Kogeneracja – skojarzona produkcja energii elektrycznej i ciepła

Eneria świadczy szeroki wachlarz usług skierowanych na zaspokojenie potrzeb branży elektroenergetycznej. Wieloletnie doświadczenie, korzystanie z nowoczesnych technologii i praca zespołu specjalistów to niekwestionowane atuty naszej oferty.

Co to jest kogeneracja?

Mianem kogeneracji określa się proces jednoczesnego wytwarzania energii elektrycznej oraz energii cieplnej, czyli skojarzoną produkcji energii. W literaturze dotyczącej tej technologii używa się często angielskiego skrótu CHP, pochodzącego od słów Combined Heat and Power.

Rodzaje kogeneracji

Rodzaje kogeneracji określa skład wykorzystywanych układów. Mogą one obejmować takie elementy, jak: turbiny gazowe, elektrownie jądrowe, silniki gazowe, turbiny parowe, ogniwa paliwowe (ze stałym tlenkiem/ze stopionym węglanem), silniki na biopaliwo oraz układy gazowo-parowe, które obecnie są wdrażane przede wszystkim w elektrociepłowniach.

Kogeneracja a trigeneracja

W procesie kogeneracji możliwe jest jednoczesne produkowanie energii elektrycznej oraz energii cieplnej (ciepła użytkowego), natomiast trigeneracja (inaczej: trójgeneracja), poza energią elektryczną i energią cieplną, pozwala na równoległe wytwarzanie chłodu użytkowego. Obecnie trigenerację określa się jako rozszerzenie systemów kogeneracyjnych. W systemie trójgeneracyjnym dopuszczalne jest wykorzystanie prawie każdego rodzaju paliwa, w tym również biogazów i biopaliw.

Jak przebiega proces kogeneracji?

Proces kogeneracji odbywa się z zastosowaniem konkretnego źródła energii pierwotnej. Jako paliwo system może wykorzystywać np. gaz ziemny lub biogaz. Od rodzaju wykorzystanego paliwa zależy dokładna konfiguracja układu kogeneracyjnego. Bardzo często jego bazą jest silnik czterosuwowy, który odpowiada za wytwarzanie energii mechanicznej, następnie przekazywanej do alternatora.

Elementy układów kogeneracyjnych – schemat

Podstawowym elementem układów kogeneracyjnych opartych o silniki spalinowe zasilane paliwami gazowymi jest silnik wraz z prądnicą. Te dwa urządzenia są ze sobą sprzęgnięte i zainstalowane na wspólnej ramie. W ten sposób energia mechaniczna pochodząca z wału silnika konwertowana jest na energię elektryczną wytwarzaną w prądnicy. Ciepło, które powstaje podczas pracy silnika jest odzyskiwane i przekazywane poprzez układ wymienników do systemu cieplnego Klienta w formie pary technologicznej, chłodu lub wody cieplnej.

Zalety kogeneracji

Kogeneracja umożliwia znacznie efektywniejsze wykorzystanie danego paliwa. Zasada działania kogeneracji sprawia, że może ona zredukować koszty wytwarzania energii końcowej. Omawiając korzyści kogeneracji należy pamiętać, że technologia CHP przyczynia się również do redukcji emisji gazów cieplarnianych do atmosfery, co w dobie drożejących uprawnień do emisji dwutlenku węgla dodatkowo uatrakcyjnia jej stosowanie.

Istotnym atutem układów CHP jest ich kompaktowość. Dzięki niewielkim rozmiarom i szerokiemu przedziałowi mocy (od kilku kilowatów do kilku megawatów) jednostki te stanowią doskonałe narzędzie do rozwoju energetyki rozproszonej, a możliwość ulokowania ich w pobliżu odbiorcy końcowego redukuje straty sieciowe. Kogeneracja w ciepłownictwie zyskuje obecnie widocznie na znaczeniu. Trudno bowiem przecenić korzyści, jakie w praktyce płyną z kogeneracji w elektrociepłowni.

Niskie straty energii pierwotnej = duże oszczędności

Podstawową zaletą kogeneracji jest jej wydajność. Dzięki zastosowaniu tego rozwiązania istnieje możliwość znaczącego podniesienia poziomu wykorzystania paliwa źródłowego, co przekłada się na jego mniejsze zużycie – w procesie kogeneracyjnym wytworzenie tej samej ilości energii elektrycznej i cieplnej będzie wymagało zdecydowanie mniej paliwa, niż w przypadku produkcji rozdzielonej. Dla inwestora oznacza to więc konkretne oszczędności finansowe.

Dla jakich branż stosuje się kogenerację?

Kogeneracja znajduje zastosowanie w wielu sektorach współczesnego rynku. Systemy kogeneracyjne z powodzeniem stosuje się m.in. szpitalach, zakładach produkcyjnych o różnym profilu działalności, gazownictwie, przedsiębiorstwach energetyki cieplnej oraz górnictwie. Reasumując, kogeneracja może przynieść realne korzyści w zakładach, w których proces produkcyjny wykazuje duże zapotrzebowanie na energię cieplną i elektryczną.

Premia kogeneracyjna, dotacje, dofinansowania do kogeneracji

W Polsce zasady uczestnictwa w systemie wsparcia dla wytwórców energii elektrycznej z wysokosprawnej kogeneracji reguluje ustawa z dnia 14 grudnia 2018 r. o promowaniu energii elektrycznej z wysokosprawnej kogeneracji. Wsparcie jest udzielane w formie premii kogeneracyjnej i premii gwarantowanej.

– Premia kogeneracyjna jest przeznaczona dla tych podmiotów, które nie przekraczają limitu 450 kg dwutlenku węgla na wyprodukowanie 450 MWh.

– Premia gwarantowana to dopłata dla małych jednostek kogeneracji, wchodzących w skład źródła o łącznej zainstalowanej mocy elektrycznej mniejszej niż 1 MWh lub nie mniejszej niż 1 MWh, ale mniejszej niż 50 MW (warunek: jednostka musi być opalana metanem ujmowanym w kopalniach).

Wdrożenia kogeneracji przez przedsiębiorstwo Eneria

Kogeneracja na świecie, podobnie jak kogeneracja w Polsce, to proces cieszący się coraz większym zainteresowaniem. Wachlarz produktów oferowanych przez Eneria obejmuje indywidualnie dopasowane systemy generacji mocy, kompleksowe układy montowane „pod klucz”, kontenerowe agregaty kogeneracyjne, a także elastyczne agregaty modułowe, które mogą błyskawicznie rozpocząć dostarczanie czystej i taniej energii w dowolnym miejscu.

Podstawowe zalety układów opartych o silniki gazowe Caterpillar to:

– Możliwość błyskawicznego uruchomienia i uzyskania obciążenia nominalnego;
– Wysoka sprawność produkcji energii elektrycznej w szerokim zakresie mocy;
– Duża różnorodność stosowanych paliw (gaz ziemny, LNG, biogaz, gazy specjalne);
– Możliwość wytwarzania energii w miejscach odległych od sieci przesyłowych oraz w charakterze zasilania awaryjnego.

Agregaty kogeneracyjne Caterpillar są znane ze swojej elastyczności, wydajności i efektywności. Agregaty kogeneracyjne dla energetyki rozproszonej mają na wyposażeniu rozmaite, zoptymalizowane warianty silników gazowych, zasilanych gazem ziemnym, biogazem i innymi gazami specjalnymi.

Oferta obejmuje agregaty gazowe o mocach od 400 do 4500 kWe w jednym urządzeniu, przystosowane do pracy skojarzonej, równoległej z siecią energetyki zawodowej lub w trybie pracy wyspowej. Dotychczas Grupa Eneria zainstalowała i obsługuje agregaty kogeneracyjne o łącznej mocy ponad 700 MW. Projektowanie, konfiguracja, instalacja, serwis – nasza oferta obejmuje wszystkie te usługi, dopasowując je jednocześnie do indywidualnych potrzeb Klienta. Nasi pracownicy, posiadając długoletnie doświadczenie w sektorze efektywnej kogeneracji, służą pomocą na każdym etapie realizacji przedsięwzięcia.

Grupa Eneria zainstalowała i obsługuje obecnie agregaty kogeneracyjne o łącznej mocy powyżej 700 MW. Oferowane przez Enerię unikalne i praktyczne rozwiązania firmy Caterpillar sprawiają, że jednostki takie cieszą się coraz większym zainteresowaniem.