1 XXVI. Seminář energetiků 19. až 21. 1. 2016 Luhačovice Vývoj v oblasti energetických surovin v ČR. Energetické možnosti využití hlubinných dolů po ukončení těžební činnosti Ing. Pavel Bartoš, FITE a.s. předseda představenstva FITE a.s. prezident Sdružení pro rozvoj MSk člen Rady vlády pro energetickou a surovinou strategii
Doceňujeme význam surovin? 2 Hospodářský význam Ekonomický význam Konkurenceschopnost Zaměstnanost Vnitřní bezpečnost ČR Vnější bezpečnost ČR
3 Jaké tuzemské suroviny máme k dispozici? Hnědé uhlí střednědobá perspektiva s moha otazníky a odpůrci Černé uhlí stát prakticky nemá vliv na ukončení těžby může nastat velmi brzy Uranová ruda ukončení těžby v roce 2016 Zemní plyn a ropa marginální zásoby Břidlicový plyn není vůle ani ověřit zda máme jeho zásoby Směsný komunální odpad odpor k jeho využívání Rudy ukončená veškerá těžba Obnovitelné energetické zdroje Zbývají stavební suroviny
4 Vicepremiér Babiš: Česká republika musí být připravena na válku My musíme intenzivně zbrojit Určitě bychom měli podporovat domácí zbrojní průmysl
5 Co to je zbrojní průmysl a kde začíná? Dostupné surovinové zdroje (černé uhlí, suroviny pro výrobu oceli Koksárenský a ocelářský průmysl Potravinová soběstačnost Strategická infrastruktura Vlastní zbrojní průmysl
6 Stát chce podporovat zbrojní průmysl Jaká je skutečnost: Připravujeme se na uzavření černouhelných hlubinných dolů v ČR i v EU Je ohroženo evropské ocelářství Celá EU je prakticky závislá na dovozu surovin včetně energetických
7 Energetické možnosti využití hlubinných dolů po ukončení těžební činnosti
Orientační členění dolů 8 Podle způsobu těžby: Povrchové lomy Hlubinné doly Podle fáze životnosti dolu: Důl ve výstavbě Činný důl provádí se těžba Důl po ukončení těžební činnosti: Důl v likvidaci Důl v konzervaci (předpokládá se další těžba) Důl v aktivní konzervaci (jiné využití a předpoklad další těžby) Podle těženého nerostu: Uhelné doly Rudné a nerudné doly Těžba stavebních surovin
9 Využití hlubinných dolů po ukončení těžební činnosti Příležitosti: Důlní vody a jejich vlastnosti Teplota důlních vod vytápění, tepelná čerpadla Složení důlních vod volnočasové aktivity, balneoterapie Po úpravě zdroj pitné vody prakticky ověřeno Svislá výška důlních jam Důlní vodní přečerpávací elektrárny akumulace energie, špičková energie Důlní prostředí Využití tepla horninového prostředí geotermální teplo Zásobníky zemního plynu (dle podmínek) Ukládání odpadů (dle podmínek) Nedotěžené uhelné zásoby zplyňování uhlí v dole Obnovení těžební činnosti původního nerostu Pěstební činnost žampiony, hlíva ústřičná Důlní plyn - metan Odsávání důlního plynu za účelem energetického využití kogenerační výroba elektrické energie a tepla
10 Komplexní využití dolů po ukončení těžební činnosti Maximální a efektivní využití daných příležitostí rozmělnění fixních nákladů na provoz dolu (čerpání důlních vod, větrání dolu, údržba a provoz těžních zařízení) Aktivní dlouhodobá konzervace dolu Doly se zpravidla nezavírají z důvodu dotěžení všech zásob nerostu, ale z ekonomických důvodů (náklady na těžbu jsou vyšší než tržní hodnota nerostu)
Vlastnosti a potenciál důlních vod v Ostravské dílčí pánvi 11 Vysoká salinita a příměs stopových prvků Potvrzené léčebné účinky Ověřena možnost vyčištění na úroveň pitné vody Stávající zásoby důlních vod v Ostravské dílčí pánvi se odhadují na 1,2 až 2,7 mil. m3 Teplota důlních vod cca 28 ºC Současná hladina důlních vod v Ostravské dílčí pánvi cca 600 m pod povrchem
12 Schéma částečně zatopené ostravské dílčí pánve
Důlní vodní přečerpávací elektrárna 13 Akumulace elektrické energie Výroba špičkové elektrické energie Čerpání důlních vod na povrch v době nízké, nebo záporné ceny elektrické energie Environmentálně příznivé nezatěžuje krajinu Multiplikační efekt s jinými příležitostmi
Podmínky realizace 14 Poptávka po špičkové energii a akumulaci energie Ekonomická výhodnost Částečná likvidace dolu musí být prováděná v souvislosti s budoucím využitím Provozuschopné větrání, jámy a těžní zařízení Možnost vybudování dostatečně kapacitní povrchové retenční nádrže Schopnost udržovat hladinu důlní vody na konstantní úrovni Komplexní využití maxima příležitostí Zvážit, zda budoucí těžba je reálná Vlastnosti důlních vod podklad pro konstrukční řešení a volbu materiálů
Lokalita pro realizaci prototypového zařízení důlní přečerpávací elektrárny 15 DIAMO, S.P. VODNÍ JÁMA JEREMENKO Provozní budova dřeviště Sklad hořlavin Rozvodna
16 Hlavní části přečerpávací elektrárny generátorová část Horní retenční nádrž Spodní retenční nádrž zatopený důl Spádové potrubí sklolaminát Ø 300mm Peltonova turbína vlastní vývoj Synchronní generátor s příslušenstvím Spojovací potrubí, jímka od turbínou a odpadní gravitační potrubí pro odvod vody Hydraulické ovládací prvky (dýza, deflektor, kulový ventil, šoupátka, příruby aj.) Hydraulické agregáty pro ovládání (dýzy, deflektoru, kulového ventilu, šoupátek Elektrická část silová kabely, spínací a jistící technika Ovládání, měření, diagnostika, regulace, čidla a bezpečnostní okruhy
17 Hlavní parametry přečerpávací elektrárny Svislá spádová výška 580 m Průměr spádového potrubí DN 300 Materiál spádového potrubí sklolaminát Max. průtok Q max = 0,12 m 3 /s Opt. výkon P topt = 607 kw Opt. průtok Q opt = 0,1 m 3 /s Horní retenční nádrž 150 m 3 Doba provozu pouze z retenční nádrže cca 10min, při průběžném doplňování čerpanou důlní vodou prakticky neomezeně Dolní retenční nádrž zatopená důlní díla, odhad 1,5 až 2,0 mil. m 3
18 Hlavní části přečerpávací elektrárny čerpadlová část Velkokapacitní vysokotlaká ponorná čerpadla s asynchronními motory (jedno v provozu, jedno záložní) Výtlačné potrubí (sklolaminát 2 x Ø 300mm, dvě provozní a jedno záložní) Vypouštění čerpané důlní vody do vodoteče (Ostravice), odbočkou pak do horní retenční nádrže) Poznámka: Čerpací systém byl instalován na dvou tzv. vodních jámách (Jeremenko a Žofie) před zahájením zatápění Ostravské dílčí pánve OKR, tak aby důlní vody nemohly zatopit činnou část OKR Karvinskou dílčí pánev.
19 Hlavní parametry přečerpávací elektrárny čerpadlová část Čerpadlo typ Počet čerpadel instalovaných v dole UPZ 180-440/10a 2, z toho jedno záložní Qprům 166,6 l/s,(600 m 3 /hod) Qmax 222,2 l/s,(800 m 3 /hod) Hmin Hmax Otáčky 570 m 740 m 1 471 l/min Výkon motoru Pn 1600 kw Napětí Jmenovitý proud Výtlačné potrubí Materiál potrubí Vypouštění důlních vod 6000 V (50 Hz),třífázové 209,1 A 3 x DN300, dvě provozní a jedno záložní sklolaminát Do blízké vodoteče řeka Ostravice
Dispoziční řešení systému důlní přečerpávací elektrárny 20 Přívodní potrubí Důlní stvol Rozvaděče Retenční nádrž Důlní budova Turbínové soustrojí Důlní retenční prostor Důlní chodba
Dispoziční řešení přečerpávací elektrárny v důlní chodbě 21 FINÁLNÍ VARIANTA PROTOTYPOVÉHO ŘEŠENÍ DŮLNÍ ČÁST Hydraulický agregát pohonu kul. kohoutu Turbínové soustrojí s rámem Hydraulický agregát pohonu dýzy a deflektoru Gravitační odpadní potrubí Spádové potrubí Propojovací potrubí
22 Finální realizovaný prototyp turbínového soustrojí
23 Finální provedení pilotního zařízení
24 Realizace přečerpávací elektrárny v důlní chodbě
25 Realizace přečerpávací elektrárny v důlní chodbě - turbínové soustrojí
26 Realizace přečerpávací elektrárny v důlní chodbě pohled ze zadní části chodby
Řešení úkolu VaV 27 Projekt : Výzkum a vývoj přečerpávací vodní elektrárny v hlubinném dole Program: TIP - Ministerstvo průmyslu a obchodu ČR Doba řešení projektu: 2011 a květen 2015 Příjemce účelové podpory: hlavní řešitel - FITE a.s., Ostrava Spolupříjemce: REACONT, a.s., Ostrava Spolupříjemce: SIGMA Výzkumný a vývojový ústav, s.r.o., Lutín Spolupříjemce: Vysoká škola báňská Technická univerzita Ostrava, Hornicko-geologická fakulta
Poděkování za spolupráci 28 Ministerstvo průmyslu a obchodu ČR za poskytnutí dotace v rámci programu TIP Státní podnik DIAMO s.p., Odštěpný závod ODRA v Ostravě za aktivní a vstřícnou spolupráci při výzkumných a vývojových pracích, při vlastní realizaci a provozu Český báňský úřad a Obvodní báňský úřad v Ostravě konzultační a poradenská činnost při řešení technických a legislativních problémů Ostatním spolupracujícím osobám a institucím
29 DĚKUJI ZA POZORNOST