Benefity i ograniczenia instalacji układu kogeneracyjnego w istniejącej ciepłowni gazowej
[ 1 ] Wydział Inżynierii Środowiska i Energetyki, Politechnika Poznańska | [ 2 ] Instytut Inżynierii Środowiska i Instalacji Budowlanych, Wydział Inżynierii Środowiska i Energetyki, Politechnika Poznańska | [ DW ] doktorant wdrożeniowy | [ P ] pracownik
EN Benefits and limitations of cogeneration system installation in an existing gas heating plant
2023
artykuł naukowy
polski
- kogeneracja gazowa
- transformacja energetyczna
- ciepłownictwo
- modernizacja kotłowni węglowej
- gospodarka skojarzona
- ceny energii
- energia elektryczna
- ciepło
- gaz
- gas-fired cogeneration
- energy transformation
- district heating
- modernization of a coal-fired boiler house
- combined economy
- energy prices
- electricity
- heat
- gas
PL Zgodnie z prognozami „Polityki energetycznej Polski do 2040 roku” (PEP2040), krajowa strategia energetyczna ma dążyć do neutralności klimatycznej. Cel ten ma zostać osiągnięty poprzez zwiększenie efektywności energetycznej przy udziale odnawialnych źródeł energii (OZE) oraz redukcję emisji gazów cieplarnianych. Planowane zapotrzebowanie na energię elektryczną ma wzrosnąć od wartości 173,5 TWh (dane za 2022 r.) do 230,0 TWh (prognoza na 2040 r.), co będzie wymuszało budowę nowych źródeł energii elektrycznej m. in. opalanych gazem ziemnym lub gazem ziemnym z domieszką wodoru. Otwiera to nowe możliwości przed ciepłowniami, które instalując kogeneracyjny silnik gazowy, mają możliwość: (I) dywersyfikacji źródeł przychodu o dodatkową sprzedaż energii elektrycznej, (II) przeniesienia części kosztów stałych wynikających z działalności ciepłowniczej na działalność związaną z elektroenergetyką, (III) otrzymania w dłuższej perspektywie statusu efektywnej sieci ciepłowniczej, (IV) ograniczenia znacznego wzrostu podwyżek cen ciepła, (V) generacji dodatkowego przychodu, w szczególności w sezonie letnim, gdy produkcja ciepła wynika głównie z zapotrzebowania na ciepłą wodę. Inwestycję należy przeanalizować pod kątem zagrożeń płynących z niestabilnych cen na rynku gazu oraz dodatkowych możliwości jakie daje sprzedaż energii elektrycznej na rynku bilansującym, gdzie cena sprzedaży jest aktualizowana z godzinowym interwałem. Takie podejście daje większą elastyczność w porównaniu do modelu kształtowania taryf dla ciepła zatwierdzanych przez Prezesa Urzędu Regulacji Energetyki (URE). Zaprezentowane w artykule benefity i ograniczenia instalacji układu kogeneracyjnego bazują na doświadczeniu z uruchomienia elektrociepłowni w Białogardzie (woj. Zachodniopomorskie) wykorzystującej silniki tłokowe zasilane gazem ziemnym. Obiekt na przestrzeni kilkunastu lat przeszedł transformację od wytwarzania ciepła w lokalnych kotłowniach opalanych węglem kamiennym, a następnie paliwem gazowym, do jednej centralnej elektrociepłowni, która połączyła wszystkie lokalne kotłownie miejską siecią ciepłowniczą (MSC). Doświadczenie z działań modernizacyjnych istniejących kotłowni oraz przegląd różnych aspektów stosowania kogeneracji gazowych, które zostały opisane w niniejszym artykule ma na celu rozpoczęcie dyskusji nad zmianą aktów prawnych w zakresie kogeneracji, celem ich dostosowania do dynamiki rynku.
EN According to the forecasts of the “Energy Policy of Poland until 2040” (PEP2040), the national energy strategy is to strive for climate neutrality. This goal is to be achieved by increasing energy efficiency with the use of renewable energy sources (RES) and reducing greenhouse gas emissions. The planned demand for electricity is to increase from 173.5 TWh (data for 2022) to 230.0 TWh (forecast for 2040), which will force the construction of new electricity sources, e.g. based on natural gas or its mix with hydrogen. This opens up new opportunities for heating plants, which, by installing a cogeneration gas engine, have the opportunity to: (i) diversify their sources of income by additional sales of electricity, (ii) transfer part of the fixed costs resulting from heating operations to activities related to the power industry, (iii ) obtaining the status of an effective heating network in the long term, (iv) limiting a significant increase in heat price increases, (v) generating additional income, in particular in the summer season, when heat production results mainly from the demand for hot utility water. The investment should be analyzed in terms of threats arising from unstable prices on the gas market and additional opportunities offered by the sale of electricity on the balancing market, where the sale price is updated with an hourly interval. This approach gives greater flexibility compared to the model of shaping heat tariffs approved by the President of the Energy Regulatory Office (URE). The benefits and limitations of the installation of the cogeneration system presented in the article are based on the experience from the commissioning of the CHP plant in Białogard (Zachodniopomorskie Voivodeship) based on natural gas-fired piston engines. Over the course of several years, the facility has undergone a transformation from generating heat in local boiler houses fired with hard coal, and then with gas fuel, to one central heat and power plant, which connected all local boiler houses with the municipal heating network. The experience from the modernization of existing boiler houses and the review of various aspects of the use of gas cogeneration, which are described in this article, is intended to start a discussion on amending legal acts in the field of cogeneration in order to adapt them to market dynamics.
16 - 23
copyright
witryna wydawcy
ostateczna wersja opublikowana
w momencie opublikowania
100