Výroba tepelné energie v Centrální výtopně na spalování biomasy ve Žluticích P. Voláková1,M. Míka2, B. Klápště2, V. Verner3 1 Žlutická
teplárenská, a.s. 2 Ústav skla a keramiky, VŠCHT Praha 3 VERNER, a.s.
„Problematika emisí z malých zdrojů znečišťování“ Karlov Pod Pradědem 21.-22. října 2010
Žlutice
Letecký pohled na město
výtopna
Teplovody - rozvod
výtopna
Centrální výtopna Majitel: Město Žlutice
Provozovatel: Žlutická teplárenská a.s. Velké nám 131, Žlutice
Centrální výtopna na spalování biomasy (geneze realizace)
zahájení výstavby uvedení do zkušebního provozu uvedení do trvalého provozu
únor 2001 prosinec 2001 květen 2002
Centrální výtopna na spalování biomasy (technické parametry)
instalovaný výkon 7,9 MW délka teplovodů
11,6 km
systém vytápění
teplovodní
teplotní spád
105°C/65°C
tlaková pásma
0,4 MPa, 0,9 MPa
Pohled do kotelny
Dřevní hmota
• druh – dřevní štěpky, hobliny, štěpky ze
zbytků po lesní těžbě, piliny • hustota – 0,25-0,30 t/m3 • forma – frakce do 6 cm • výhřevnost – surový materiál 6 – 9 GJ/t • vlhkost do 50% • obsah popela 5%
Dřevní štěpka - uskladnění
Naskladňování paliva – dřevní hmota
Zásobník paliva – dřevní hmota
Transport paliva do hořáku – dřevní hmota
Prvkový rozbor „bílé“ štěpky Chemický rozbor "bílé" štěpky
SiO2 CaO MgO Na2O K2O Al2O3 Fe2O3 P2O5 MnO BaO ZrO2 SrO TiO2 ZnO NiO Cr2O3 CuO PbO SO3
Prvkový rozbor „hnědé“ štěpky Chemický rozbor hnědé štěpky
SiO2 CaO MgO Na2O K2O Al2O3 Fe2O3 P2O5 MnO BaO ZrO2 SrO TiO2 ZnO NiO Cr2O3 CuO PbO SO3 Cl
Sláma •
druh – obilná ( pšenice, žito, ječmen), řepková sláma, hořčičná sláma
• forma – balíkovaná, rozměr balíku do 1 x 1,2 x2 m, • hustota – 0,15 – 0,30 t/ balík • výhřevnost – surový materiál 10 – 12 GJ/t • vlhkost – do 18% • obsah popela – 3%
Balíkovaná sláma - uskladnění
Naskladňování paliva - sláma
Rozdružovadla balíkované slámy
Gravitační dopravníky slámy
Prvkové složení pšeničné slámy Chemický rozbor pšeničné slámy (Pla)
SiO2 CaO MgO Na2O K2O Al2O3 Fe2O3 P2O5 MnO BaO ZrO2 SrO TiO2 ZnO NiO Cr2O3 CuO PbO SO3 Cl
Prvkové složení řepkové slámy Chemické složení řepkové slámy (Luk)
SiO2 CaO MgO Na2O K2O Al2O3 Fe2O3 P2O5 MnO BaO ZrO2 SrO TiO2 ZnO NiO Cr2O3 CuO PbO SO3 Cl
Kouřovody a odlučovače TZL
Zásobník popela
Spalování slámy
Pšeničná sláma
Ječná sláma
Směs pšeničná sláma + řepková sláma
Složení skelné vrstvy Pšenice
Ječmen
Směs
Štěpka
Na2O
0,38
1,86
1,06
1,03
K2O
19,72 3,42
24,90 1,78
11,41 4,41
5,04 3,42
16,18 0,14 2,57
15,05 0,04 1,54
30,71 0,12 3,66
15,59 1,15 12,74
0,85 2,23
0,34 3,13
0,89 3,28
8,91 1,38
0,16
0,06
0,15
2,8
54,05 99,70
49,41 98,11
43,9 99,59
47,39 99,45
hmot.%
MgO CaO MnO Al2O3 Fe2O3 P2O5 TiO2 SiO2 Suma
Složení historických skel 14 století Sklárna Moldava, Krušné hory (hmot.%)
Na2O
0.1
K2O MgO
17,0 4,0
CaO MnO Al2O3
14,6 3,6 1,5
Fe2O3 P2O5
0,4 1,4
SiO2
57,5
Porovnání emisí – uhlí x biomasa (t/rok) emise
TZL
SO2
NOx
CO
2002
2,28
2,33
5,78
7,98
0,007
2003
2,40
0,90
2,80
10,20
0,016
2004
3,90
4,00
4,50
7,70
0,039
2005
3,10
4,70
6,30
5,90
0,022
2006
3,70
3,30
7,10
6,50
0,047
2007
2,10
9,60
9,90
4,90
0,049
2008
2,50
8,60
7,20
3,50
x
2009
2,16
2,05
8,93
10,43
x
emise
TZL
SO2
NOx
CO
CxHy
uhlí
275,08
148,61
25,19
270,09
81,00
2,77
4,43
6,56
7,14
biomasa
CxHy
0,065
Porovnání cen tepla (cena včetně DPH)
2004
2005
2006
2007
2008
2009
361,50
398,32
460,02
463,54
542,85
579,87
357,00
378,00
388,50
476,70
486,15
533,01
průměrná cena ČR
Žlutice
Vývoj prodeje tepla p ro d a né tep lo G J/ro k
35013 34513
34495
34030
31686 30652
roky 2003 - 2009
31289
Co potřebuje komunální výtopna? • spolehlivě zabezpečená palivová základna – kvantitativně i kvalitativně (limitující je vlhkost paliva) • zodpovědní dodavatelé paliva • dostatečné skladovací prostory pro zásobu paliva v areálu výtopny • lokalizace výtopny – mimo bytovou zástavbu (dovoz paliva velkokapacitními vozidly) • zodpovědné dodržení rozumných svozových vzdáleností, jinak hrozí vzájemné překrývání svozových teritorií
Teplárenství - popelka energetiky? • (ne)prolomení těžebních limitů? • nižší cena plynu pro domácnosti, ekologická daň pro teplárny – odpojení od CZT – hrdinský čin – a co emise? • spalování biomasy jen pro výrobu elektřiny znamená vyhození až 80% energie z paliva bez užitku přes chladící věže do vzduchu • výrobce tepla před odběrateli neuteče
Trh s dřevní biomasou (převzato ze studie spol. Invicta BOHEMICA s.r.o., zpracované pro tzv. „Pačesovu komisi“ a aktualizované v roce 2009, výňatek otištěn v č. 1/2010 ▪ Teplo ▪ Technika ▪ Teplárenství)
… celkové množství dřevní štěpky pro ČR je kolem 1,6 milionu tun ročně, kolem 850 tisíc tun je již spalováno … … 13 nových zdrojů v realizaci pojme volnou kapacitu 650 tisíc tun do roku 2011 … … tyto zdroje jsou kumulovány ve středních, západních a jižních Čechách, svozová teritoria se překrývají …
… 24 nových záměrů je analyzováno s plánovanou dobou realizace 2012 až 2014 … roční potřeba dřevní štěpky bude navýšena o dalších 2,1 milionu tun ročně … … dokončení nových záměrů rok 2014: velké teplárny pojmou 900 tisíc tun, papírenské energetiky 860 tisíc tun, malé teplárny 160 tisíc tun, závodní energetiky 340 tisíc tun a ČEZ až 452 tisíc tun dřevní štěpky ročně …
??? BIOMASA ??? ● biomasa přestává být regionálním obnovitelným zdrojem energie ● poptávka po biomase navyšuje její cenu ● realizace dalších zdrojů vede k cenové válce o palivo ● realizace nových komunálních výtopen (obdoba Žlutic) na spalování biomasy, původně vhodně promyšlená a doporučovaná jako řešení komunálních CZT - náhrada za uhelné zdroje nebo výměna za zemní plyn - se stává pro komunální sféru problematickou
Budujeme „BioKocourkov“ Jsem „in“, žeru biomasu …
Projekt – sloní tráva (Miscanthus)
Poděkování
Projekt je podporován MPO ČR v rámci programového projektu TIP.
Ev.č. projektu: FR-TI1/497 Název projektu: Nová technologie spalování biomasy s kontinuálním odvodem popela o řízeném chemickém složení
