Infrastruktura - Środowisko - Energia
Dodatek promocyjno-reklamowy do "RZECZPOSPOLITEJ".
20 marca 2007 r.

in english

Nowoczesne źródło ciepła i prądu w Ostrowskim Zakładzie Ciepłowniczym SA

Odnawialne źródło energii
w technologii ORC

Prace nad przygotowaniem założeń do projektu budowy źródła skojarzonego opalanego biomasą trwały od 2004 roku. Przekonanie, że ma to być układ kogeneracyjny istniało od początku, gdyż przewaga wysokiej sprawności przemiany energii zawartej w paliwie, zmniejszenie emisji gazów cieplarnianych oraz kosztów wytwarzania sprawdzono w Ostrowskim Zakładzie Ciepłowniczym SA praktycznie już po wdrożeniu turbozespołu gazowego z kotłem odzysknicowym w 2000 roku.

Z uwagi na innowacyjny charakter projektu i brak wzorców krajowych, prowadzono działania w zakresie określenia celów, wyboru sposobu wdrażania innowacji, doboru kombinacji czynników produkcji, wyboru wariantu projektu, wyboru kapitału na finansowanie innowacji. Rozważania, które przeprowadzono, dotyczyły głównie: wariantów wyboru technologii, w tym wielkości jednostek wytwórczych, wariantów lokalizacji z możliwością wykorzystania istniejącej infrastruktury, wpływu projektu na pracę aktualnego systemu ciepłowniczego z uwzględnieniem sezonu letniego. Analizie poddawano różne koncepcje układu technologicznego, a mianowicie:

• z kotłem parowym opalanym biomasą i turbiną upustową,
• z układem zgazowania biomasy, turbiną gazową i/lub silnikami gazowymi,
• z kotłem na olej termalny opalanym biomasą i z turbogeneratorem ORC.

Dwa kolejne przetargi na projekt z kotłem parowym opalanym biomasą i turbiną upustową zakończyły się niepowodzeniem z uwagi na niespełnienie wymagań technicznych i ponad 40% przekroczenia planowanego budżetu projektu.

W marcu 2005 roku po analizie dotychczasowych przetargów, we współpracy z specjalistami Ekofunduszu, zmieniono założenia dla minimalizacji kosztów projektu. Główne zmiany to zastosowanie nowoczesnej technologii ORC (Organic Rankin Cycle), wykorzystanie powierzchni w istniejącym budynku powstałych po likwidacji kotła węglowego, wykorzystanie istniejącej infrastruktury technologicznej elektrociepłowni EC Ostrów, przyjęcie przez OZC SA zadań związanych z kompleksowym prowadzeniem projektu. Decyzja została wypracowana za pomocą efektywnościowych modeli ekonomicznych. Sterowanie w tym procesie innowacyjnym ukierunkowano na zwiększenie efektywności. Wyliczenie efektywności projektu było działaniem wielokrotnym, dostosowawczym dla uzyskania wymogów efektywności.

Dlaczego technologia ORC?

Projekt przewiduje zainstalowanie jednego kotła na olej termalny produkcji austriackiej firmy Polytechnik, o mocy cieplnej 9 MWt i temperaturze oleju 310/250°C, opalanego zrębkami drewna. Kocioł w formie walca pionowego ustawiony jest obok komory paleniskowej z rusztem schodkowym chłodzonym wodą, z rusztowinami ze stali chromowej. Sprawność przemiany wynosi 79%, a zużycie paliwa - 124 kg/GJ.

Parametry emisji: NO_x < 400 mg/m³, SO₂ < 400 mg/ m³, CO < 170 mg/m³, pył < 100 mg/m³.

Czynnik grzewczy z kotła, jakim jest olej termalny, zasilać będzie turbogenerator ORC o mocy cieplnej 7,3 MW i mocy elektrycznej 1,5 MW, produkcji włoskiej firmy Turboden srl. Na rysunku przedstawiono schemat współpracy kotła na olej termalny z turbogeneratorem ORC i siecią cieplną.

Własności eksploatacyjne turbogeneratora ORC: wysoka dyspozycyjność (99,1%), elastyczność obciążenia (od 10%), prawie stała sprawność w funkcji obciążenia (do 40%), bezobsługowa praca.

Cechy charakterystyczne: niskie wartości ciśnienia i temperatury, wysoka sprawność, niskie naprężenia termiczne, brak erozji łopatek, długi czas życia, niska prędkość obrotowa turbiny (nie występuje przekładnia), brak stacji przygotowania wody.

Turbogenerator ORC będzie przekazywał energię cieplną do systemu technologicznego "EC Ostrów" oraz energię elektryczną do lokalnego systemu energetycznego. Energia elektryczna będzie energią zieloną, a więc możliwe będzie uzyskanie dodatkowych przychodów ze sprzedaży świadectw wytworzenia energii ze źródeł odnawialnych. Dodatkowo powstanie możliwość sprzedaży uprawnień do emisji, uzyskanych w wyniku likwidacji kotła węglowego. Energia elektryczna stanowi 18% całości energii oleju termalnego.

Moduł ORC z turbogeneratorem zlokalizowany będzie w istniejącej hali kotłów, w miejscu po likwidowanym kotle węglowym WR 10, natomiast kocioł na olej termalny znajdować się będzie w nowym budynku, przylegającym do istniejącej hali kotłów. Obok budynku dla kotła na olej termalny zostanie zbudowana wiata, która będzie magazynem biomasy.

Zalety rozwiązania:

1. Pozwala na wykorzystanie w dużym stopniu istniejącej na terenie elektrociepłowni "EC Ostrów" infrastruktury:

a) budowlanej: wykorzystanie kubatury po wyburzonym kotle węglowym,

b) technologicznej: związanej z wyprowadzeniem energii cieplnej,

c) energetycznej: wykorzystanie istniejącej rozdzielni SN.

2. Charakteryzuje się korzystnymi własnościami eksploatacyjnymi:

a) roczna produkcja ciepła - 190 000 GJ,

b) roczna produkcja energii elektrycznej - 10 800 MWh,

c) roczne zużycie biopaliwa - 30 800 t/rok (wartość opałowa 10,2 MJ/kg),

d) rodzaj paliwa: zrębki i kora z procesu produkcji sklejki, zrębki z lasu, zrębki wierzby energetycznej, trociny.

3. Odznacza się najniższymi kosztami eksploatacji i najniższymi nakładami inwestycyjnymi: istnieje możliwość podpisania pełnego kontraktu serwisowego, budżet projektu zamknął się na poziomie 5,5 mln euro.

4. Wykazuje największą efektywność ekonomiczną. Projekt jako innowacyjny uzyskał finansowe wsparcie dotacją z Fundacji EkoFundusz, która przyznała środki na poziomie 40% budżetu projektu. Projekt wsparł również NFOŚiGW 20% kredytem preferencyjnym. Pozostałe środki własne OZC SA kumulował w ostatnich kilku latach. Obliczona efektywność ekonomiczna projektu wykazuje, że zdyskontowany okres zwrotu wynosi 11 lat.

5. Opłacalność projektu zależy przede wszystkim od średniej, rocznej liczby godzin pracy oraz od ceny paliwa. Atrakcyjność projektu wzrasta w przypadku, gdy istnieje zapotrzebowanie na ciepło poza okresem grzewczym lub w przypadku możliwości pozyskania taniego biopaliwa, np. jako produktu ubocznego powstającego w procesie produkcji. W przypadku, gdy wspomniane warunki nie występują, opłacalność projektu należy i można zapewnić poprzez pozyskanie finansowania z udziałem dotacji. Obecnie uruchomionych jest kilka programów wsparcia środkami unijnymi dla projektów inwestycyjnych lokalnych źródeł odnawialnych.

Ciepłownictwo wymaga nowych dróg rozwoju

Zmniejszenie szkodliwych emisji nie może być tylko pustym hasłem. Nie prowadzi się lokalnie żadnych badań odnośnie wpływu szkodliwych emisji na zdrowie społeczeństwa. Nie ma również istotnego przełożenia ekonomicznego na stosowanie odnawialnych paliw przez poszczególnych mieszkańców i firmy ciepłownicze. Jedynie w miejscowościach turystycznych zauważa się zainteresowanie dbałością o naturalne środowisko. W trakcie przygotowania projektu rozpoczęły się zmiany legislacyjne, promujące ochronę naturalnego środowiska. Zmieniane kilkakrotnie prawo energetyczne daje wyraźne impulsy wsparcia dla źródeł odnawialnych. Wdrożenie ustawy o handlu emisjami, wdrożenie dyrektywy kogeneracyjnej to kolejne kroki, które powinny powoli zmieniać strukturę polskiej elektroenergetyki. Ciepłownictwo krajowe wobec działań regulacyjnych dopiero od niedawna może uzyskiwać niewielki zwrot z zainwestowanego kapitału. Będąc w większości w lokalnych strukturach samorządowych podlega wpływom zależnym od lokalnej polityki, w cyklach wyborczych, bez dbałości o rozwój jego infrastruktury. Inwestycje w ciepłownictwie są długoterminowe, kapitałochłonne i należy się do nich dobrze przygotować, wykorzystując nowoczesne rozwiązania i stosując metody oceny efektywnościowej projektów.

Praktycznie nie ma alternatywy dla firm ciepłowniczych, dysponujących coraz starszym majątkiem, niż wybór scenariusza polegającego na zastosowaniu źródeł skojarzonych, a w szczególności źródeł odnawialnych. Lokalne źródła skojarzone przyniosą wymierne oszczędności środowisku i ekonomiczne firmom ciepłowniczym. Należy jednak umiejętnie dokonywać wyboru rodzaju źródła, jego wielkości pod kątem możliwości zbytu energii cieplnej w jak najdłuższym okresie roku. Niebagatelną pozostaje sprawa logistyki paliwa oraz współpracy z lokalnym operatorem sieci energetycznej. Kocioł opalany biomasą z turbogeneratorem ORC jest propozycją nowoczesną, uzasadnioną ekonomicznie, idealnie wpisuje się w klasę niewielkich źródeł lokalnej energetyki.

Prace przy przygotowaniu i realizacji projektu wymagają dużo determinacji, wiedzy technicznej, ryzyka i zarazem rozwagi oraz umiejętności organizacyjnych. Od zamknięcia procesu finansowania projektu i podjęcia wykonawstwa mija kilka miesięcy. Zakończono prace budowlane nowego budynku kotłowni. W marcu rozpoczęto montaż kotła opalanego biomasą i urządzeń towarzyszących, a w maju rozpocznie się montaż bloku ORC. Prace rozruchowe źródła odnawialnego przewiduje się na przełomie III/IV kwartału br. tak, aby źródło można było włączyć do sieci ciepłowniczej i energetycznej na początku sezonu grzewczego. n

Ostrowski Zakład Ciepłowniczy SA
63-400 Ostrów Wielkopolski
tel. (062) 735 86 00