EFEKTÍVNOSŤ PRI VYUŽÍVANÍ ENERGIE (AKO NÁSTROJ NA ZNIŽOVANIE EMISIÍ)

1. EFEKTÍVNOSŤ PRI VYUŽÍVANÍ ENERGIE (AKO NÁSTROJ NA ZNIŽOVANIE EMISIÍ) doc. Ing. František Urban, CSc. – Ing. Ľubor KUČÁK, CSc. Strojnícka fakulta STU, Námestie slobody 17, 812 31 Bratislava Ing. Michal FABUŠ PROEN s.r.o., Hattalova 12/A, 831 03 Bratislava 5.4.2011

2. EFEKTÍVNOSŤ PRI VYUŽÍVANÍ ENERGIE Prostredie • vývoj situácie na trhu s energiami • bezpečnosť a spoľahlivosť dodávky energie • legislatívny a regulačný rámec • pokrok vo vývoji akceptovateľných technológií • neutrálna bilancia emisií CO2- dôležitý faktor pri plnení medzinárodných záväzkov Slovenskej republiky • využívanie obnoviteľných zdrojov energie - významný aspekt pri regionálnom rozvoji 5.4.2011

3. EFEKTÍVNOSŤ PRI VYUŽÍVANÍ ENERGIE Legislatívny rámec • smernica 2010/75/EÚ o priemyselných emisiách BAT prostredníctvom referenčných dokumentov určuje aj limitné hodnoty pre emisie do vôd, či pôdy, stanovuje hraničné parametre napr. pre obsah organických rozpúšťadiel vo vstupných surovinách či materiáloch, zohľadňuje energetickú efektívnosť celej výroby, sleduje materiálové a energetické toky, tvorbu a nakladanie s odpadom a pod. • zákon NR SR č. 476/2008 Z. z. o energetickej efektívnosti s vykonávacími predpismi MH SR napr. vyhláška MH SR č. 429/2009 Z. z., ktorá ustanovuje postup pri výkone energetického auditu, obsah písomnej správy a súbor údajov na monitorovanie efektívnosti pri používaní energie 5.4.2011

4. EFEKTÍVNOSŤ PRI VYUŽÍVANÍ ENERGIE Nástroje na dosiahnutie cieľov v oblasti energetickej efektívnosti • Na dosiahnutie zvýšenia energetickej efektívnosti je potrebné využiť všetky legislatívou stanovené postupy, ako aj postupy zdanlivo nesúvisiace, ale veľmi dôležité pri analýzach energetickej efektívnosti a hľadaní slabých miest v oblasti využívania energetických zdrojov. • Prvotným impulzom pri tejto činnosti býva obyčajne potreba dodržiavania stále sa sprísňujúcich emisných limitov a ďalej ekonomické kritériá odvodené od spotreby energií pri výrobnom procese. 5.4.2011

5. EFEKTÍVNOSŤ PRI VYUŽÍVANÍ ENERGIE Nástroje na dosiahnutie cieľov v oblasti energetickej efektívnosti • Veľmi silným a efektívnym nástrojom v tejto oblasti je energetický audit. Jeho dôležitým aspektom je, že v spolupráci s pracovníkmi auditovanej firmy sa na spotreby energií pozrie zvyklosťami firmy nezaťažený audítor a obyčajne podporí dobré návrhy pracovníkov energetiky, ktorí v tomto smere bez vonkajšej podpory ťažšie presadzujú energeticky zaujímavé investície. Energetický audítor v spolupráci s firemným energetikom a pracovníkmi zodpovednými za technologické procesy môžu navrhnúť také opatrenia, ktoré povedú k zníženiu nákladov na energie. Energetický audit je spravidla vyžadovaný i pri žiadostiach o úvery a dotácie na zavedenie šetriacich technológií. 5.4.2011

6. EFEKTÍVNOSŤ PRI VYUŽÍVANÍ ENERGIE Nástroje na dosiahnutie cieľov v oblasti energetickej efektívnosti • Dôležitým nástrojom je analýza finančnej efektívnosti navrhovaných opatrení Pri týchto analýzach možno posúdiť ovplyvnenie spotreby energií, platieb za odbery elektriny a plynu, prípadne externe dodávaného tepla na finančné bilancie Častým výsledkom je, že i vyššie investície do nových technológií majú relatívne krátku dobu návratnosti vzhľadom na znížené spotreby. 5.4.2011

7. EFEKTÍVNOSŤ PRI VYUŽÍVANÍ ENERGIE Nástroje na dosiahnutie cieľov v oblasti energetickej efektívnosti • V oblasti komunálnej energetiky by mala byť nástrojom energetickej efektívnosti koncepcia rozvoja obce v oblasti tepelnej energetiky. Obce boli povinné spracovať tieto koncepcie a zahrnúť ich do svojej územno-plánovacej dokumentácie. Bohužiaľ sa tento zámer nepodarilo celkom naplniť, pretože súdne rozhodnutia vo viacerých prípadoch negovali závery energetických koncepcií a dali za pravdu investorom, ktorí sa nedržali koncepčných zásad prijatých obecnými zastupiteľstvami. Dokonca boli prípady udelenia pokút, napriek platnej legislatíve. V mestách, kde sa podarilo presadiť odporúčania a investori rešpektovali argumenty z koncepčných návrhov, funguje zásobovanie teplom spoľahlivejšie a hlavne organizovanejšie. 5.4.2011

8. EFEKTÍVNOSŤ PRI VYUŽÍVANÍ ENERGIE Príklad optimalizácie prevádzky v teplárni V podmienkach výrazného sprísnenia environmentálnych požiadaviek je potrebné pristúpiť k rekonštrukcii teplární s cieľom: • zvýšenia energetickej a ekonomickej efektívnosti prevádzky • zmeny palivovej základne • splnenie stanovených emisných limitov • optimalizácie inštalovaných výkonov kotlov a turbín vzhľadom na zmenené potreby tepla jeho konečných spotrebiteľov 5.4.2011

9. EFEKTÍVNOSŤ PRI VYUŽÍVANÍ ENERGIE Príklad optimalizácie prevádzky v teplárni V uvádzanom príklade sa predpokladá inštalácia fluidného kotla. • Palivá • nízkosírnaté hnedé uhlie • zemný plyn • biomasa • Optimalizácia návrhu a prevádzky fluidného kotla • termodynamický stav admisnej pary, • tepelný výkon kotla v nadväznosti na prevádzku turbín • Optimalizačné kritéria • minimálne variabilné náklady na palivo, • maximálna ekonomická efektívnosť teplárne 5.4.2011

10. EFEKTÍVNOSŤ PRI VYUŽÍVANÍ ENERGIE Príklad optimalizácie prevádzky v teplárni Varianty rekonštrukcie teplárne • Variant V1blok s fluidným kotlom K1 a protitlakovou odberovou turbínou jestvujúce kotly K2, K3 a protitlaková odberová turbína • Variant V2fluidný kotol K1jestvujúce kotly K2, K3 a protitlakové odberové turbíny 5.4.2011

11. EFEKTÍVNOSŤ PRI VYUŽÍVANÍ ENERGIE Príklad optimalizácie prevádzky v teplárni Výpočty: • priemerné denné potreby tepla na prahu teplárne počas roka • optimálne radenie a zaťažovanie turbogenerátorov • optimálne radenie a zaťažovanie kotlov K1, K2 a K3 Vypočítané sú: • celková ročná dodávka tepla • celková ročná výroba elektriny • celková ročná spotreba tepla v palive, • priemerná ročná účinnosť teplárne η Tp 87,8 % - variant V1 87,6 % - variant V2 • ročná dodávka tepla z kotla K1 • ročná výroba elektriny a dodávka tepla z nového bloku 5.4.2011

12. EFEKTÍVNOSŤ PRI VYUŽÍVANÍ ENERGIE Príklad optimalizácie prevádzky v teplárni Ročný diagram trvania stredných denných potrieb tepla v SCZT t = 3900 h 5.4.2011

13. EFEKTÍVNOSŤ PRI VYUŽÍVANÍ ENERGIE Príklad optimalizácie prevádzky v teplárni Ročné diagramy trvania zaťaženia kotlov K1, K2, K3 – variant V1 – kotol K1 77 % ročnej výroby tepla v teplárni, t = 6 100 h, kotol K2 19 %, K3 4 % ročnej výroby tepla v teplárni 5.4.2011

14. EFEKTÍVNOSŤ PRI VYUŽÍVANÍ ENERGIE Príklad optimalizácie prevádzky v teplárni • Maximálny tepelný príkon 100 MW ÷ 300 MW • Spaľovanie tuhých palív • Štandardné stav. podmienky - suchý plyn, O2 ref. 6 % objemu 5.4.2011

15. EFEKTÍVNOSŤ PRI VYUŽÍVANÍ ENERGIE Záver • Optimalizácia spolupráce fluidného kotla s jestvujúcimi zariadeniami • zásadná modernizácia teplárne, • biomasa z regionálnych zdrojov a z triedeného komunálneho odpadu, • nízkosírnaté hnedé uhlie, zemný plyn • Podstatné zníženie produkcie emisií a oxidu uhličitého • Fluidný kotol K1 pokryje 77 % výroby tepla v teplárni 5.4.2011

16. EFEKTÍVNOSŤ PRI VYUŽÍVANÍ ENERGIE Záver • Optimalizácia spolupráce fluidného kotla s jestvujúcimi zariadeniami • zásadná modernizácia teplárne, • biomasa z regionálnych zdrojov a z triedeného komunálneho odpadu, • nízkosírnaté hnedé uhlie, zemný plyn • Podstatné zníženie produkcie emisií a oxidu uhličitého • Fluidný kotol K1 pokryje 77 % výroby tepla v teplárni 5.4.2011

17. EFEKTÍVNOSŤ PRI VYUŽÍVANÍ ENERGIE Záver • Energetické využitie komunálneho odpadu je ďalšou možnosťou zvýšenia energetickej efektívnosti • Vzhľadom na rastúce množstvá komunálneho odpadu, ktoré je treba zneškodňovať v bytovo–komunálnej a priemyselnej sfére, narastá dôležitosť jeho zhodnocovania a znižovania nárokov na ukladanie na úložiská • Preto vystupuje do popredia otázka využitia energetického potenciálu odpadu na výrobu tepla, prípadne tiež elektriny • Efektívne môžu byť hlavne systémy na kombinovanú výrobu elektriny a tepla, začlenené do centrálneho zásobovania teplom, ktoré môžu byť optimalizované na väčší rozsah dodávky tepla s minimom dodávky v lete, pri zvýšenom podiele výroby elektriny 5.4.2011

18. ĎAKUJEM ZA POZORNOSŤwww.stuba.skwww.proen.sk 5.4.2011