Kogenerační využití biometanu vtláčeného do plynárenských sítí. Bioplyn a biometán Efektívna alternatíva energie Bratislava, 28.3

Kogenerační využití biometanu vtláčeného do plynárenských sítí

Bioplyn a biometán – Efektívna alternatíva energie Bratislava, 28.3. 2012

Důvody pro vtláčení biometanu do plynárenských sítí 1.

2. 3. 4.

Situování bioplynových stanic (BPS) s kogenerační jednotkou ve většině případů v lokalitách bez možnosti dodávky tepelné energie externím odběratelům, vlastní technologická spotřeba pouze cca 30% → celkové využití energie OZE pouze max. 55 % Vyšší flexibilita vyvedení elektrického výkonu do elektrizační soustavy Splnění požadavků Směrnice 2003/55/ES – nediskriminovaný přístup biometanu do plynárenských sítí Naplnění cílů Směrnice 2009/28/ES: – – – –

Evropa: 20% podíl OZE na konečné spotřebě energie v r. 2020; SR: 20% podíl OZE na konečné spotřebě energie v r. 2020; ČR: 13% podíl OZE na konečné spotřebě energie v r. 2020; konverzní účinnost minimálně:  85% pro komerční a rezidenční zařízení  70% pro průmyslová zařízení

Bioplyn a biometán - Efektívna alternatíva energie, Bratislava, 28.3.2012

2

Současná kapacita produkce biometanu v evropských zemích *

Země m3/hod mil.m3/rok Podíl v % Německo 95 595 764,8 88,6 Holandsko 6 045 48,4 5,6 Švédsko 2 345 18,8 2,2 Švýcarsko 1 384 11,1 1,3 Rakousko 891 7,1 0,8 Francie 715 5,7 0,7 Lucembursko 530 4,2 0,5 Norsko 270 2,2 0,3 Velká Británie 60 0,5 0,1 Celkem 107 835 862,7 100,0 Zdroj: www.biogaspartner.de *Roční produkce biometanu je odhadnuta pro provoz BPS 8 000 hod/rok Zahrnuta je kapacita stávající a ve výstavbě a rovněž plánovaná Bioplyn a biometán - Efektívna alternatíva energie, Bratislava, 28.3.2012

3

Vývoj produkce biometanu v evropských zemích Německo Provoz

m3/hod Počet stanic

48 845 76

Výstavba

27 980 42 74

Projekt

Celkem

18 770 32

95 595 150

Ostatní Evropa m3/hod Počet stanic

Provoz Výstavba Projekt Celkem 10 170 760 1 310 12 240 42 3 2 47 5

Německ o Pro Výst Proj Celk voz avba ekt em m3/h 48 27 18 95 od 845 980 770 595 Poč et 76 42 32 150 74

Zdroj: www.biogaspartner.de


4

Struktura zdrojů biometanu v Německu m3 CH4/hod

Celkem

%

Počet

%

100 - 200

840

0,88

5

3,33

201 - 300

3 770

3,94

14

9,33

301 - 400

16 460

17,22

46

30,67

401 - 500

4 885

5,11

10

6,67

501 - 600

7 910

8,27

14

9,33

601 - 750

29 090

30,43

42

28,00

751 - 1 000

7 800

8,16

8

5,33

1 001 - 5 000

24 840

25,98

11

7,33

CELKEM

95 595

100,00

150

100,00


5

Rok 2010: Celková kapacita 55 303 m³/hod Celkový počet zařízení: 74 1% 4 ks

Přírůstek kapacity 2010/2012

22% 2 ks

6% 13 ks 6% 10 ks

72 %

201 - 300 301 - 400

10% 11 ks

Rok 2012: Celková kapacita 95 595 m³/hod Celkový počet zařízení: 150 26% 1% 5 ks 4% 8% 11 ks 14 ks 8 ks

401 - 500 501 - 600

7% 7 ks

16% 4 ks

601 - 750 751 - 1 000 1 001 - 5 000

22% 18 ks

9% 5 ks

nad 5 000

100 - 200 201 - 300 301 - 400

Přírůstek počtu BPS 2010/2012

401 - 500 30% 42 ks

100 - 200

17% 46 ks

103 %

501 - 600 601 - 750 751 - 1 000 1 001 - 5 000

8% 14 ks

5% 10 ks

nad 5 000


6

Technicko-ekonomický model energetického využití biometanu Členění investičních celků:

1.

Výroba surového bioplynu

2.

Úprava chemického složení na kvalitu plynu odpovídajícího požadavkům TPG 902 02 (především odstranění CO2)

3.

Vtláčecí uzel ( komprese, sušení, měření kvality a množství, M+R, těžební plynovod)

4.

Vzdálená kogenerační jednotka


7

Schéma řetězce BPS - vzdálená kogenerační jednotka s využitím biometanu pro výrobu el. energie ve VT


8

Zapojení vzdálené kogenerační jednotky pro energetické využití biometanu pro dodávku elektřiny ve VT


9

Výroba elektrické energie a tepla v kogenerační jednotce s akumulací 60,000

Výroba tepla

Akumulace

Spotřeba tepla

Výroba tepla v kotli

50,000

teplo [GJ]

40,000

30,000

20,000

10,000

0,000 6:00 7:00 8:00 9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 20:00 21:00 22:00 23:00 0:00 1:00 2:00 3:00 4:00 5:00

čas [hod] Bioplyn a biometán - Efektívna alternatíva energie, Bratislava, 28.3.2012

10

Základní bilanční hodnoty hodnocených BPS Položka

Výkon bioplynové stanice v m3/hod Jednotka 250

Spotřeba siláže

500

1 000

1 500

2 000

t/rok

10 800

21 600 43 200 64 800

86 400

GJ/rok

3 100

6 200

12 400 18 600

24 800

MWh/rok

302

847

1 694

2 541

3 388

Produkce biometanu

m3/hod

140

280

559

839

1 118

Tepelný obsah biometanu (LHV)

GJ/rok

36 858

Tlak distribučního plynovodu

MPa

2,5

2,5

2,5

2,5

2,5

Délka produkčního plynovodu

m

200

200

1 000

1 000

5 000

Elektrický výkon KJ

MWe

724

1 545

3 091

4 636

6 444

Tepelný výkon kogenerační jednotky

MWt

918

1 739

3 477

5 216

6 692

Netto výroba el. energie v KJ

MWh/rok

3 686

7 863

15 726 23 589

32 789

Dodávka elektrické energie do sítě

MWh/rok

3 384

7 016

14 032 21 048

29 401

GJ/rok

16 982

32 177 64 355 96 532

123 847

Spotřeba tepelné energie Spotřeba elektrické energie

Dodávka tepelné energie

73 717 147 433 221 150


294 866

11

Porovnání struktury investičních nákladů pro rozdílné velikosti BPS v mil. EUR 3,66

5,50

9,38

13,22

17,60

46,34

48,78

48,68

46,68

100 90

Investiční náklady v %

80

39,10

70 60

Vlastní bioplynová stanice

50 32,56 40

25,02

30 20 10

18,84

18,19

17,28

Vypírka CO2 Předávací a měřící stanice biomethanu vč. přípojky

12,08

11,53

14,09

Kogenerační jednotka

11,49

11,33

16,84

17,31

20,30

21,60

21,95

250

500

1 000

1 500

2 000

0

Kapacita bioplynové stanice [m³/hod]


12

Vstupní parametry pro ekonomické hodnocení

– – – – – – – – – – – – – –

doba provozu BPS doba provozu kogenerační jednotky Doba hodnocení projektu obsah metanu v BP obsah metanu v BM cena siláže cena elektrické energie (pouze distribuce) cena tepla z biomasy (štěpka) prodejní cena elektrické energie z KJ prodejní cena tepla z KJ Investiční náklady hrazeny vlastními prostředky požadované IRR meziroční nárůst cen energií Inflace


8 000 hod/rok 5 300 hod/rok 20 roků 53 %obj.CH4 97 %obj.CH4 30 EUR/t 42 EUR/MWh 16 EUR/GJ 52 EUR/MWh 12 EUR/GJ 8% 3% 3%

13

„Zelený bonus AF " pro ekonomicky udržitelný provoz BPS (bez investiční podpory)

Ekonomicky udržitelný bonus

250,0

200,0

Ekonomicky udržitelný bonus s bonifikací tepla z OZE

Eur/MWh

150,0

100,0

Současný bonus AF1

50,0

0,0

250

500

1 000

1 500

2 000


Výkon BPS v m³/hod


14

Zelený bonus pro ekonomicky udržitelný provoz BPS (s investiční podporou 30%)

200,0

Ekonomicky udržitelný bonus

180,0

Eur/MWh

160,0 140,0 Ekonomicky udržitelný bonus s bonifikací tepla z OZE

120,0 100,0 80,0


60,0 40,0 20,0


0,0 250

500

1 000

1 500

2 000

Výkon BPS v m³/hod


15

Děkuji za Vaši pozornost

Ing. Vlastimil Dvořák RWE Plynoprojekt, s.r.o. U plynárny 223/42 140 21 Praha 4 - Michle T +420 267 976 2 40 M +420 731 141 035 mailto:[email protected] Bioplyn a biometán - Efektívna alternatíva energie, Bratislava, 28.3.2012

16

Kogenerační využití biometanu vtláčeného do plynárenských sítí. Bioplyn a biometán Efektívna alternatíva energie Bratislava, 28.3

Recommend Documents