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. 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 % 2. Vyšší flexibilita vyvedení elektrického výkonu do elektrizační soustavy 3. Splnění požadavků Směrnice 2003/55/ES nediskriminovaný přístup biometanu do plynárenských sítí 4. 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 m 3 /hod mil.m 3 /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
Německ o m 3 /h od Pro Výst Proj Celk voz avba ekt em 48 845 27 980 18 770 95 595 Poč et 76 42 32 150 74 Vývoj produkce biometanu v evropských zemích Německo Provoz Výstavba Projekt Celkem m 3 /hod 48 845 27 980 18 770 95 595 Počet stanic 76 42 32 150 74 Ostatní Evropa Provoz Výstavba Projekt Celkem m 3 /hod 10 170 760 1 310 12 240 Počet stanic 42 3 2 47 5 Zdroj: www.biogaspartner.de Bioplyn a biometán - Efektívna alternatíva energie, Bratislava, 28.3.2012 4
Struktura zdrojů biometanu v Německu m 3 CH 4 /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 Bioplyn a biometán - Efektívna alternatíva energie, Bratislava, 28.3.2012 5
Přírůstek kapacity 2010/2012 72 % Rok 2012: Celková kapacita 95 595 m³/hod Celkový počet zařízení: 150 Rok 2010: Celková kapacita 55 303 m³/hod Celkový počet zařízení: 74 16% 4 ks 22% 2 ks 9% 5 ks 1% 4 ks 6 % 13 ks 6% 10 ks 22% 18 ks 10% 11 ks 7% 7 ks 100-200 201-300 301-400 401-500 501-600 601-750 751-1 000 1 001-5 000 nad 5 000 30% 42 ks 8% 8 ks 26% 11 ks 1% 5 ks 4% 14 ks 17% 46 ks 100-200 201-300 301-400 401-500 501-600 601-750 751-1 000 Přírůstek počtu BPS 2010/2012 103 % 8% 14 ks 5% 10 ks 1 001-5 000 nad 5 000 Bioplyn a biometán - Efektívna alternatíva energie, Bratislava, 28.3.2012 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 CO 2 ) 3. Vtláčecí uzel ( komprese, sušení, měření kvality a množství, M+R, těžební plynovod) 4. Vzdálená kogenerační jednotka Bioplyn a biometán - Efektívna alternatíva energie, Bratislava, 28.3.2012 7
Schéma řetězce BPS - vzdálená kogenerační jednotka s využitím biometanu pro výrobu el. energie ve VT Bioplyn a biometán - Efektívna alternatíva energie, Bratislava, 28.3.2012 8
Zapojení vzdálené kogenerační jednotky pro energetické využití biometanu pro dodávku elektřiny ve VT Bioplyn a biometán - Efektívna alternatíva energie, Bratislava, 28.3.2012 9
teplo [GJ] Výroba elektrické energie a tepla v kogenerační jednotce s akumulací 60,000 Výroba tepla Akumulace Spotřeba tepla Výroba tepla v kotli 50,000 40,000 30,000 20,000 10,000 0,000 6:00 7:00 8:00 9:00 10:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:0020:0021:0022:0023:00 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 Jednotka Výkon bioplynové stanice v m 3 /hod 250 500 1 000 1 500 2 000 Spotřeba siláže t/rok 10 800 21 600 43 200 64 800 86 400 Spotřeba tepelné energie GJ/rok 3 100 6 200 12 400 18 600 24 800 Spotřeba elektrické energie MWh/rok 302 847 1 694 2 541 3 388 Produkce biometanu m 3 /hod 140 280 559 839 1 118 Tepelný obsah biometanu (LHV) GJ/rok 36 858 73 717 147 433 221 150 294 866 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 MW e 724 1 545 3 091 4 636 6 444 Tepelný výkon kogenerační jednotky MW t 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 Dodávka tepelné energie GJ/rok 16 982 32 177 64 355 96 532 123 847 Bioplyn a biometán - Efektívna alternatíva energie, Bratislava, 28.3.2012 11
Investiční náklady v % Porovnání struktury investičních nákladů pro rozdílné velikosti BPS v mil. EUR 100 3,66 5,50 9,38 13,22 17,60 90 80 70 39,10 46,34 48,78 48,68 46,68 60 50 40 30 20 10 0 32,56 17,28 25,02 18,84 18,19 12,08 11,53 14,09 11,49 11,33 16,84 17,31 20,30 21,60 21,95 250 500 1 000 1 500 2 000 Kapacita bioplynové stanice [m³/hod] Vlastní bioplynová stanice Vypírka CO2 Předávací a měřící stanice biomethanu vč. přípojky Kogenerační jednotka Bioplyn a biometán - Efektívna alternatíva energie, Bratislava, 28.3.2012 12
Vstupní parametry pro ekonomické hodnocení doba provozu BPS 8 000 hod/rok doba provozu kogenerační jednotky 5 300 hod/rok Doba hodnocení projektu 20 roků obsah metanu v BP 53 %obj.ch4 obsah metanu v BM 97 %obj.ch4 cena siláže 30 EUR/t cena elektrické energie (pouze distribuce) 42 EUR/MWh cena tepla z biomasy (štěpka) 16 EUR/GJ prodejní cena elektrické energie z KJ 52 EUR/MWh prodejní cena tepla z KJ 12 EUR/GJ Investiční náklady hrazeny vlastními prostředky požadované IRR 8% meziroční nárůst cen energií 3% Inflace 3% Bioplyn a biometán - Efektívna alternatíva energie, Bratislava, 28.3.2012 13
Eur/MWh Zelený bonus AF " pro ekonomicky udržitelný provoz BPS (bez investiční podpory) 250,0 Ekonomicky udržitelný bonus 200,0 150,0 Ekonomicky udržitelný bonus s bonifikací tepla z OZE 100,0 Současný bonus AF1 50,0 0,0 250 500 1 000 1 500 2 000 Výkon BPS v m³/hod Současný bonus AF2 Bioplyn a biometán - Efektívna alternatíva energie, Bratislava, 28.3.2012 14
Eur/MWh Zelený bonus pro ekonomicky udržitelný provoz BPS (s investiční podporou 30%) 200,0 180,0 Ekonomicky udržitelný bonus 160,0 140,0 120,0 100,0 80,0 60,0 40,0 20,0 Ekonomicky udržitelný bonus s bonifikací tepla z OZE Současný bonus AF1 0,0 250 500 1 000 1 500 2 000 Výkon BPS v m³/hod Současný bonus AF2 Bioplyn a biometán - Efektívna alternatíva energie, Bratislava, 28.3.2012 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:vlastimil.dvorak2@rwe.cz Bioplyn a biometán - Efektívna alternatíva energie, Bratislava, 28.3.2012 16