Autori Dr.sc. Izudin Kapetanović, redovni profesor Mr.sc. Adis Rahmanović, diplg.el.

1. CRNOGORSKI KOMITET MEĐUNARODNOG VIJEĆA ZA VELIKE ELEKTRIČNE SISTEME - CIGRE "UTICAJ ENERGETSKE EFIKASNOSTI NA EKOLOŠKE I EKONOMSKE PARAMETRE KOD TERMOENERGETSKIH POSTROJENJA NA UGALJ" Autori Dr.sc. Izudin Kapetanović, redovni profesor Mr.sc. Adis Rahmanović, dipl.ing.el. Pržno, 2013.g.

2. Evropska Unija - vrh energetske strategije; 20% povećanje evikasnosti do 2020.g. • Mogućnosti efikasnosti „novi izvor“. • Cilj: Razvoj tehnologija –uglju treba obezbjediti korištenje kao primarnog goriva na ekološki prihvatljiv način. • Tehnologije "čistog uglja" i "nulta CO2 emisija" (odvajanje i skladištenje CO2).

3. TEHNOLOGIJA SAGORIJEVANJA ČVRSTOG GORIVA U LETU (PCC) • Tehnologiju sagorijevanja čvrstog goriva u letu danas u svijetu koristi blizu 90% svih kotlova na ugalj. • Mljevenje i Sušenje uglja u cilju povećanja efikasnosti se sve češće koristi. • Na stepen efikasnosti u procesu eksploatacije značajno utiče prljanje, kvalitet ugljeva, pritisak i temperatura pare. • Stepen efikasnosti je veći što je blok veće snage, kao i što je veća raspoloživost i u slučaju optimalnog opterećenja. • Dodatne mjere za povećavanje efikasnosti su sušenje uglja i iskorištavanje otpadne toplote dimnih gasova. • Nadkritični parametri kao mjera za postizanje porasta stepena efikasnosti primjenjuju se kod blokova, čija je snaga veća od 400 MW. • Termoenergetska postrojenja na ugalj sa nadkritičnim parametrima u zavisnosti od kvaliteta uglja, kao i veličine bloka dostižu energetsku efikasnost i veću od 42%, • Termoenergetska postrojenja sa podkritičnim parametrima pare, zavisno od kvalitete uglja i veličine bloka idu sa energetskom efikasnosti i ispod 36 %. • FGD postrojenjem, dodatnim elektrofilterima, smanjile su se onečišćenja okoline sumpor dioksida, NOx, pepela , šljake, a djelimično i CO2 emisija.

4. TEHNOLOGIJA SAGORIJEVANJE U FLUIDIZIRANOM SLOJU (FBC) • Tehnologija sagorijevanja u fluidiziranom sloju - fleksibilnost primarnog goriva. • Tehnologija CFBC predstavlja najbolji kompromis što se tiče efikasnosti i jednostavnosti postrojenja, ekoloških zahtjeva i ekonomskih pokazatelja. • Najveća prednost ove tehnologije je odsumporavanje dimnih gasova u ložištu kotla. Sa tom tehnologijom je moguće postići zahtijevanu emisiju SO2 u dimnim gasovima 150 mg/Nm3. • Mjere za povećanje efikasnosti: • Sa nadkritičnim parametrima i parnom turbinom moguće je povećati stepen efikasnosti bloka za 0,4 procentnih bodova (absolutno), dodatni hladnjak dimnih gasova koji se kod novih elektrana vrlo često ugrađuje i povećava energetsku efikasnost za 0,6 procentnih bodova (% apsolutno) omogućuje i korištenje rashladnog tornja za odvod dimnih gasova. • Efikasnost PFBC postrojenja je iznad 42% (HHV). • Rezultati pokazuju da će tehnologija u razvoju, druga generacija PFBC temoblokova dostizati efikasnost od 46% (HHV). • Razvoj PFBC postrojenja ide u smjeru postizanja cilja do 54% stepena efikasnosti, kao i postizanja većeg smanjenja i do 70 % NOx i SOx u odnosu na postojeće, i smanjiti i CO2 emisiju. Rastuća briga o ekologiji je komplementarna sa superkritičnom tehnologijom. Blokovi izgrađeni na ovim tehnologijama obezbjeđuju: manje uglja za istu količinu el. energije, a samim time i manju emisiju CO2. Na efikasnost superkritičnih termoenergetskih postrojenja manje utiče operacija djelimičnog opterećenja.

5. IGCC TEHNOLOGIJA (INTEGRALNA GASIFIKACIJA KOMBINOVANOG CIKLUSA) • IGCC je tehnologija u razvoju za termoenergetska postrojenja koja karbonski sadržaj treba da pretvori u sintetski gas (singas). • Cilj IGCC termoenergetskih potrojenja u razvoju je da se poboljšaju ekološke performanse i smanje proizvodni troškovi. • Komponente: 1. Jedinica za odvajanje gasa, 2. Gasifikator, 3. Jedinica za čišćenje gasa, 4. Izmjenjivač (Voda – Gas), 5. Gasna Turbina, 6. Parna Turbina. • Energetska efikasnost IGCC potrojenja za snage 300 MWe je iznad 42 %, pri proizvodnji el. energije. • IGCC termoenergetska postrojenja koriste kao primarno gorivo (karbonski materijal) ugalj, biomasu, koks i otpad koji sagorijevaju u ležištu gasifikatora. • Energetska efikasnost IGCC potrojenja snage od oko 300 MW na ugalj sa dodavanjem do 20% biomase je iznad 38%. • Ove termoelektrane uklanjaju do 98% SO2, i svode NOx emisiju ispod 0,043 kg/GJ. • Osobine: dobra efikasnost, obnavljanje kapaciteta, modularnost, fleksibilnost primarnog goriva, konstrukcije u fazama, korištenje malo vode, učešće u novijim tehnologijama, prodaja nusproizvoda, ko – proizvodi, te dobra prihvaćenost od strane javnosti. • Vidimo da proizvodi ovakvih termoenergetskih postrojenja su hidrogen kao gorivo za transport, električna energija iz gorivih ćelija, električna energija iz gasnih turbina, električna energija iz parnih turbina. • Poseban segment povećenja energetske efikasnosti se postiže paralelno proizvodeći i toplotnu energiju što se naziva kogeneracija.

6. Slika 1) IGCC termoenergetsko postrojenje na ugalj i biomasu

7. Korištenjem gorivih ćelija dostiže se nivo efikasnosti i do 60%. • IGFC hibridna postrojenja imaju potencijal dostizanja skoro nulte emisije, sa određenom koncentracijom CO2 koja se može izdvojiti i premjestiti kao i skladištiti u kombinaciji sa CCS sistemima (sistemi odvajanja i skladištenja CO2). • Gorive ćelije su demonstrirane u blokovima veličine 2MWe, a planirana je i demonstracija većih postrojenja sa mogućnošću korištenja gasifikacije uglja, kao i drugih tehnologija, te analize kapaciteta za proizvodnju iz ovakvih postrojenja hidrogena kao jednog od proizvoda. • IGFC termoenergetska postrojenja su daleko najbolja rješenja za ekološko korištenje uglja. • Glavni faktor koji sprječava šire korištenje IGCC su visoki investicioni troškovi, iznad 1100 €/kWh, • Tehnologija se razvija pa se očekuje smanjenje troškova, • Neke procjene govore da će buduća postrojenja ostvarivati stepen efikasnosti 50 - 60 %,

8. Grafik 1) Odnos Efikasnost, CO2 emisija, potrošnja goriva

9. PRIMJER (Uticaj poboljšanja energetske efikasnosti na ekonomiju i ekologiju) • TE1= TE2 = Snaga: 500 MWe, raspoloživost 85%, • TE1: neto stepen efikasnosti 45 %, • TE2: neto stepen efikasnosti 38%, • Ušteda primarnog goriva: 220.000 t/godini, ili (~ 15,6%) uglja od ukupne potrošnje uglja sa 38% stepenom efikasnosti. • Ekonomska ušteda: • 11 miliona €/godini (cijena uglja 50 €/t) ili • 440 miliona € za 40 godina (eksploatacioni period TE) • Poboljšanje ekoloških parametara: • Smanjenje CO2 emisije za oko 513.774 tona/godini, • Taksa za CO2 (primjer 17 €), • Trošak za plaćanje CO2 takse: 8.734.158 €, • 349.366.320 € (za 40 godina eksploatacije). • Energetska taksa: 220.000 € za godinu; cca. 5.000.000 € (za 40 godina eksploatacije).

10. ZAKLJUČAK • Energetska efikasnost ima: • značajan potencijal, • pozitivan uticaj na ekonomske i ekološke aspekte termoenergetskih postrojenja na ugalj, • moguće vršiti ograničeno poboljšanje energetske efikasnosti i na postojeća termoenergetska postrojenja, • pri planiranju izgradnje novih termoenergetskih postrojenja na ugalj potrebno je voditi računa da efikasnost bude što veća, • nove tehnologije kod termoenergetskih postrojenja obezbjeđuju veću efikasnost, a samim time i manje onečišćenje kao i povoljnije ekonomske pokazatelje, • investicije u postrojenja sa većom efikasnosti su značajno veće, • opravdanost se postiže vodeći računa o ekološkim parametrima, izbjegavajući takse za onečišćenje i smanjenu efikasnost, • efikasnost je pri vrhu prioriteta u energetskoj strategiji EU, pri čemu efikasnost termoenergetskih postrojenja na ugalj, kao segmentu na kome se mogu izvršiti značajna poboljšanja primjenom novih tehnologija ima veoma važnu ulogu u poboljšanju ekoloških i ekonomskih uslova do na kraju konkurentnijeg kWh. • osim gore navedenog mogu se ostvariti i značajne uštede primarnog goriva (uglja), što ima uticaj na ekonomske parametre, ali i na energetsku sigurnost.

11. Hvala na Pažnji Autori: Dr.sc. Izudin Kapetanović, redovni profesor Izudin.kapetanovic@untz.ba Mr.sc. Adis Rahmanović, dipl.ing.el. adis.r@rmub.ba