Szilárd biomassza energetikai hasznosíthatóságának vizsgálata a Tiszai Erőmű telephelyén

Méret: px

Mutatás kezdődik a ... oldaltól:

Download "Szilárd biomassza energetikai hasznosíthatóságának vizsgálata a Tiszai Erőmű telephelyén"

Dániel Vass
8 évvel ezelőtt
Látták:

1 TEHETSÉGES HALLGATÓK AZ ENERGETIKÁBAN AZ ESZK ELŐADÁS-ESTJE Szilárd biomassza energetikai hasznosíthatóságának vizsgálata a Tiszai Erőmű telephelyén Egri Tamás Gépészkari alelnök egri.tamas@eszk.org ÁPRILIS 17.

hasznosíthatóságának vizsgálata a Tiszai Erőmű

Bevezető o Alternatív gazdasági modell iránti igény o EU: Megújuló Energia Útiterv 2020 o 20%-os megújuló részarány o 20%-os energiahatékonyság-növelés o 20%-os ÜHG kibocsátás-csökkentés o

2 Bevezető o Alternatív gazdasági modell iránti igény o EU: Megújuló Energia Útiterv 2020 o 20%-os megújuló részarány o 20%-os energiahatékonyság-növelés o 20%-os ÜHG kibocsátás-csökkentés o Magyarország: Megújuló Energia Hasznosítási Cselekvési Terv o fosszilis energiahordozó importfüggőség csökkentése o CO 2 emisszió-csökkentés (kvóták) o biomassza: megújulókban vett részarány jelenleg 80% o Biomassza, a vidékfejlesztés eszköze o hosszú távon, fenntarthatóan o új munkahelyek, plusz jövedelemforrás o lokális hasznosítás (kapcsolt termeléssel) 2

energiahordozó importfüggőség csökkentése o CO 2 emisszió-csökkentés (kvóták) o biomassza: megújulókban vett részarány jelenleg 80% o

3 A Tiszai Erőmű biomassza potenciálja Forrás o Faipari hulladékok kérdése o Energiaültetvényekkel nem kalkulálok o Mezőgazdasági potenciált mellőzöm o Kinyerhető hőteljesítmény: Potenciál [t/a] Q be,bio = E bio τ cs o Csúcskihasználási óraszám: 5000 h/év Fűtőérték [GJ/t] = 175,3 [MW] Energia [GJ/a] Erdészeti , Szőlővenyige , Gyümölcsfanyesedék , Összesen (E bio )

bio τ cs o Csúcskihasználási óraszám: 5000 h/év Fűtőérték [GJ/t] = 175,3 [MW] Energia [GJ/a] Erdészeti 230

4 A Tiszai Erőmű o 4 db 225 MW-os Láng BBC turbina o Gőzparaméterek: 164 bar/545 C/545 C 4

5 Biomassza kazán megvalósíthatósága o Eredeti hősémához illesztés: 50 MW részterhelésig o Ekkor csak szakaszos üzem o Hatásfok romlás: leginkább a turbina miatt o Vizsgálat eszköze: CycleTempo modell o Feltétel: eredeti gőzparaméterek biztosítottak Q be,50 = 50 [MW] η e,50,bio = 143, 14 [MW] o A forrás mennyisége éppen elegendő a részterheléses üzem ellátására, azonban ellátásbiztonsági szempontból indokolt a több energiahordozóban való gondolkodás 5

gőzparaméterek biztosítottak Q be,50 = 50 [MW] η e,50,bio = 143, 14 [MW] o A forrás mennyisége éppen elegendő a

6 Szén és biomassza együtt-tüzelés o Kazán kiválasztása: buborékoló fluidágyas o Biomassza minősége széles tartományban o Szemcseméret nagy (>40mm) o Kisebb teljesítménytartomány o Költséghatékony o Babcock&Wilcox katalógus: 164 bar/538 C biztosítható o Referencia: finn Rauhalahti erőmű: 136 bar/533 C (87 MW e ) o Számítási módszer: 65 és 100 MW villamos kapacitás között Q be,szén,i [MW] = Q be,i Q be,bio m szén,i kg s = Q be,szén,i H i,szén H i,szén =14,65 MJ/kg m szén,i,év t év = m szén,i τ cs 6

biztosítható o Referencia: finn Rauhalahti erőmű: 136 bar/533 C (87 MW e ) o Számítási módszer: 65 és 100 MW villamos

7 Szén és biomassza együtt-tüzelés Villamos telj. [MW] Bevezetendő hőteljesítmény [MW] Biomassza által bevitt hőteljesítmény [MW] Szénből fedezendő hőteljesítmény [MW] Szén tömegáram [kg/s] Szén évente [t/a] ,86 175,3 18,56 1, ,09 175,3 32,79 2, ,29 175,3 46,99 3, ,55 175,3 61,25 4, ,74 175,3 75,44 5, ,94 175,3 89,64 6, ,08 175,3 103,78 7, ,34 175,3 118,04 8,

Szén tömegáram [kg/s] Szén évente [t/a] 65 193,86 175,3 18,56 1,27 35 950 70 208,09 175,3 32,79 2,24 63 518 75 222,29

8 Környezetvédelmi vonatkozások o Szénmonoxid képződés o kordában tartható: tüzelésszabályozás, jó keveredés, megfelelő tűztér kialakítás Kibocsátási Légszennyező anyag határérték o Nitrogén-oxidok képződése [mg/nm 3 ] o oka: főként a magas lánghőmérséklet o megoldás: Szilárd több anyag fokozatú égés, füstgáz-recirkuláció, 150 megfelelő égők o fluidkazánnál CO kedvező adatok 250 o Elégetlen NO szerves vegyületek x 200 o kiküszöbölhető: fluidkazánnál jó kiégés, nagy felületen, megfelelő tartózkodási SO 2 és idővel SO o Kénoxidok Elégetlen szerves 50 o biomassza szénvegyületek esetén elhanyagolható lenne o szén miatt (főként a borsodi) szükséges a kezelés o fluidágyas kazánnál a tűztérben végrehajtható mészkő befecskendezéssel 8

kedvező adatok 250 o Elégetlen NO szerves vegyületek x 200 o kiküszöbölhető: fluidkazánnál jó kiégés, nagy felületen, megfelelő tartózkodási SO 2 és idővel SO 3 1000 o Kénoxidok

9 Környezetvédelmi vonatkozások oszállópernye leválasztás o berendezés: elektrosztatikus porleválasztó o sztöchiometriai számítás: o légfeleslegtényező: 1,35 o bekötési tényező (természetes leválasztódás): 0,05 o tüzelőanyagok elemi összetétele BIOMASSZA SZÉN Elem Súlyszázalék [%] Elem Súlyszázalék [%] C karbon 32 C karbon 46 H hidrogén 4 H hidrogén 3,3 S kén 0,025 S kén 3 O oxigén 27 O oxigén 12 N nitrogén 0,26 N nitrogén 0,6 n nedvesség 35 n nedvesség 25 h hamu 0,9 h - hamu 10 9

összetétele BIOMASSZA SZÉN Elem Súlyszázalék [%] Elem Súlyszázalék [%] C karbon 32 C karbon 46 H hidrogén 4 H hidrogén

10 Környezetvédelmi vonatkozások 110 Füstgáz térfogatáram Eredő Biomasszából Szénből Füstgázáram [Nm 3 /s] Villamos kapacitás [MW] 10

Szénből Füstgázáram [Nm 3 /s] 60 50 40 30 20

11 Környezetvédelmi vonatkozások Leválasztandó pernyetartalom és leválasztási fok , ,98 Leválasztandó pernye Pernyetartalom [mg/nm3] ,975 0,97 0,965 0,96 Leválasztási fok Leválasztási fok [-] , , Villamos kapacitás [MW] 0,945 11

000 6 000 5 000 0,975 0,97 0,965 0,96 Leválasztási fok Leválasztási fok [-] 4

12 Gazdasági értékelés o Egységköltség számítás o állandó Rövidítés egységköltség: Elnevezés Érték i Ft k á kwh = α interkaláris l i + α TMK tényező + α e a 0 r TMK r ÜT 1,040 α l [1/a] leírási költségtényező τ cs ν VH (1 ε) 0,123 o változó α TMK [1/a] egységköltség: karbantartási költségtényező 0,04 α e [1/a] egyéb költségtényező Ft k v kwh = p ü 0,01 r TMK karbantartási tartaléktényező η e 1,07 o eredő r ÜT egységköltség: üzemi tartaléktényező 1,05 ε önfogyasztási tényező 0,1 k = k á + k v τ cs [h/a] csúcskihasználási óraszám 5000 ν VH változó hiánytényező 0,97 12

költségtényező 0,04 α e [1/a] egyéb költségtényező Ft k v kwh = p ü 0,01 r TMK karbantartási tartaléktényező η e 1,07 o eredő r ÜT

13 Gazdasági értékelés [millió Ft] Beruházási költségek Villamos kapacitás [MW] Kazán EPL Eredő 13

500 5 000 2 500 0 Beruházási költségek 65 70 75 80

14 Gazdasági értékelés Tüzelőanyag hőár 0, ,4 Eredő hőár ,35 0,3 Szén hőarány Hőár [Ft/GJ] ,25 0,2 Hőarány [-] , , , Villamos kapcitás [MW] 0 14

240 1 200 0,25 0,2 Hőarány [-] 1 160 0,15 1 120 0,1 1 080

15 Gazdasági értékelés 30 Egységköltségek állandó 25 változó Eredő 20 [Ft/kWh] Villamos kapacitás [MW] 15

Összefoglalás o Meglévő blokkátállítása 100%-ban biomassza-tüzelésre nem indokolt sem műszakilag, sem költséghatékonyság szempontjából o Gazdasági okokból is érdemes a nagyobb

16 Összefoglalás o Meglévő blokkátállítása 100%-ban biomassza-tüzelésre nem indokolt sem műszakilag, sem költséghatékonyság szempontjából o Gazdasági okokból is érdemes a nagyobb teljesítménytartományokban gondolkodni o Ekkor a keletkező hamut is kezelni kell tudni o Az egységköltségek jóval magasabbak a versenyképes piaci árnál o Támogatás feltétlen szükséges o Kapcsolt energiatermelés lenne ideális: erre azonban nem ígérkezik lehetőség a Tiszai Erőmű esetén o CO 2 emisszió kérdése 16

is kezelni kell tudni o Az egységköltségek jóval magasabbak a versenyképes piaci árnál o Támogatás feltétlen szükséges o

17 TEHETSÉGES HALLGATÓK AZ ENERGETIKÁBAN AZ ESZK ELŐADÁS-ESTJE Köszönöm a figyelmet! Egri Tamás Gépészkari alelnök egri.tamas@eszk.org ÁPRILIS 17.

Hasonló dokumentumok

Hulladékhasznosító mű létesítésének vizsgálata a Tiszai Erőmű telephelyén

TEHETSÉGES HALLGATÓK AZ ENERGETIKÁBAN AZ ESZK ELŐADÁS-ESTJE Hulladékhasznosító mű létesítésének vizsgálata a Tiszai Erőmű telephelyén Pintácsi Dániel Energetikai mérnök MSc hallgató pintacsi.daniel@eszk.org