Medzinárodná konferencia ENEF 2012

Medzinárodná konferencia ENEF 2012 Od spoluspaľovania uhlia a drevných štiepok k biopalivu (100%) BE OPEN TO CLEANER ENERGY Autor : Ing. Július Jankovský, člen prezídia ASPEK, projektový manažér Apertis, s.r.o. Lieskovec Kontakt : jankovsky@apertis.eu ENEF 2012 B.Bystrica 16-18.10.2012

Ekologizácia zdroja s LCP Identifikácia problému : Emisie SO 2 zo spaľovania hnedého uhlia Koncentrácia emisií SO 2 bola v rozmedzí 3 000-4 000 mg/m n 3, celkový objem 3500 ton Legislatívne požiadavky : od 1.1.2007 EL SO2 = 1 700 mg/m n 3 od 1.1.2008 EL SO2 = 2 400-4 * P tep P tep = tepelný príkon parných kotlov ENEF 2012 B.Bystrica 16-18.10.2012 2

Ciele projektu Zabezpečenie plnenia emisných limitov - emisný limit SO 2 pre zdroj je 1604 mg/nm 3 - emisný limit NO x - emisný limit TZL Udržnie konkurencieschopnosti v hlavných výrobných činnostiach Zosúladenie prevádzku zdroja s - platnou legislatívou SR a EU - energetickou koncepciou VÚC B.Bystrica - koncepciou mesta Zvolen v tepelnej energetike ENEF 2012 B.Bystrica 16-18.10.2012 3

Riešenie problému Rekonštrukcia kotlov K-01 a K-02 - výkon kotla K-01 výkon 108 MW t - výkon kotla K-02 výkon 65 MW t Palivá - nízkosírne hnedé uhlie a drevná štiepka - min. pomer HU a DŠ 85% : 15 % - max. pomer HU a DŠ 70% : 30 % ENEF 2012 B.Bystrica 16-18.10.2012 4

Schéma kotla K-01 ENEF 2012 B.Bystrica 16-18.10.2012 5

Schéma kotla K-02 ENEF 2012 B.Bystrica 16-18.10.2012 6

Zníženie emisií Emisné limity po rekonštrukcii v mg.m -3 : Znečisťujúca látka Limit SO 2 1 604 NO x 600 CO TZL 250 100 Emisie znečisťujúcich látok v t/rok Obdobie TZL SO 2 NO X CO 2003 50,0 3 500,0 430,0 50,0 2004 28,7 2 118,6 508,6 36,6 2005 32,9 2 067,6 538,9 38,1 2008 34,1 1 117,7 414,6 30,0 ENEF 2012 B.Bystrica 16-18.10.2012 7

Základné údaje projektu Prevádzkové potreby : pred 2006 plán 2009 Spotreba hnedého uhlia 200 000 115 800 t/r Spotreba DŠ 0 65 000 t/r Spotreba ZP 2 500 950 tis. m 3 /r Spotreba elektriny 17 000 17 000 MWh Množstvo popola 30 000 15 000 t/r Novobudované prevádzkové súbory : Skládka biomasy a súvisiaca logistika Automatický monitoring spalín (AMS) ENEF 2012 B.Bystrica 16-18.10.2012 8

Časový harmonogram Predprojektová príprava 2000-2005 PD pre stavebné povolenie 15.05.2005 Podanie žiadosti na MŽP SR 23.05.2005 Vyhlásenie verejnej súťaže 01.12.2005 Výber zhotoviteľa 24.04.2006 Začiatok rekonštrukcie K-01 24.04.2006 Komplexné skúšky K-01a DŠ 11.03.2007 Skušobná prevádzka K-01 od 12.03.2007 Začiatok rekonštrukcie K-02 01.04.2007 Komplexné skúšky K-02 09.05.2008 Vydanie kolaudačného rozhodnutia 06.06.2008 ENEF 2012 B.Bystrica 16-18.10.2012 9

Nová legislatíva v ochrane ovzdušia 24.novembra 2010 EP a R prijala novú legislatívu 17.12.2010 bola zverejnená v úradnom vestníku EÚ Smernica EP a R EÚ-2010/75/EÚ o priemyselných emisiách Povinnosť SR transponovať SPE do svojej legislatívy najneskôr do 6.1.2013, odvtedy bude platiť pre nové zdroje Pre jestvujúce zdroje bude platiť od 6.1.2014, okrem LCP na ktoré sa vzťahujú prechodné opatrenia ENEF 2012 B.Bystrica 16-18.10.2012 10

Sprísnenie emisných limitov Smernica sprísňuje súčasné minimálne požiadavky hraničné emisné limity pre LCP a vyhodnocovanie dodržiavania emisných limitov Pre jestvujúce LCP umožňuje flexibilné prechodné opatrenia (národný prechodný plán, dožitie starých zariadení a pre miestne teplárne...) Stanovuje povinnosť preskúmať stav pôdy a podzemných vôd už pred začatím prevádzky. Po ukončení prevádzky má prevádzkovateľ povinnosť uviesť lokalitu do pôvodného stavu. ENEF 2012 B.Bystrica 16-18.10.2012 11

Nové hodnoty emisných limitov Príkon Emisný limit mg.nm -3 Jestvujúce zariadenia Tuhé palivo Kvap. palivo Plynné palivo TZL SO 2 NOx TZL SO 2 Nox TZL SO 2 NOx CO 50-100 MW 30 400 300 30 350 450 5 35 100 100 100-300MW 25 250 200 25 250 200 5 35 100 100 > 300 MW 20 200 200 20 200 150 5 35 100 100 Nové zariadenia Tuhé palivo Kvap. palivo Plynné palivo TZL SO 2 NOx TZL SO 2 Nox TZL SO 2 NOx CO 50-100 MW 20 400 300 20 350 300 5 35 100 100 100-300MW 20 200 200 20 200 150 5 35 100 100 > 300 MW 10 150 150 10 150 100 5 35 100 100 ENEF 2012 B.Bystrica 16-18.10.2012 12

Agregačné pravidlá Výkonovo vymedzujú LCP a emisné limity stanovujú podľa celkového príkonu zariadenia nasledovne : Príkon zariadenia je súčet príkonov kotlov napojených na spoločný komín, bez ohľadu na druh spaľovaného paliva. Ak dve alebo viac separátnych spaľovacích zariadení (so samostatnými komínmi), môžu podľa povoľujúceho orgánu po zohľadnení technických a ekonomických faktorov vypúšťať odpadové plyny cez spoločný komín, budú sa považovať za jednu jednotku a ich príkony sa sčítajú. ENEF 2012 B.Bystrica 16-18.10.2012 13

Flexibilné opatrenia Výkonovo vymedzujú LCP zariadenie a emisné limity stanovujú podľa celkového príkonu zariadenia nasledovne : Obmedzená životnosť - prevádzka týchto zariadení je povolená do 31.12.2023, potom sa musia odstaviť, prevádzkové hodiny sú sledované, celková povolená doba prevádzky je 17 500 hodín. Malé izolované sústavy - výnimka do 31.12.2019 Miestne teplárne možnosť prevádzkovania do 31.12.2022 pri splnení stanovených podmienok MTP do 200 MW, plnenie súčasných limitov, splnenie podielu dodávkového tepla ENEF 2012 B.Bystrica 16-18.10.2012 14

Súvisiaca legislatíva SR Zákon č. 309/2009 Z.z. O podpore OZE a VÚ KVET a o zmene a doplnení niektorých zákonov v znení neskorších predpisov Zákon 656/2004 Z.z. O energetike, ktorý určuje systém podpory pre využívanie OZE a KVET ENEF 2012 B.Bystrica 16-18.10.2012 15

Iné účinky a dopady okrem SPE na podnikovú sféru V blízkej budúcnosti sa podniková sféra bude musieť vysporiadať aj s ďalšími dopadmi : Nová schéma prideľovania emisných kvót CO 2, realizácia ktorej súvisí s prijatím klimaticko-energetického balíčka a Zosúladenie limitov emisií s pridelenými národnými emisnými stropmi. Vypúšťanie emisií do vôd bude potrebné zosúladiť s požiadavkami vyplývajúcimi z implementácie Rámcovej smernice o vode, Rámcová smernica o pôde ENEF 2012 B.Bystrica 16-18.10.2012 16

Komplexnosť výberu alternatívneho riešenia Alternatívne riešenia je potrebné posúdiť po stránke technickej, ekonomickej - z nich vybrať environmentálne najvhodnejšie, ktoré spĺňa podmienky legislatívy SR a EÚ v oblasti všetkých zložiek životného prostredia. Riešenie by malo využívať možnosti podpory OZE a KVET, resp. domáceho paliva. Vhodné riešenie musí vyriešiť aj problémy z minulosti Optimalizácia parametrov zdroja môže zasiahnuť aj zariadenia na dodávku tepla - distribučný systém a SCZT. ENEF 2012 B.Bystrica 16-18.10.2012 17

dodávka tepla v TJ elektrina MWh tepelný výkon v MW využitie tepelného výkonu v % Najväčší problém zdrojov tepla v SR Nízke využitie inštalovaného výkonu Dodávka tepla a výroba elektrickej energie Inštalovaný tepelný výkon a jeho využitie 1 600 160 000 1 400 140 000 1 200 120 000 1 000 100 000 800 80 000 600 60 000 400 40 000 200 20 000 0 0 1956 1961 1966 1971 1976 1981 1986 1991 1996 2001 2006 2011 rok 250 50,0 45,0 200 40,0 35,0 150 30,0 25,0 100 20,0 15,0 50 10,0 5,0 0 0,0 1956 1961 1966 1971 1976 1981 1986 1991 1996 2001 2006 2011 rok Dodávka tepla Výroba elektriny Inštalovaný výkon Využitie tepelného výkonu ENEF 2012 B.Bystrica 16-18.10.2012 18

Desatoro pre výber vhodnej alternatívy 1. Analýza odberateľov zo sústavy CZT a určenie ich potreby tepla. 2. Zostavenie diagramu trvania potreby tepelného výkonu SCZT. 3. Krytie diagramu trvania potreby tepelného výkonu základným a špičkovými zdrojmi tepla. 4. Možnosť uplatnenia kombinovanej výroby elektriny a tepla. 5. Posúdenie technického riešenia tepelného zdroja podľa zostavených kritérií a požiadaviek odberateľov na teplonosné médium - výber riešenia rekonštrukcie spĺňajúceho technické požiadavky. ENEF 2012 B.Bystrica 16-18.10.2012 19

Desatoro pre výber vhodnej alternatívy 6. Optimalizácia tepelného výkonu zdroja z pohľadu výroby elektriny a celkovej energetickej efektívnosti, nutnosť plniť podmienky VÚ KVET. 7. Návrh vhodnej palivovej základne zdroja. 8. Posúdenie technického riešenia a palivovej bázy zdroja z pohľadu možnej podpory podľa platnej a zamýšľanej legislatívy. 9. Možnosti financovania výstavby zdroja a vypracovanie štúdie uskutočniteľnosti projektu rekonštrukcie zdroja pomocou dynamických ekonomických metód - výber optimálneho riešenia rekonštrukcie zdroja. 10. Environmentálne účinky tepelného zdroja na lokalitu - odporučenie výsledného riešenia rekonštrukcie zdroja. ENEF 2012 B.Bystrica 16-18.10.2012 20

Určenie potrebného výkonu zdroja Dodávka tepla na prahu zdroja ENEF 2012 B.Bystrica 16-18.10.2012 21

Diagram trvania potreby tepleného výkonu Diagram trvania potreby tepelného výkonu ENEF 2012 B.Bystrica 16-18.10.2012 22

Výber vhodného technického riešenia Technológia Kritériá výberu technológie centrálneho zdroja 1 2 3 4 5 6 Teplonosné Regulačný Povinný výkup Leg. obmedzenia Palivo Výkon médium rozsah HEU ZPN BM HEU ZPN BM Tepláreň CRC s PTG HEU, ZPN, BM Para, voda 65 30-100 A A A A A N Tepláreň CRC s KOTG HEU, ZPN, BM Para, voda 65 20-100 N N N A A N Tepláreň s ORC BM, ZPN Voda 10 50-100 Tepláreň s PPC ZPN Para, voda 65 50-100 Tepláreň s JBC ZPN Para, voda 65 50-100 Tepláreň s KGJ-SM ZPN Voda 65 0-100 Bioplynová stanica s KGJ BP Voda 3 80-100 Gasifikácia s KGJ DŠ Voda 3 50-100 A A A A A A N N N N N N ENEF 2012 B.Bystrica 16-18.10.2012 23

Možné technické riešenia Riešenia ktoré spĺňajú technické kritéria A0 Súčasný stav výroby elektriny a tepla, A1 Spoluspaľovanie uhlia a DŠ s využitím domáceho hnedého uhlia, A2 Rekonštrukcia zdroja s využitím spoluspaľovania biomasy a ZPN, A3 Rekonštrukcia zdroja s paroplynovým cyklom na ZPN. ENEF 2012 B.Bystrica 16-18.10.2012 24

Intenzita štátnej podpory Technológia Tepláreň s CRC Palivo Výkon zdroja Tepelný Elektrický Určená cena EE Výroba EE Doplatok Investičné náklady MW MW /MWh MWh tis. /MW th tis. /MWh Porovnanie % Hodnota zariadenia Úroveň podpory ZPN 65,0 11,1 83,65 96 356 450 29 250 23,5 2 268 220 100,0 100,0 Biomasa 65,0 11,1 122,64 96 356 850 55 250 62,5 6 025 141 188,9 265,6 Uhlie 65,0 11,1 88,72 96 356 650 42 250 28,6 2 756 745 144,4 121,5 Tepláreň s PPC ZPN 65,0 112,1 83,60 977 241 850 55 250 23,5 22 955 400 188,9 1 012,0 Tepláreň s JBC ZPN 65,0 22,8 83,60 198 380 550 35 750 23,5 4 659 946 122,2 205,4 Tepláreň s KGJ-SM ZPN 65,0 65,0 91,70 566 800 200 13 000 31,6 17 905 212 44,4 789,4 Bioplynová stanica BROH 65,0 65,0 118,00 566 800 3 500 227 500 57,9 32 812 052 777,8 1 446,6 Gasifikácia s KGJ Drevoplyn 65,0 65,0 159,85 566 800 4 000 260 000 99,7 56 532 632 888,9 2 492,4 ENEF 2012 B.Bystrica 16-18.10.2012 25

Technické riešenie A2 biomasa a ZPN výstup - 7,5 MPa, 490 o C, 80,1 MW, 104 t/h K - 01 RCHS 2,3 K - 6 TG-03 24,5 MW odber 1-1,2 MPa 260 o C, 30 MW, 15 t/h kondenzator - 0,035 MPa 80 o C, 58 MW, 55 t/h NČ odber 2-0,35 MPa,190 o C, 50 MW, 66 t/h NTO kondenzát CHÚV VS-SCZT TpA KČ Kondenzátor Chladiaca veža CHV Parametre zdroja : Parovod Horúcovod Tlak admisnej pary 7,5 Mpa 1,2 MPa 2,5 MPa ČCHV Teplota admisnej pary 490 o C 280 o C 135/70 o C Výroba pary 104 t/h 25 MW 40 MW Tepelný výkon kotlov Počet kotlov Elektrický výkon TG Počet turbín Výstupný výkon SCZT 95,0 MW th 2 ks 24,5 MW e 1 ks 65,0 MW th RV- 30 % OČPS PS - pásová sušiareň 75 O C RV- 45 % Palivo DŠ 12,5 MJ/kg, ZPN 0,0342 GJ/Nm 3 Typ kotlov K- 01 Bubnový strmorúrový, stacionárny fluid, K-6 bubnový strmorúrový 15 MW Typ turbogenerátorov T03 - Kondenzačná s 1 regulovaným 1,2 MPa a 1 neregulovaným odberom pary 0,35 MPa ENEF 2012 B.Bystrica 16-18.10.2012 26

Dopad sušenia DŠ na dodávku tepla ENEF 2012 B.Bystrica 16-18.10.2012 27

cena energie /MWh dotácia v /MWh, podiel v % Výber vhodného paliva Porovnanie ceny tepelného obsahu a ceny elektriny 200,00 100,00 180,00 90,00 160,00 80,00 140,00 70,00 120,00 60,00 100,00 50,00 80,00 40,00 60,00 30,00 40,00 20,00 20,00 10,00 0,00 CRC s TP - ZPN CRC s TP - Biomasa CRC s TP - HEU PPC - ZPN JBC - ZPN KGJ, SM - ZPN technologia BPS s KGJ - BROH Gass s KGJ - DP 0,00 Určená cena elektriny /MWh Podiel nákladov na palivo k určenej cene EE Cena tepla v palive /MWh Dotácia cez elektrinu ENEF 2012 B.Bystrica 16-18.10.2012 28

Ekonomicko finančná analýza ENEF 2012 B.Bystrica 16-18.10.2012 29

Environmentálne vhodné riešenie Porovnanie alternatív rekonštrukcie zdroja tepla v ZT P o l o ž k a M.j. A0 A1 A2 A3 súčasná domáce uhlie biomasa PPC Prevádzkové náklady 371 978 469 757 761 347 397 844 800 436 572 520 Tržby 326 858 156 1 078 072 767 549 042 870 451 650 510 Výsledok hospodárenia -45 120 313 320 311 420 151 198 070 15 077 990 Investičné náklady 50 000 000 90 000 000 60 500 000 40 000 000 Nenávratný finančný príspevok % 0,0 0,0 0,0 30,0 0,0 0,0 0,0 12 000 000,0 Výška vlastných investícií 50 000 000 90 000 000 60 500 000 40 000 000 Dodávka tepla GJ 585 857 585 857 1 081 957 585 857 MWh 162 738 162 738 300 544 162 743 Výroba elektriny MWh 95 000 480 000 165 000 168 964 Dodávka elektriny do siete MWh 71 743 438 372 139 943 155 749 Spotreba elektriny MWh 21 000 28 718 20 000 8 000 Spotreba uhlia t 80 000 697 251 0 0 Spotreba drevných štiepok t 75 000 0 241 730 32 967 Spotreba ZPN Nm 3 1 750 000 1 750 1 750 48 371 299 Produkcia zvyškov po horení t 12 750 104 588 2 417 330 Spotreba kvót CO 2 t 156 111 627 525 0 95 811 Cena elektriny /MWh 103,41 113,26 128,77 81,20 Cena tepla /MWh 15,62 15,62 10,39 15,62 Čistá súčasná hodnota 1 (NPV) -53 924 698 78 722 934 41 769 596 21 769 914 VVP (IRR) % 11,554 9,770 Index rentability (IR) INX 1,110 0,690 Diskontovaná doba splatnosti roky x 6 r 7 m 7 r 2 m x Poradie altarnatív x 2 1 x ENEF 2012 B.Bystrica 16-18.10.2012 30

Kontakty Ďakujem za pozornosť Ing. Július Jankovský jankovsky@apertis.eu www.apertis.eu +0905530507 ENEF 2012 B. Bystrica, 16-18.10.2012 31