneracijskog postrojenja međusobno preklapaju .

Primjeri primjene kogeneracije

Dobijanje tople vode • Toplota u obliku tople vode može da se koristi za lokalne i centralne sisteme daljinskog grijanja, kao i za snabdijevanje toplotom pojedinačnih objekata (kao što su bolnice). Kogeneracioni sistemi se koriste za pokrivanje osnovnih potreba za toplotnom energijom. Vršne potrebe mogu biti pokrivene pomoću akumulatora toplote ili vršnih kotlova.

Page 9: 2. Predavanje kogeneracija

Đubrenje ugljen – dioksidom • Toplota, svjetlost i ugljen-dioksid pomažu rast biljaka u staklenicima. Sa povećanom količinom svjetlosti, biljke mogu da apsorbuju više ugljendioksida. Ukoliko se atmosfera u staklenicima obogati sa ugljen-dioksidom, biljke će se brže i više razvijati, a time će i prinos biti povećan na prirodan i ekološki način i do 40%. Ovim procesom (poznatim kao "CO2 đubrenje") moguće je iskoristiti ugljen-dioksid iz izduvnog gasa gasnog motora, nakon odgovarajućeg prečišćavanja u katalizatoru.

Goriva za kogenerativna postrojenja

Prirodni plin • Prirodni (zemni) plin spada u najčistija, najsigurnija i najkorisnija goriva dostupna ljudima. Posmatrano u odnosu na sva ostala fosilna goriva, upotreba prirodnog plina proizvodi najnižu količinu ugljen dioksida (CO2) bitan doprinos smanjenju globalne emisije CO2. Istovremeno, upotreba prirodnog plina u gasnim motorima, karakteriše se izuzetno niskom emisijom NOx, čađi i sumpor dioksida (SO2).• Prirodni plin je zapaljiva smješa ugljovodoničkih plinova. Iako se prirodni plin prvenstveno sastoji od metana, on može da u sebe uključuje i izvesne količine etana, propana, butana i pentana. Sastav prirodnog plina može da varira u velikoj mjeri, ali ovde je data tabela uobičajenog sastava prirodnog plina prije rafinisanja.

Page 10: 2. Predavanje kogeneracija

Deponijski i biogas • Deponijski i biogasovi, koji su posljedica razgradnje organskih materija, predstavljaju znatan energetski potencijal za proizvodnju električne i toplotne energije. • Korištenje ovog potencijala sa aspekta zaštite čovjekove okoline i očuvanja zaliha fosilnih goriva, je od priličnog značaja, jer se na ovaj način smanjuje emisija štetnih plinova u atmosferu, dok se konvencionalna goriva supstituišu regenerativnom energijom. • Za dobijanje 1 kWh struje i 1,24 kWh toplote, potrebne su sljedeće količine obnovljivih energetskih izvora:

– 5 do 7 kg biološkog otpada, – 5 do 15 kg smeća, – 8 do 12 kg stajnjaka i organskog otpada, – 4 do 7 m3 komunalnih otpadnih voda.

• Toplotna moć biogasa zavisi od sadržaja metana i za prosječan sadržaj od 65% metana iznosi Hd = 6,4 kWh/m3. Koristeći gasne motore, moguće je u praktičnom pogonu proizvoditi iz 1 m biogasa 2,5 kWh električne i 3,3 kWh toplotne energije.

Korištenje biogasa

• Deponijski gas nastaje razgradnjom organskih supstanci pod uticajem mikroorganizama u anaerobnim uslovima. U središtu deponije nastaje nadpritisak, pa deponijski gas prelazi u okolinu. Prosječan sastav deponijskog gasa je 35-60% metana, 37-50% ugljen-dioksida i u manjim količinama se mogu naći ugljen-monoksid, azot, vodonik-sulfid, fluor, hlor, aromatični ugljovodonici i drugi gasovi u tragovima. • Na osnovu navedenog sastava deponijskog gasa, može se uočiti da je on vrlo opasan po čovjekovu okolinu, kako za zdravlje živih organizama, tako i po infrastrukturne objekte u blizini deponija, jer je metan u određenim uslovima vrlo eksplozivan. Metan je više od 20 puta štetniji po klimu i ozonski omotač nego ugljendioksid, što praktično znači da 1 tona metana oštećuje ozonski omotač (efekat staklene bašte) kao 21 tona ugljen dioksida. • Da bi se odstranili negativni uticaji nekontrolisanog širenja deponijskog gasa, izvodi se plansko sakupljanje i prisilno usmjeravanje gasa ka mjestu sagorijevanja, što takođe pospešuje bržu stabilizaciju svježih dijelova deponije, smanjuje zagađivanje otpadnih voda, omogućava korišćenje energije na deponiji (grijanje, topla voda, struja). • Koncept korištenja deponijskog gasa podrazumijeva postavljanje vertikalnih perforiranih cijevi u tijelo deponije (bunari, sonde) i njihovo horizontalno povezivanje. Preko jednog kompresorskog postrojenja deponijski gas se isisava, sabija, suši i usmjerava ka gasnom

Page 11: 2. Predavanje kogeneracija

motoru. Iz sigurnosnih razloga preporučuje se ugradnja visokotemperaturne baklje, koja preuzima viškove proizvedenog gasa.

Struja iz deponijskog gasa

Gas iz drvenog otpada • Gasifikacija drvenog otpada može da riješi vrlo značajan ekološki problem kontaminacije tla, vodotokova i vazduha, koji nastaje na mjestu odlaganja otpada iz pilana, drvoprerađivačke industrije, industrije papira, šumskog i poljoprivrednog čvrstog otpada. • Na ovaj način, energetski potencijal starog i otpadnog drveta se može plasirati potrošačima koji su udaljeni od deponija drvenog otpada, tako što se gas transportuje do potrošača energije ili se električna energija plasira u elektro-distribucionu mrežu i tako dolazi do potrošača (industrija, naseljena mesta, turistički centri).

Gasifikacija drvenog otpada• Iz svakog kilograma suhe mase moguće je proizvoditi oko 2 m3 gasa energetske vrijednosti

Page 12: 2. Predavanje kogeneracija

od 1,6 do 2,4 kWh/m3.. Pripremljena drvena masa se ubacuje u reaktor gde se odvijajuprocesi sušenja, termičkog razlaganja, redukcije, oksidacije i gasifikacije.

Jamski gas

• Metan je proizvod geohemijskih transformacija (karbonifikacije) organskih supstanci, koje čine ugalj. Metan i ugljen-dioksid, nastali tokom procesa karbonifikacije (koji je počeo prije oko 300 miliona godina), postoje kao slobodni gasovi u pukotinama i procjepima, ali i kao apsorbovani gasovi, zarobljeni u naslagama uglja i okolnim stijenama. Kada se ugalj vadi iz podzemnih ležišta, oslobađa se metan, koji stvara izrazito eksplozivnu mješavinu u dodiru s vazduhom.Izvlačenje ovog ("jamskog") gasa je od vitalne važnosti za sigurnost rudara i rudnika. • Potencijalna opasnost zbog širenja emisije jamskog gasa i njegovog glavnog sastojka, metana (koji čini 25 do 60% jamskog gasa), znatno se smanjuje efikasnom upotrebom kao goriva za proizvodnju električne i/ili toplotne energije. • Korištenje kombinovane proizvodnje toplotne i električne energije (kogeneracije) iz jamskog gasa danas predstavlja pouzdanu i provjerenu tehnologiju. Značaj te tehnologije će rasti zbog:

– dostupnosti praktično besplatnog goriva, – više nije potrebno sagorevanje na baklji, – u mnogim slučajevima moguće je direktno koristiti tako dobijenu toplotu.

Korištenje jamskog gasa