Kogeneracja – efektywne i ekologiczne rozwiązanie dla Twojej firmy

Kogeneracja – co to jest?

Współczesne przedsiębiorstwa poszukują coraz bardziej efektywnych i ekologicznych rozwiązań energetycznych. Jednym z takich rozwiązań jest kogeneracja. Tylko co to jest kogeneracja? To proces wytwarzania w skojarzeniu energii elektrycznej i ciepła w jednym cyklu technologicznym. Systemy kogeneracyjne, znane również jako układy CHP (Combined Heat and Power), oferują przedsiębiorstwom szereg korzyści, zarówno ekonomicznych, jak i środowiskowych.

Na czym polega proces kogeneracji?

Wysokosprawna kogeneracja polega na wykorzystaniu energii pierwotnej, np. gazu ziemnego, do napędzania silnika spalinowego (najczęściej silnika gazowego lub turbiny gazowej). Jak działa koeneracja? Energia mechaniczna uzyskiwana z silnika jest przekształcana na energię elektryczną, natomiast ciepło odpadowe jest wykorzystywane do ogrzewania obiektów, procesów technologicznych lub produkcji pary technologicznej. W procesie kogeneracji sprawność całkowita układu wynosi do 90% w porównaniu do 56% dla produkcji rozdzielonej.

Nasi eksperci Adam i Jakub w prosty sposób omawiają definicję kogeneracji w kolejnym z filmów z serii Silniki i turbiny gazowe jako dwa alternatywne rozwiązania w ramach rozwiązań CHP ….

Zalety kogeneracji dla przedsiębiorstw

• Wysoka efektywność energetyczna: Dzięki jednoczesnemu wykorzystaniu energii elektrycznej i cieplnej, kogeneracja pozwala na osiągnięcie znacznie wyższej sprawności energetycznej niż w przypadku tradycyjnych systemów wytwarzania energii. Dodatkowo w procesach takich jak trigeneracja, poza energią cieplną i elektryczną proces wytwarza wodę lodową lub parę technologiczną.
• Oszczędności finansowe: Zmniejszenie kosztów energii elektrycznej i cieplnej, a także możliwość sprzedaży nadwyżek energii elektrycznej do sieci energetycznej, prowadzą do znaczących oszczędności finansowych.
• Mniejsza emisja zanieczyszczeń: Kogeneracja przyczynia się do redukcji emisji gazów cieplarnianych i innych substancji szkodliwych dla środowiska, co jest istotne w kontekście ochrony klimatu.
• Niezależność energetyczna: Własna produkcja energii elektrycznej i ciepła zwiększa niezależność przedsiębiorstwa od zewnętrznych dostawców energii i pozwala lepiej zarządzać kosztami.
• Wysoka dostępność: Systemy kogeneracyjne charakteryzują się wysoką dostępnością i mogą pracować w trybie ciągłym lub jako źródło rezerwowe.
• Możliwość wykorzystania różnych paliw: Kogeneracja może być zasilana różnymi rodzajami paliw, w tym gazem ziemnym, biogazem czy olejem opałowym.

Zastosowanie kogeneracji:

• Kogeneracja w ciepłowniach i elektrociepłowniach,
• Biogazownie,
• Oczyszczalnie ścieków,
• Składowiska odpadów,
• Gorzelnie,
• Kogeneracja w zakładach mięsnych,
• Wielkopowierzchniowe szklarnie oraz inne zakłady przetwórcze.

Rodzaje układów CHP

Układy CHP można podzielić ze względu na:

• Rodzaj paliwa: gazowe, olejowe, biomasowe
• Moc: małe, średnie, duże
• Sposób wykorzystania ciepła: ogrzewanie pomieszczeń, procesy technologiczne, produkcja pary
• Rodzaj silnika: silnik spalinowy tłokowy, turbina gazowa

Dofinansowania do kogeneracji

W Polsce i w pozostałych krajach Unii Europejskiej obowiązują przepisy prawne wspierające rozwój kogeneracji. Dofinansowania kogeneracji, ulgi podatkowe, premie kogeneracyjne oraz możliwość sprzedaży nadwyżek energii elektrycznej do sieci energetycznej sprawiają, że inwestycja w kogenerację jest jeszcze bardziej atrakcyjna.

Premia kogeneracyjna jest mechanizmem wsparcia finansowego dla wysokosprawnej kogeneracji, którego celem jest poprawa opłacalności inwestycji oraz promowanie efektywnego i niskoemisyjnego wytwarzania energii. Polega ona na wypłacie dopłaty do energii elektrycznej wyprodukowanej w jednostkach kogeneracyjnych, przyznawanej w drodze systemu aukcyjnego lub – w przypadku mniejszych instalacji – w formie dopłaty gwarantowanej. Prawo do premii przysługuje instalacjom spełniającym kryteria wysokosprawnej kogeneracji, w szczególności dotyczące osiągnięcia odpowiednich oszczędności energii pierwotnej w porównaniu z produkcją rozdzieloną. Wysokość otrzymanego wsparcia zależy m.in. od rodzaju paliwa, technologii, mocy jednostki oraz zaoferowanej ceny w aukcji, a wypłata premii jest ograniczona czasowo (najczęściej do 15 lat) i uzależniona od faktycznej produkcji energii elektrycznej. Mechanizm ten ma ograniczać ryzyko inwestycyjne, a jednocześnie wspierać realizację celów dekarbonizacyjnych poprzez zastępowanie mniej efektywnych i bardziej emisyjnych źródeł energii.

Koszty kogeneracji

Analiza kosztów wdrożenia instalacji kogeneracyjnej jest kluczowym elementem oceny opłacalności inwestycji i powinna obejmować nie tylko nakłady początkowe, ale również koszty ponoszone w całym cyklu życia systemu. Odpowiednie uwzględnienie kosztów inwestycyjnych, eksploatacyjnych oraz serwisowych pozwala na rzetelne porównanie dostępnych technologii oraz właściwe oszacowanie przyszłych kosztów operacyjnych i ryzyk.

Koszt inwestycyjny:
Należy porównać ceny różnych modeli silników i wybrać ten, który zapewnia optymalny stosunek ceny do jakości.
Koszty eksploatacji:
Koszty eksploatacji obejmują m.in. zużycie paliwa, koszty konserwacji i napraw.
Koszty serwisowe:
Warto zwrócić uwagę na koszty serwisu i dostępność serwisu w danym regionie.

Rozwój kogeneracji w Polsce

W kontekście rozwiązań hybrydowych kogeneracja gazowa w Polsce jest stabilnym i sterowalnym źródłem energii, które efektywnie pokrywa potrzeby odbiorców ciepła i energii elektrycznej. Dzięki jednoczesnemu wytwarzaniu obu nośników w jednym procesie osiąga ona znacznie wyższą sprawność całkowitą niż rozdzielna produkcja energii, co bezpośrednio przekłada się na mniejsze zużycie paliwa pierwotnego. W efekcie kogeneracja stanowi istotne narzędzie dekarbonizacji, umożliwiając ograniczenie emisji CO₂ do atmosfery w porównaniu z konwencjonalnymi źródłami energii. Jej elastyczność, zwłaszcza w przypadku nowoczesnych jednostek wytwórczych, takich jak turbiny oraz silniki gazowe, pozwala na dostosowywanie produkcji do zmieniających się warunków i zapotrzebowania, wspierając stabilną pracę systemu elektroenergetycznego.

Integracja kogeneracji z OZE, takimi jak fotowoltaika czy panele solarne, pozwala na stworzenie niezawodnych i zrównoważonych systemów energetycznych o obniżonym śladzie węglowym. W okresach wysokiej produkcji energii z OZE jednostki kogeneracyjne mogą pracować z mniejszą mocą lub zostać czasowo wyłączone, co optymalizuje wykorzystanie energii pierwotnej i maksymalizuje udział energii odnawialnej w miksie. Z kolei przy niskiej generacji z OZE kogeneracja zapewnia stabilną podstawę wytwórczą, jednocześnie zastępując mniej efektywne i bardziej emisyjne źródła szczytowe, przyczyniając się do dalszej redukcji emisji CO₂.

Dodatkowo włączenie magazynów energii do hybrydowych systemów z kogeneracją zwiększa ich elastyczność i efektywność operacyjną. Magazyny umożliwiają gromadzenie nadwyżek energii elektrycznej produkowanej zarówno w kogeneracji, jak i w instalacjach OZE, a następnie wykorzystanie jej w okresach szczytowego zapotrzebowania lub niedoboru produkcji odnawialnej. Takie podejście ogranicza konieczność uruchamiania wysokoemisyjnych źródeł rezerwowych i pozwala na bardziej optymalne zarządzanie emisjami w całym systemie. Zastosowanie BESS jest również efektywnym sposobem zwiększenia dostępnej mocy elektrycznej układu bez ponoszenia dodatkowych kosztów infrastrukturalnych związanych z przyłączeniami paliwowymi.

Podsumowując, kogeneracja w kontekście rozwiązań hybrydowych stanowi ważny fundament budowy nowoczesnych, efektywnych i niskoemisyjnych systemów energetycznych. Jej wysoka sprawność, zdolność do redukcji zużycia paliw kopalnych oraz możliwość integracji z OZE i magazynami energii czynią ją kluczową technologią wspierającą proces transformacji energetycznej i realizację celów dekarbonizacyjnych.

Opłacalność kogeneracji

Kogeneracja jest innowacyjnym rozwiązaniem, które pozwala przedsiębiorstwom osiągnąć znaczne oszczędności finansowe, zmniejszyć emisję zanieczyszczeń i zwiększyć niezależność energetyczną. Dzięki wykorzystaniu najnowszych technologii, systemy kogeneracyjne są coraz bardziej efektywne i przyjazne dla środowiska.

Jeśli zastanawiasz się, czy kogeneracja się opłaca, warto skonsultować się z doświadczonym dostawcą, który pomoże Ci dobrać optymalne rozwiązanie dla Twojego przedsiębiorstwa.