Budowa i modernizacja źródeł wytwarzania energii wg wymagań dyrektywy MCP

Budowa i modernizacja źródeł wytwarzania energii wg wymagań dyrektywy MCP

03/11/2020
Artykuł promocyjny

Dyrektywa MCP reguluje emisje zanieczyszczeń, które powstają w wyniku spalania paliw w średnich spalarniach. Średnie instalacje spalania to instalacje o nominalnej mocy cieplnej większej lub równej 1 MWth i mniejszej niż 50 MWth. Dyrektywa w szczegółowy sposób określa normy dotyczące emisji do powietrza takich związków, jak:

➡ dwutlenek siarki(SO2)

➡ tlenek węgla (CO)

➡ dwutlenku azotu (NOX)

➡ pyłów (cząstek stałych)

Wymagania emisyjne, będą mieć zastosowanie do istniejących średnich źródeł spalania od 1 stycznia 2025 roku albo od 1 stycznia 2030 roku – w zależności od wielkości nominalnej mocy cieplnej źródła (wcześniejsza data dotyczy źródeł o nominalnej mocy cieplnej większej niż 5 MW). W bardzo wielu przypadkach konieczne będzie podjęcie kosztownych działań modernizacyjnych, aby dostosować obecnie istniejące instalacje do całkowicie nowych wymogów opracowanych przez UE.

Realizacja celów dekarbonizacji w Polsce plus obowiązek nałożony przez dyrektywę MCP powoduje, że wiele firm będzie musiało poszukać rozwiązań umożliwiających produkcję czystej energii, ciepła i chłodu. Wyzwania, przed którymi stoją firmy powodują, że trzeba będzie poszukać odpowiednich partnerów, którzy zrealizują właśnie te projekty związane z modernizacją jak i budową lokalnych źródeł produkcji ciepła (jednostki kogeneracyjne, kotłownie gazowe), chłodu (agregaty wody lodowej, agregaty absorbcyjne) oraz energii elektrycznej (PV, ORC).

Ciepłownictwo w Polsce emituje ponad 68 mln ton CO2 do atmosfery w skali roku. Jest to prawie 25% krajowej emisji dwutlenku węgla. Czym spowodowana jest tak duża emisja? Odpowiedź jest prosta: 80% obecnych systemów ciepłowniczych jest po prostu mało efektywna.

Bez modernizacji tych systemów i przestarzałych kotłowni nie sprostamy regulacjom unijnym dotyczącym ograniczenia emisji gazów cieplarnianych a co za tym idzie: poprawy efektywności energetycznej i wzrostu udziału OZE w rynku.

Jak ocenia Rafał Gawin, prezes Urzędu Regulacji Energetyki – „polskie ciepłownictwo czeka trudny proces transformacji. Jest on wymuszony zaostrzającymi się wymogami środowiskowymi oraz rosnącym kosztem zakupu uprawnień do emisji CO2. Będzie to proces nie tylko długotrwały, ale również kosztochłonny. Jednak sektor musi się zmienić, jeżeli chce sprostać nadchodzącym wyzwaniom i jednocześnie nie stracić szansy na uzyskanie wsparcia finansowego Unii Europejskiej w tym procesie”.

energetyka-cieplna-2019-ure

cieplownictwo-2019-ure

Dla nowych obiektów, najlepiej gdyby można było wszystko zrealizować w formule „zaprojektuj i zbuduj”.

Jednym z rozwiązań proponowanych przez innogy Polska Solutions jest inwestycja w modelu własnego finansowania.
Co to oznacza? że po jej zakończeniu spółka innogy eksploatuje i serwisuje źródło, a jego wartość jest spłacana w oparciu o ustalone ceny jednostkowe nośników energii.

Finansowanie inwestycji w modelu kontraktingowym

Czym jest model kontraktingowy?
Etapy procesu inwestycyjnego związanego z budową lub modernizacją źródeł produkujących energię:

1. Inwentaryzacja stanu obecnego i oczekiwań Klienta
2. Wizja lokalna i wymiana niezbędnych informacji
3. Prezentacja wstępnej koncepcji wraz z modelem rozliczeń
4. Przygotowanie wiążącej analizy ekonomiczno-technicznej
5. Decyzja Klienta
6. Strony zawierają umowę dzierżawy budynku kotłowni na okres trwania umowy
7. innogy własnym kosztem i staraniem wykonuje projekty budowlane (wszystkich branż) celem pozyskania pozwolenia budowlanego
8. innogy pozyskuje niezbędne warunki przyłączeniowe od gestorów sieci
9. innogy uzgadnia projekty z wymaganymi prawem służbami
10. Po uzyskaniu PNB innogy realizuje budowę inwestycji
11. Uzyskanie pozwolenia na użytkowanie
12. Realizacja dostaw ciepła/chłodu/energii elektrycznej o wymaganych parametrach w całym okresie trwania umowy
13. Pełna obsługa serwisowa i monitoringu w okresie trwania umowy

Przyjrzyjmy się temu jak to dokładnie wygląda.

PRODUKCJA CIEPŁA

➡ Modernizacja istniejących źródeł produkcji ciepła – kogeneracja i kotłownie gazowe

innogy Polska Solutions realizuje modernizacje polegające na wymianie źródeł węglowych na gazowe. Modernizacja polega na umieszczeniu w podstawie pracy jednostki kogeneracyjnej, która w przypadku zakładu przemysłowego pozwala obniżyć koszty sprzedawanego przez innogy ciepła (ze względu na wartość po stronie wyprodukowanej energii elektrycznej), a przypadku źródeł centralnych dla branży deweloperskiej pozwala osiągnąć niższy wskaźnik WI celem realizacji Warunków Technicznych dla budownictwa wielomieszkaniowego po 2021r.

innogy-polska-solutions

Jak podaje firma projekty, które dotychczas zostały zrealizowane cechują się wysoką ekonomiką działania oraz bezawaryjnością. Firma zapewnia wyłącznie sprawdzone rozwiązania w zakresie produkowanych źródeł ciepła. Co więcej przed rozpoczęciem każdej inwestycji są omawiane szczegółowo preferencje techniczne – dobór technologii pod kątem kosztów: inwestycyjnych, serwisowych.

PRODUKCJA CHŁODU

➡ Agregaty wody lodowej i agregaty absorpcyjne

Dla agregatów wody lodowej coraz większe znaczenie ma neutralność klimatyczna pracy takiej jednostki. Obecnie na rynku polskim dostępne są jednostki pracujące w oparciu o czynniki: CO2 , propan, amoniak, oraz tzw. „F-gazy” które ze względu na degradowalny wpływ na środowisko i wyższe koszty utrzymania takich jednostek są systematycznie wycofywane z polskiego rynku.

› układy zrealizowane przez innogy cechuje bezpieczeństwo i niezawodność – po zakończeniu inwestycji innogy eksploatuje jednostkę, zarządza nią i zapewnia serwis
› wybieramy sprawdzone rozwiązania i technologię dopasowaną do potrzeb Klienta
› nie zawsze zastosowanie propanu jest możliwe w tym samym miejscu co instalacji na CO2. Całość podlega każdorazowym analizom potrzeb do możliwości.

Produkcja ciepła coraz częściej odbywa się w skojarzeniu z produkcją energii elektrycznej. Często występującym problemem przy jednostkach kogeneracyjnych jest wykorzystanie ciepła niskotemperaturowego (temperatura czynnika ok 93 st.C), szczególnie w okresie letnim kiedy nie ma potrzeby ogrzewania, a pobory ciepłej wody na cele socjalnie są znikome.

Jak działa agregat absorbcyjny?

Zaletą agregatów absorpcyjnych jest fakt, że pozwalają one na wytwarzanie chłodu bez zużywania energii elektrycznej i generowania związanych z tym kosztów. Urządzenia tego
typu są zasilane przez ciepło, np. w postaci pary wodnej lub gorącej wody. Wytworzony w ten sposób chłód znajduje zastosowanie w klimatyzacji i w procesach technologicznych.

W agregatach absorpcyjnych następuje proces schładzania, który odbywa się przez odparowanie czynnika chłodniczego w ciśnieniu mniejszym niż ciśnienie wrzenia, co prowadzi do lokalnego obniżenia temperatury. Efekty tego procesu są uzależnione od czynników takich jak temperatura parowania czynnika chłodniczego oraz ilość cieczy, która została odparowana.

jak-dziala-agregat-obsorbcyjny

PRODUKCJA ENERGII ELEKTRYCZNEJ

➡ Instalacje PV

Fotowoltaika to bezpośrednia konwersja światła w energię elektryczną na poziomie atomowym. Niektóre materiały wykazują właściwość zwaną efektem fotoelektrycznym, która powoduje, że pochłaniają one fotony światła i uwalniają elektrony. Po wychwyceniu tych wolnych elektronów powstaje prąd elektryczny, który można wykorzystać jako elektryczność.

Efekt fotoelektryczny został po raz pierwszy odnotowany przez francuskiego fizyka Edmunda Bequerela w 1839 roku, który odkrył, że niektóre materiały wytwarzają niewielkie ilości prądu elektrycznego pod wpływem światła. W 1905 roku Albert Einstein opisał naturę światła i efekt fotoelektryczny, na którym opiera się technologia fotowoltaiczna, za co później zdobył nagrodę Nobla w dziedzinie fizyki. Pierwszy moduł fotowoltaiczny został zbudowany przez Bell Laboratories w 1954 roku. Został rozliczony jako bateria słoneczna i był głównie ciekawostką, ponieważ był zbyt drogi, aby mógł być szeroko stosowany. W latach 60-tych przemysł kosmiczny zaczął po raz pierwszy poważnie wykorzystywać tę technologię do zasilania statków kosmicznych. Dzięki programom kosmicznym technologia rozwinęła się, ustalono jej niezawodność, a koszt zaczął spadać.

Energię wytworzoną przez system fotowoltaiczny można wykorzystać na potrzeby własne bądź też sprzedać przedsiębiorstwu energetycznemu. Aby produkować ekologiczną energię wystarczy mieć możliwość zamontowania instalacji fotowoltaicznej na dachu, gruncie lub elewacji budynku. Energia z instalacji fotowoltaicznej (PV) będzie zawsze wykorzystywana w pierwszej kolejności.

Korzyści z realizacji umowy EPC

› realizacja „pod klucz”: zarówno instalacje o mocy do 500KWp jak i o mocy powyżej 500KWp
› współpraca z renomowanymi dostawcami sprzętu i usług
› niezależnie od wielkości instalacji wszechstronne wsparcie w zakresie wiedzy na temat rozwiązań energetycznych i fotowoltaicznych w aspekcie ekonomicznym, prawnym i technicznym oraz stały nadzór nad realizacją projektu

➡ System ORC

SYSTEM ORC (z ang. ORGANIC RANKINE CYCLE) zawdzięcza nazwę nietypowemu czynnikowi roboczemu, którego przemiana ze stanu ciekłego w stan gazowy następuje w o wiele niższej temperaturze niż dla powszechnie używanego czynnika – wody. Czynnik ten pozwala pozyskać ciepło z takich źródeł jak: spalanie biomasy, ciepła jako odpadu przemysłowego, źródeł geotermalnych, kolektorów słonecznych i innych. Niskotemperaturowe ciepło może być przekształcone w pracę użyteczną, a ta z kolei w produkcję energii elektrycznej.

Modułowa zabudowa systemu ORC opracowana przez firmę ORCAN, której udziałowcem jest grupa e.on pozwala na dowolne skalowanie instalacji oraz na montaż bezpośrednio poprzez wymiennik łączący moduł ORC ze źródeł ciepła klienta. Do zaprojektowania i kosztorysowania wymienników firma używa własnych lokalnych zasobów. Z doświadczenia spółki wynika, iż projekty tego typu pracują ze sprawnością ok 9% co nie jest wysokim wskaźnikiem. Jednak warto pamiętać, że paliwem do produkcji energii elektrycznej jest ciepło odpadowe, które i tak jest tracone.

PODSUMOWANIE
Zmiany klimatyczne są popularne jako namacalny problem, którym należy się zająć, aby uniknąć w przyszłości poważnych konsekwencji dla środowiska. Na szczęście pojawiają się technologie, które mogą pomóc sprostać wyzwaniom klimatycznym. Poprawa efektywności energetycznej przynosi dość istotne korzyści  – nie tylko w kontekście oszczędności energii i przeciwdziałania zmianom klimatu, ale również pobocznych – dość istotnych dla nas jak poprawa zdrowia ludzi i tworzenie nowych miejsc pracy. Innowacje w dziedzinie technologii energetycznych są coraz częściej uznawane za kluczowy czynnik ograniczający emisje gazów cieplarnianych na całym świecie, efektywność energetyczna jest jednym z najskuteczniejszych sposobów redukcji emisji tychże gazów.