32. Konferencia priemyselných energetikov 2009 Dostupnosť a cenové trendy brikiet a peliet Prof. Ing. Ľubomír Šooš, PhD. Strojnícka fakulta STU v Bratislave 27.-28. október 2009, hotel Podjavorník v Papradne pri Považskej Bystrici
Obsah 1. Trh s ušľachtilými palivami 2. Zdroje suroviny 3. Realizované skúšky biopalív 4. Technologické linky
1980 1981 1982 1983 1984 1985 1986 1897 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 tis.ton tis. ton 1. TRH S BIOPALIVAMI skutočnosť predpoklad 200 150 100 50 skutočnosť predpoklad 1300 1200 1100 1000 900 800 700 600 500 400 300 200 100 0 0 Prehľad výroby brikiet v Rakúsku Prehľad výroby peliet v Rakúsku Rakúsko - Energieverwertungsagentur, rok 2009, 900 000 ton. Švédsko asi 700 000 ton ročne, Spojené štáty až 750 000 ton. Na Slovensku či v Čechách sa na domácom trhu predávajú len v minimálnom objeme a viac ako 90 % vyrobenej produkcie sa exportuje.
Mapa producentov brikiet na Slovensku
Mapa producentov peliet na Slovensku
2. ZDROJE SUROVINY Energonosiče vyrobené zo: zo zámerne pestovanej fytomasy (Štovík, Ekover ) z odpadovej fytomasy (vedľajší produkt poľnohospodárskej výroby) zo zmesovej odpadovej fytomasy
Druh paliva 2. ZDROJE SUROVINY Zámerne pestovaná fytomasa Odhadovan é množstvo [t] Obsah vody [%] Výhrevnos ť [MJ/kg] Obsah popola [%] Obsah síry [%] Ekover 140-350 tis. 10 15,5 6 0,15 650 Ekover S 4 mil. 10 15,5 6 0,1 680 Ekover T 2 mil. 10 15,5 5 0,07 650 Merná hmotnosť [kg/m 3 ] Ekover - odpad z čistenia semien poľnohospodárskych plodín Ekover S - seno, slámou obilnín a slamou olejnín. Ekover T - celé nadzemné částice žitovce (Triticale, kříženec žita a pšenice) slámou a klasy včetně zrna. Zastúpenie: Slovensko Ing. Francisci Peter SHR, Košúty, Hlavná číslo domu: 383 Litva, Rumúnsko
2. ZDROJE SUROVINY Zámerne pestovaná fytomasa Ing. Vlasta Petříková, DrSc. CZ Biom, Pod Věží 2, Praha 6, 169 00, Česká republika vpetrikova@volny.cz, tel.:+420 233 356 940, fax:+420 233 356 940
2. ZDROJE SUROVINY Odpadová fytomasa Druh biomasy Možná ročná produkcia na energetické účely [t] Energetický ekvivalent [TWh] [PJ] slama obilná 729 000 2,8 10,4 Kukurica 668 000 2,61 9,4 Repka 206 000 0,82 2,9 Slnečnica 220 000 0,81 2,8 drevný odpad 208 000 0,90 3,1 biomasa na spaľovanie spolu 2 031 000 7,94 28,6 Potenciál poľnohospodárskej biomasy vhodnej na energetické zhodnotenie Zdroj: Materiál schválený vládou SR 15.3.2006 Z teoretického množstva energie vyrobenej spaľovaním biomasy 28,6 PJ by bolo možné za priaznivých podporných mechanizmov využiť v odvetví poľnohospodárstva 10 až 30 %. Veľmi významnou surovinou vhodnou pre výrobu ušľachtilých biopalív je fytomasa. Na Slovensku sa ročne sejú obiloviny približne na 800 000 hektároch.
2. ZDROJE SUROVINY zmesová odpadová fytomasa Pelety z kalu z ČOV
3. REALIZOVANÉ SKÚŠKY Celkovo sme vykonali skúšky v štyroch dňoch u troch výrobcoch brikiet alebo peliet. Predmetom realizovaných skúšok bolo overiť, či dodaný odpad je vôbec vhodný na lisovanie, pri akých podmienkach sa môže realizovať (teplota, vlhkosť, frakcia odpadu), ktorá z technológií (briketovanie, peletovanie) je vhodnejšia, prípadne preveriť možnosť spolupráce pri spracovaní odpadu.
Malacky Lehota pod Vtáčnikom Lučenec opakovaná prevádzková skúška Z dôvodu vysokého obsahu popola sme Geoanalytické laboratórium požiadali o vykonanie testov na jeho spekanie. Laboratórium vykonalo požadované skúšky a doplnilo pôvodné protokoly aj o tieto údaje. Dodané vzorky boli spopolňované pri teplote 815 C po dobu 60 minút. Laboratórium nám dodalo výsledky skúšok 5.2.2008. Popol pri všetkých vzorkách bol jemný prášok
Popol (%) Prchavá horľavina (%) Porovnanie popolu v odvodnených vzorkách Porovnanie prchavej horľaviny v odvodnenej vzorke 83 9 82 8 81 7 80 6 79 5 4 3 2 78 77 76 75 74 1 73 0 Obilná zmes Repka Druhy vzoriek Kukurica Obilie, Repka 72 Druhy vzoriek Obilná zmes Repka Kukurica Obilie, Repka
Výhrevnosť (MJ/kg) Síra (%) Porovnanie výhrevnosti v odvodnenej vzorke Porovnanie síry v odvodnenej vzorke 19,5 0,6 19 0,5 18,5 18 0,4 17,5 0,3 17 16,5 0,2 16 0,1 15,5 15 Obilná zmes Repka Druhy vzoriek Kukurica Obilie, Repka 0 Druhy vzoriek Obilná zmes Repka Kukurica Obilie, Repka
Uhlík (%) Vodík (%) Porovnanie uhlíka v odvodnených vzorkách Porovnanie vodíka v odvodnených vzorkách 50 7,2 49 7 48 6,8 47 46 6,6 45 6,4 44 6,2 43 42 6 41 Druhy vzoriek Obilná zmes Repka Kukurica Obilie, Repka 5,8 Druhy vzoriek Obilná zmes Repka Kukurica Obilie, Repka
Prvky 90 80 70 60 50 40 30 Spalné teplo Q (MJ/kg) Popol A (%) Prchavá horľavina V (%) Výhrevnosť Q (MJ/kg) Síra S celk. (%) Uhlík C (%) Vodík H (%) Dusík N (%) Spalné teplo Q (MJ/kg) Popol A (%) Prchavá horľavina V (%) Výhrevnosť Q (MJ/kg) Síra S celk. (%) Uhlík C (%) Vodík H (%) Dusík N (%) 20 10 0 Obilná zmes Repka Kukurica Obilie, Repka Druhy vzoriek Sledované hodnoty na vybraných vzorkách fytomasy
Netradičné suroviny Pelety z rašeliny
Netradičné suroviny Pelety z kakaových šupiek
Netradičné suroviny Pelety z humusu z kalifornských dažďoviek
4. Technologické linky ROZBOR STROJOVÉHO PARKU Sekcia prijímania suroviny Sekcia zhutňovania Sekcia expedície Schéma usporiadania linky Sekcia prijímania V uvedenej sekcii ide o vybudovanie miesta na ktoré sa bude z jednotlivých medziskladov navážať odpad 1 2 3 4 5 6 Schéma usporiadania Sekcie prijímania suroviny 1 prihrňovacia závitovka, 4- dopravník 2 dopravník 5- vertikálny šrotovník 3 kondicionér 6- zásobník premiešavač
Sekcia zhutňovania Jadrom celého ekokomplexu sú zhutňovacie (briketovacie a peletovacie stroje), ktoré limitujú výkon, tvar, hustotu a kvalitu výliskov. 7 8 9 Schéma usporiadania Sekcia zhutňovania 7 zhutňovací stroj (briketovací alebo peletovací lis), 8 chladenie 9 balenie Briketovací lis BL 50-250
Prstencový granulátor GP 300 až GP 630 Typ stroje GP 300 GP 400 GP 530 GP 630 Průměr matrice 304 400 535 600 Délka mixeru 1300 mm 1500 mm 2000 mm 2000 mm Příkon - krmivo 15-45 kw 55-90 kw 110-150 kw 150-220 kw - piliny 37 kw 75 kw 150 kw 180 kw Výkon - krmivo 0,5-2,5 t/h 3-8 t/h 8-12 t/h 10-15 t/h - piliny 0,3-0,5 t/h 0,6-1 t/h 1,2-2 t/h 1,6-2,8 t/h Hmotnost stroje cca 1,5 t cca 2,5 t cca 5,9 t cca 6,8 t
Hlavné technické parametre granulátora TL 600 Parameter Jednotka Hodnota Príkon kw 75 Elektromotor VP 280 M06 07T Prúdové zaťaženie elektromotora A 142 Vstupní teplota naparenej suroviny C 70-80 Výstupní teplota granulí vo výpadu C 70-85 Tlak suché páry pre naparovanie suroviny MPa 0,2 0,5 Teplota suché páry pre naparovanie C 120 150 Spotreba páry kg t -1 h -1 50 Hmotnosť stroje kg 4 400 Viskozita melasy cp 5 500 Teplota melasy C do 47 Množstvo vzduchu pre aspiráciu m 3 min -1 15 Celková tlaková strata na pripojovacej prírube Pa 500 Koncentrácia plynných a pevných škodlivín mgm -3 200 Teplota odsávaných škodlivín C 40-50
4. Technologické linky NÁVRH TECHNOLOGICKÉHO KOMPLEXU DO DANÝCH PRIESTOROV Reálne kombinácie strojov Navrhované varianty pri rôznych hodinových výkonoch linky 600 kg/hod 2x briketovací lis BZ 50-250 1x peletovací lis GP 300 1x peletovací lis TL 700 repasovaný lis A BZ B GP C TL
Kombinatorika riešenia Po z. čís lo Druh Stroja Označenie zariadenia 1 Prihrňovacia závitovka, SP 1000 Dodávateľ/ Klima_Vzduch. Air Techno 2 Závitovkový dopravník Turčianske obilné mlyny Cena za kus [EUR] 1000 Repas. Jedn ot. príko n [kw] Celko vá cena A BZ B GR C TL Celko vý príkon Celko vá cena Celko vý príkon Celko vá cena Celko vý príkon 3 1000 3 1000 3 1000 3 1163 2,5 1163 2,5 1163 2,5 1163 2,5 3 Kondicionér Stoza, s.r.o. 2820 3,5 2820 3,5 2820 3,5 2820 3,5 4 Vertikálny šrotovník Stoza, s.r.o. 2820 15 2820 15 2820 15 2820 15 5 Závitovkový dopravník Turčianske obilné mlyny 1163 2,5 1163 2,5 1163 2,5 1163 2,5 6 Zásobník premiešavač Šustrík 11775 7,5 11775 7,5 11775 7,5 11775 7,5 Briketovacie lisy BL 50-250 Šnekový dopravník trubkový ŠDT150-6m Zásobník nad granulátorem s čechračem Konštrukta Industry Stoza, s.r.o. Stoza, s.r.o. 32000 17,5 64000 35 1504 1917 Snímač spodní hladiny Stoza, s.r.o. 586 0,25 586 0,25 586 0,25 Snímač horní hladiny Stoza, s.r.o. 586 0,25 586 0,25 586 0,25 Dávkovací šnek pro GP 300 Stoza, s.r.o. 1880 2 1880 2 1880 2 Mixer pro GP 300 Stoza, s.r.o. 1692 1,5 1692 1,5 2 1,5 1504 1917 2 1,5 1504 1917 2 1,5
Granulátor prstencový GP 300 Stoza, s.r.o. 5112 8 Mikrodávkovač MKD 50 / 1, čechrání Stoza, s.r.o. 2105 0,5 2105 0,5 2105 0,5 Granulátor TL 700 Gama Pardubice 20 680 30 51128 75 20 680 75 Pásový dopravník hrabičkový Stoza, s.r.o. 2256 2 2256 2 2256 2 Chladicí kolona CHP 1, 1-2 t/h Stoza, s.r.o. 7331 3 7331 3 7331 3 Korečkový elevátor EK 180-6m Stoza, s.r.o. 2444 3 2444 3 2444 3 Třídič granulí TR 1000 Stoza, s.r.o. 2632 1,5 2632 1,5 2632 1,5 Vzduchotechnika, ventilátor, cyklon, potr. Stoza, s.r.o. 6767 7 6767 7 6767 7 Zásobník nad pytlovačkou Stoza, s.r.o. 2068 1,5 2068 1,5 2068 1,5 Pytlovací linka na PE pytle 15-25 kg Stoza, s.r.o. 8647 1 8647 1 8647 1 Chladiaci kanál Súč. lisu - - - - - - - - Velín - 7200 0,5 7200 0,5 7200 0,5 7200 0,5 Technické řešení od firmy Stoza, s.r.o. Stoza, s.r.o. 2150 2150 2150 2150 Technologický projekt Zhotoviteľ 1905 0-19050 - 19050-19050 - Ingineering Objednávateľ - - - - Elektro projekt, technologická časť Zhotoviteľ 2250 2250 2250 2250 Požiarny projekt Objednávateľ 2250 2250 2250 2250 Stavebný projekt Objednávateľ 2500 2500 2500 2500 Montáž elektro Objednávateľ 2800 0 Stavebné úpravy Objednávateľ 2800 0 Iné Objednávateľ 2800 0 28000 28000 28000 28000 28000 28000 28000 28000 28000 30
4. Technologické linky Ekonomická analýza Ekonomická bilancia režijných nákladov zohľadňuje: Technologické náklady na komplex Mzdy pracovníkov Doprava Materiál Náklady za surovinu Náklady za obal Prenájom Leasing Ostatné náklady
EKONOMICKÁ BILANCIA Technologické náklady na komplex Ekonomická bilancia zahrňuje: - investičné náklady na komplex, - výrobné náklady na výrobu jednotkového množstva. - energetické náklady na 1 kg brikiet - investičné náklady na 1 kg brikiet I E n n P. C W C s e W. H kde: P - reálny príkon stroja [ kw ] Cs - cena stroja [ Sk ] Ce - cena za 1 kw energie [ Sk ] W - hodinový výkon stroja [ kg/hod ] H - celkový počet hodín práce stroja [ hod ] Potom celkové náklady stroja Cn na jeden kilogram produkcie určíme ako súčet čiastkových nákladov Cn = En + In Preved enie Cena linky [EUR] [Sk] Príkon linky [kw] Nomin. Reál. Reál. výkon [kg/hod] I n [EUR/kg] E n [EUR/kg] C n [Sk/kg] 1 A BZ 204 141 7 022 450 70 49 450 0,021518 0,0163 0,037818 2 B GP 233 684 8 038 729 92 65 500 0,0221694 0,0195 0,041669 3 C TL 201 544 6 933 113 135 95 1000 0,0095601 0,01425 0,02381 Investičné, energetické a technologické náklady na jednotku produkcie
CELKOVÉ NÁKLADY Kombinác ia Celkové náklady na jednotku produkcie v [EUR/kg] C n C mzdy C dopr C odpad C obal C náj. C ostatné C celkové A BZ 0,037818 B GP 0,041669 C TL 0,02381 0,031208 0,0020988 0,0145493 0,01756 0 0,0042 0,028526 0,0020988 0,0145493 0,01336 0 0,0042 0,014552 0,0020988 0,0145493 0,01336 0 0,0042 0,107434 0,104403 0,07257 Celkové náklady na 1 kilogram
Výsledky analýzy Cobal 16% Cnáj. 0% Costatné 4% Cn 35% Cn Cmzdy Codpad 14% Cdopr Codpad Cobal Cnáj. Cdopr 2% Cmzdy 29% Costatné Percentuálne rozloženie jednotkových nákladov
4. Technologické linky Príklady realizácií (KT Servis, Martin)
4. Technologické linky Príklady realizácií (Les s.r.o., Trenčín)
4. Technologické linky Príklady realizácií (Jugi, Lučenec)
Ďakujem za pozornosť Kontakt: Prof. Ing. Ľubomír Šooš, PhD. Strojnícka fakulta STU v Bratislave lubomir.soos@stuba.sk