Kogeneracja. Czym jest i jakie stwarza możliwości?

Rozwój kogeneracji, czyli skojarzonego wytwarzania ciepła i energii elektrycznej, to jeden z głównych celów w Unii Europejskiej. W naszym kraju technologia ta również odgrywa coraz większą rolę. Interesuje się nią głównie gazownictwo i branża węglowa, na co wpływ ma zwiększenie efektywności spalania paliw. Również branża energetyki odnawialnej wiąże przyszłość z kogeneracją, połączenie tych technologii może wpłynąć na istotny spadek wykorzystania węgla w produkcji prądu i ciepła.

Kogeneracją nazywamy wytwarzanie ciepła i energii elektrycznej w jednym procesie technologicznym, czyli tzw. skojarzeniu. Unia Europejska zwraca szczególna uwagę na promowanie tej technologii, podkreślając nie tylko efektywność energetyczną, ale również możliwość znacznego ograniczenia emisji dwutlenku węgla oraz innych szkodliwych substancji chemicznych. Jest to technologia budząca zainteresowanie branży węglowej oraz gazownictwa, choć można z nią łączyć również odnawialne źródła energii. Rozwiązanie takie bezsprzecznie wpłynie na redukcję wykorzystania konwencjonalnego paliwa, jakim jest w Polsce głównie węgiel, w procesach produkcyjnych energii elektrycznej oraz cieplnej.

Na wyższą efektywność energetyczną ma wpływ dużo większy stopień wykorzystania energii pierwotnej jaka jest zawarta w paliwie do jednoczesnej produkcji energii elektrycznej i ciepła. Jest to główna zaleta tego systemu, efektywność energetyczna może być nawet o 30 proc. wyższa niż dla oddzielnego wytwarzania obu rodzajów energii, w elektrowniach kondensacyjnych – energii elektrycznej, a w kotłowniach – ciepła. Jak wynika z obserwacji procesów technologicznych, w przypadku układu kogeneracyjnego do przygotowania 40 jednostek energii elektrycznej oraz 50 jednostek energii cieplnej zużywane jest 100 jednostek paliwa, natomiast do wyprodukowania takich ilości energii oddzielnie trzeba dostarczyć łącznie aż 170 jednostek paliwa. Korzyści są zauważalne. Produkowana energia przekazywana jest do zasilania obiektów przemysłowych oraz miast.

Jednak nie tylko obiekty przemysłowe charakteryzują się dużym zapotrzebowaniem na energię elektryczną i ciepło. Mowa tu m.in. o biurowcach, szpitalach, hotelach oraz osiedlach mieszkaniowych. Często dodatkowo wyposażone są w systemy klimatyzacji, które mogą być napędzane ciepłem wody lub pary. Wówczas system taki nazywany jest trójgeneracyjnym, doskonale sprawdza się na całym świecie – zwłaszcza w ciągu długoterminowej pracy. Powstająca w elektrowniach kondensacyjnych para technologiczna może służyć również do zasilania procesów produkcyjnych różnych gałęzi przemysłu. A produkt uboczny powstający w takich elektrowniach, jakim jest ciepło, może być zastosowane do ogrzewania budynków mieszkalnych lub użyteczności publicznej, obiektów komercyjnych i zakładów przemysłowych. W systemie trójgeneracyjnym możliwe jest wykorzystanie ciepła odpadowego w procesie wytwarzania wody lodowej.

W systemie skojarzonego wytwarzania energii w naszym kraju dominują jednak elektrociepłownie (zawodowe, komunalne oraz przemysłowe), które nie generują pary. Dzięki kogeneracji oszczędzana jest ogromna ilość węgla, co bezpośrednio przekłada się na mniejszą emisję m.in. dwutlenku węgla, pyłów, dwutlenku siarki i tlenku azotu do atmosfery. Elektrociepłownie charakteryzuje głównie to, że dzięki wykorzystaniu powstającego ciepła, sprawność całego systemu ulega znacznemu podwyższeniu. Jednak duże obiekty tego typu wymagają dużych odbiorców ciepła położonych w bliskiej odległości. Straty ciepła w sieci ciepłowniczej wpływają na znaczące obniżenie ogólnej sprawności wykorzystania ciepła. Wszystko to decyduje o tym, że tzw. mała kogeneracja, czyli lokalne wytwarzanie ciepła i energii elektrycznej, pozwala na decentralizację dostaw energii zarówno dla pojedynczych obiektów, jak i skupisk budynków. Dzięki takim układom ciepło i energia elektryczna produkowane są na miejscu, a straty przesyłowe minimalne.

Prawdziwe korzyści stwarza jednak zasilanie odnawialnymi źródłami energii. Zastąpienie nimi paliw konwencjonalnych wpływa na jeszcze większą redukcję emisji dwutlenku węgla. OZE w kogeneracji to głównie wykorzystanie biomasy. W celu skojarzonej produkcji ciepła i elektryczności wykorzystuje się m.in.: odpady pochodzące z gospodarstw rolnych, niewykorzystaną żywność, rośliny i odpady z drewna. Szeroko pojęta biomasa to również biogaz, który produkowany jest z obornika czy w oczyszczalniach ścieków. Krajami o największym udziale wykorzystania  biomasy w systemach kogeneracyjnych są Szwecja i Nowa Zelandia, czyli państwa o największym przemyśle leśnym i drzewnym. W naszym kraju również wykorzystujemy biomasę, rok temu w Żorach Agencja Rozwoju Przedsiębiorczości Sp. Z o. o. rozpoczęła budowę najnowocześniejszej w Polsce elektrociepłowni opalanej biomasą w systemie wysokosprawnej kogeneracji.

Previous Article

Dwustronne panele fotowoltaiczne

Next Article

Instalacje PV na gruncie a zmiany w prawie

Dodaj komentarz