Połączone wytwarzanie ciepła i energii elektrycznej, znane jako kogeneracja, to klucz do znaczącego zwiększenia efektywności energetycznej. Ta zaawansowana technologia, wykorzystująca jedno źródło paliwa do produkcji dwóch form energii, oferuje realne oszczędności, redukcję emisji i większą niezależność energetyczną dla przedsiębiorstw poszukujących zrównoważonych rozwiązań.
Kogeneracja, czyli skojarzone wytwarzanie energii cieplnej i elektrycznej (a czasem także mechanicznej), to proces technologiczny, który pozwala na jednoczesne uzyskiwanie dwóch form energii w ramach jednej instalacji i przy wykorzystaniu jednego, wspólnego paliwa pierwotnego. Może nim być paliwo stałe, ciekłe, gazowe lub odnawialne. Główna zasada działania układu kogeneracyjnego polega na tym, że produkcja ciepła wymusza jednocześnie produkcję energii elektrycznej. Dzięki temu rozwiązaniu możliwe jest znaczące ograniczenie zużycia paliwa pierwotnego, co przekłada się na realne oszczędności i wzrost efektywności energetycznej.
Spora oszczędność
Kogeneracja z wykorzystaniem biomasy niesie za sobą wiele korzyści. Przede wszystkim pozwala na zmniejszenie zużycia paliw kopalnych, co wprost przekłada się na obniżenie kosztów energii oraz ograniczenie importu paliw. Dodatkowo, dzięki efektywniejszemu spalaniu, następuje redukcja emisji szkodliwych substancji do atmosfery, co pozytywnie wpływa na stan środowiska naturalnego. Systemy kogeneracyjne znacząco ograniczają również straty sieciowe, które w klasycznych systemach przesyłowych sięgają nawet 10 procent. Dzięki lokalnemu wytwarzaniu energii, zmniejsza się zapotrzebowanie na jej długodystansowy przesył, co dodatkowo zwiększa niezależność energetyczną regionu. Wykorzystanie lokalnych zasobów biomasy aktywizuje także lokalną gospodarkę i może tworzyć nowe miejsca pracy.
Wysokosprawna kogeneracja to taka forma produkcji energii, w której oszczędność w zużyciu paliwa pierwotnego przekracza 10 proc. w stosunku do odrębnego wytwarzania ciepła i energii elektrycznej. Systemy uznawane za wysokosprawne uzyskują zwykle moc do 1 MWe. Technologicznie kogeneracja bazuje na różnych urządzeniach energetycznych, w tym turbinach gazowych, turbinach przeciwprężnych parowych, turbinach upustowo-kondensacyjnych, układach ORC (Organic Rankine Cycle), silnikach spalinowych oraz mikroturbinach.
Drewno i jego pochodne głównym źródłem „mocy”
W przypadku wykorzystywania drewna i jego pochodnych do produkcji energii skojarzonej, najczęściej stosowane są dwa systemy: pierwszy to turbina ORC zintegrowana z kotłem grzewczym i paleniskiem, a drugi – instalacja zgazowania drewna połączona z silnikiem tłokowym.
System ORC charakteryzuje się dużą elastycznością paliwową. W kotle grzewczym można spalać szeroką gamę paliw – od zrębków i trocin po odpady z płyt drewnopochodnych – ponieważ turbinie ORC dostarczany jest czynnik roboczy o określonych parametrach termicznych, a nie bezpośrednio spaliny. Wadą tego rozwiązania jest stosunkowo niski udział energii elektrycznej w całkowitym bilansie, co oznacza, że do uzyskania 220 kWel potrzebne jest ok. 1,5 MW mocy cieplnej.
Drugie rozwiązanie, czyli zgazowanie drewna połączone z silnikiem tłokowym, ma korzystniejsze proporcje w zakresie produkcji energii elektrycznej względem cieplnej.
Proces ten polega na termochemicznej konwersji drewna w ograniczonym dostępie tlenu do gazu palnego, zawierającego głównie tlenek węgla, wodór, metan oraz azot i dwutlenek węgla. Gaz ten jest oczyszczany i osuszany, a następnie spalany w specjalnej ceramicznej komorze i kierowany do silnika gazowego połączonego z generatorem prądu. Dzięki temu udział energii elektrycznej w całkowitej produkcji energii skojarzonej jest wyższy niż w układach ORC.
Plusy nie mogą przysłaniać minusów
Należy jednak pamiętać, że kogeneracja, mimo licznych korzyści, wiąże się z pewnymi ograniczeniami. Niezależnie od rodzaju wykorzystywanego paliwa – czy to zrębki, trociny, odpady drzewne, drewno czy agrobiomasa – podstawowym warunkiem pełnego wykorzystania potencjału kogeneracji jest zapewnienie ciągłego odbioru ciepła. Z doświadczenia firm zajmujących się wdrażaniem takich systemów wynika, że kluczowe jest utrzymanie odbioru ciepła przez co najmniej 7000 godz. rocznie, najlepiej w trybie 24-godzinnym. Jeśli ten warunek nie zostanie spełniony, opłacalność inwestycji staje się wątpliwa, a okres jej zwrotu znacząco się wydłuża.
Jednym z najczęściej zadawanych przez klientów pytań jest właśnie to, jak szybko zwróci się inwestycja w kogenerację. Realna stopa zwrotu osiągana jest zazwyczaj w sytuacji, gdy możliwe jest uzyskanie wysokiego dofinansowania na zakup i montaż systemu lub gdy zagwarantowany jest całoroczny odbiór ciepła technologicznego, a nie jedynie sezonowego ciepła grzewczego.
Taki odbiór może pochodzić na przykład z suszarni, zakładów produkcji styropianu czy też systemów hybrydowych zasilających kilka obiektów przemysłowych jednocześnie, takich jak szklarnie, suszarnie i pieczarkarnie.
Wsparcie z UE na kogenerację
Mimo wspomnianych wyzwań, kogeneracja z wykorzystaniem drewna i biomasy ma duży potencjał i może być opłacalna, co potwierdzają liczne realizacje na terenie Unii Europejskiej. W Polsce przedsiębiorcy mogą liczyć na wsparcie ze środków unijnych. W ramach programu Fundusze Europejskie dla Nowoczesnej Gospodarki (FENG) 2021-2027, małe i średnie przedsiębiorstwa mogą uzyskać atrakcyjne dofinansowanie na zakup certyfikowanych kotłów centralnego ogrzewania opalanych biomasą oraz powiązanych z nimi instalacji kogeneracyjnych. Program ten umożliwia nie tylko refundację zakupu samego pieca, ale również całej kotłowni wraz z montażem. Co istotne, jeśli przedsiębiorstwo wykaże min.
30-proc. poprawę efektywności energetycznej i niezależności, zyskuje szansę na pozyskanie wysokiego dofinansowania, co może przesądzić o opłacalności inwestycji w nowoczesne rozwiązania kogeneracyjne i przekształcenie starej kotłowni węglowej w nowoczesną instalację opartą na biomasie.
Stawiać na sprawdzonego producenta
W tym kontekście warto inwestować w zakup rozwiązań sprawdzonych, które temat kogeneracji „przegryzły” w stopniu wyższym niż podstawowy. Dużą wiedzą w tej materii, popartą praktyką na wielu frontach, wykazuje się marka Cichewicz, oferująca wysokiej jakości ekologiczne kotły, które znajdują szerokie zastosowanie w domach, obiektach komercyjnych i budynkach agro. Wszystko to dzięki możliwości spalania różnorodnej biomasy i odpadów rolniczych. Firma w swej ofercie ma także mobilne kotłownie kontenerowe.
Od ponad 40 lat Cichewicz specjalizuje się w alternatywnych systemach grzewczych, będąc choćby pionierem kotłów na pellet w Polsce. Produkty marki, w tym kotły c.o. i kominki na paliwa odnawialne, spełniają aktualne normy emisji UE. Często spełniają nawet bardziej rygorystyczne normy niż unijne. Firma jako pierwsza w Polsce badała termowizyjnie straty ciepła i posiada atesty TÜV; jest także pierwszym polskim producentem kotłów na biomasę, wpisanym na listę BAFA w Niemczech, gdzie na wybrane modele dostępne jest dofinansowanie. Współpraca z ośrodkami badawczymi i koncernem Bosch potwierdza wysoką jakość produktów marki, cenionych zarówno w Polsce, jak i w Europie. Firma ciągle rozwija projekty w zakresie kogeneracji i utylizacji odpadów, wpisując się w unijne cele dotyczące niezależności energetycznej. Oferując kompleksowe systemy grzewcze, Cichewicz sprzedaje i eksportuje swoje produkty do ponad 14 krajów w Europie.
~sat
