Kogeneracja, czyli efektywny pomost do neutralności klimatycznej

W obliczu coraz poważniejszych skutków zmian klimatycznych, świat konsekwentnie dąży do zmniejszania emisji gazów cieplarnianych do atmosfery. Liczby pokazują skalę tego wyzwania: według Międzynarodowej Agencji Energetycznej (IAE), emisje dwutlenku węgla w 2022 roku wyniosły około 36 gigaton. Aby osiągnąć cele porozumienia paryskiego i zminimalizować ryzyko katastrofalnych skutków zmian klimatu, konieczne jest redukowanie tych emisji o co najmniej 45% już do 2030 roku.

Kluczowym narzędziem w procesie zmniejszania emisji mają być źródła odnawialne (OZE). W 2022 roku stanowiły one 83% nowych mocy oddawanych do użytku, a ich globalny potencjał sięgnął 3372 GW. Źródła odnawialne, takie jak energia słoneczna i wiatrowa, są niezwykle ważne dla przyszłości światowej energetyki, ale wciąż trudno pominąć niektóre wyzwania wynikające z włączania ich do systemu. Głównym z nich jest zależność od pogody czy pory dnia i nocy, prowadząca do niestabilności w produkcji energii. Dlatego samodzielnie nie będą one w stanie udźwignąć ciężaru zmian w światowej energetyce. Aby skutecznie wykorzystywać odnawialne źródła energii, konieczne jest zatem wsparcie ze strony innych mocy - np. takich jak kogeneracja.

W  kontekście transformacji energetycznej i walki ze zmianami klimatycznymi, kogeneracja stanowi nieodzowny wręcz element, który pozwala z jednej strony utrzymać w stabilności system oparty coraz bardziej na źródłach odnawialnych, a z drugiej strony, efektywnie wykorzystywać paliwa kopalne, wtedy, kiedy są one niezbędne. Kogeneracja, czyli jednoczesne wytwarzanie energii elektrycznej i ciepła w jednym urządzeniu, jest idealnym wsparciem dla źródeł odnawialnych lub wręcz przeciwnie, może funkcjonować jako główne zasilanie przy wsparciu OZE. W tym aspekcie kogeneracja może być jednym z głównych elementów rozwiązań hybrydowych, komplementarnym w stosunku do OZE. Kogeneracja może być więc zrealizowana za pomocą różnych technologii, takich jak agregaty gazowe lub turbiny gazowe. Wybór odpowiedniej technologii zależy od rodzaju paliwa, skali instalacji i wymagań dotyczących efektywności i wydajności. Tym samym, kogeneracja w połączeniu z rozwiązaniami OZE może przynieść wiele korzyści, takich jak zwiększona efektywność energetyczna, redukcja emisji gazów cieplarnianych i elastyczność w dostarczaniu energii elektrycznej i ciepła. Jest to obiecująca technologia, która może odegrać istotną rolę w zrównoważonym rozwoju energetycznym. Dzięki temu stanowi ona pomost w kierunku bardziej zrównoważonej i neutralnej emisyjnie energetyki.

Gdy energia z OZE jest dostępna, elastycznymi jednostkami kogeneracyjnymi można manewrować, dostosowując je do podaży innych mocy. Natomiast kiedy w systemie brakuje źródeł odnawialnych, to jednostki kogeneracyjne mogą zastępować tę lukę. Co więcej, skojarzone wytwarzanie energii elektrycznej i ciepła daje możliwość pełnego wykorzystania zasobów, w tym paliw kopalnych, co zwiększa ogólną efektywność energetyczną.

Przykładem inwestycji, która wykorzystuje powyższe zalety kogeneracji może być budowa systemu kogeneracyjnego w Przedsiębiorstwie Energetyki Cieplnej w Brodnicy. W 2018 roku w ramach projektu „Poprawa efektywności energetycznej w Przedsiębiorstwie Energetyki Cieplnej w Brodnicy" Zakład wybudował układ wysokosprawnej kogeneracji, składający się z trzech silników gazowych, rozpoczynając tym samym wytwarzanie energii elektrycznej. Część energii zużywana jest na potrzeby własne spółki, a reszta sprzedawana jest do sieci elektroenergetycznej. Chwilę później Spółka złożyła do Narodowego Funduszu Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej kolejny wniosek o dofinansowanie wysokosprawnej kogeneracji. Równolegle z kogeneracją, brodnickie przedsiębiorstwo energetyczne   zainwestowało w instalację fotowoltaiczną o mocy 50 KW, z perspektywą zwiększenia mocy o 500 kW do końca 2023 roku, poszerzając tym samym swój mix energetyczny o rozwiązania OZE. Motywacją do tego rodzaju działań dla spółki była chęć modernizacji zakładu wynikająca z potrzeb dyrektyw unijnych i przepisów polskich oraz chęć ograniczenia produkcji szkodliwych spalin dla środowiska w mieście turystycznym jakim jest właśnie miasto Brodnica.

I tak, drugi etap modernizacji rozpoczął się przetargiem w październiku 2020 roku,  gdzie swoją ofertę złożyła i wygrała właśnie firma [Eneria (https://bit.ly/3qeVaVE).

Inwestycja polegała na wybudowaniu wysokosprawnej kogeneracji na bazie silnika Caterpillar C170-20 B o mocy elektrycznej 2 MW i mocy cieplnej powyżej 2 MW. Dużym wyzwaniem dla projektantów była adaptacja silnika wraz z urządzeniami w istniejącym budynku ciepłowni. Ten model silnika został zabudowany w Polsce po raz pierwszy - mówił Piotr Miros, kierownik projektu w Brodnicy z Działu Projektów i Realizacji Eneria.

Jak podkreślił Miros, prace polegały na wybudowaniu maszynowni wraz z pomieszczeniem dla aparatury kontrolno-pomiarowej i automatyki. Została też zbudowana stacja średniego napięcia, wymienniki ciepła i tłumik. Po stronie wykonawcy leżało też uzyskanie pozwolenia na synchronizację z siecią oraz przeprowadzenie 72-godzinnego testu.

Powyższy przykład pokazuje, że kogeneracja jest w transformacji energetycznej kluczowym narzędziem, które umożliwia przekraczanie granic tradycyjnej energetyki i dążenie do neutralności emisyjnej. Jej skuteczność i elastyczność czynią ją niezastąpionym i wysokowydajnym składnikiem energetycznym w ramach rozwiązań hybrydowych dla osiągnięcia zrównoważonej przyszłości energetycznej kraju. Rozwiązania hybrydowe są projektowane tak, aby wykorzystywać różne źródła energii i technologie, co pozwala na efektywne wykorzystanie paliwa i zwiększenie ogólnej efektywności energetycznej systemu. W rezultacie można osiągnąć większe oszczędności energetyczne i zmniejszyć emisję gazów cieplarnianych do atmosfery.

Materiał sponsorowany