Top Banner
1 www.bioenergy4business.eu Wykorzystanie Biomasy w Lokalnych Ciepłowniach
23

Wykorzystanie Biomasy w Lokalnych Ciepłowniach

Jan 11, 2017

Download

Documents

dokien
Welcome message from author
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Page 1: Wykorzystanie Biomasy w Lokalnych Ciepłowniach

1

www.bioenergy4business.eu

Wykorzystanie Biomasy w Lokalnych Ciepłowniach

Page 2: Wykorzystanie Biomasy w Lokalnych Ciepłowniach

2

Copyright Bioenergy4Business 2016

This project is funded under the LCE 14 2014 Support Programme „Market uptake of existing and emerging sustainable bioenergy“, as part of the Horizon 2020 Framework Programme by the European Community.All publications of this project reflect solely the views of its authors. The European Commission is not liable for any use that may be made of the information contained therein. The Bioenergy4Business consortium members shall have no liability for damages of any kind including, without limitation, direct, special, indirect, or consequential damages that may result from the use of these materials.

Page 3: Wykorzystanie Biomasy w Lokalnych Ciepłowniach

3

1. Podstawy techniczne… 4

1.1 Wprowadzenie 41.2 Wybór paliwa: biomasa stała, drewno, słoma, pelety… 51.3 Przechowywanie biomasy… 51.4 Kocioł i podajnik paliwa… 61.5 System oczyszczania spalin… 81.6 Uwarunkowania środowiskowe… 91.7 System magazynowania ciepła… 91.8 System utylizacji popiołu… 91.9 Ochrona i bezpieczeństwo… 101.10 Sposoby kontroli jakości… 11 Odniesienia… 11

2. Przykłady udanego wykorzystania biomasy… 13

2.1 Wysoko efektywna ciepłownia kogeneracyjna w Huedin, Rumunia… 132.2 Ciepłownia na biomasę w Zürs am Arlberg, Austria… 152.3 Ciepłownia na biomasę w Pokupsko, Chorwacja… 172.4 Ciepłownia na biomasę w gminie Łąck, Polska… 182.5 ’Stadvewarming Purmerend’ (SVP): Ciepłownia wykorzystująca lokalnie dostępną biomasę z odpadów drzewnych, Holandia… 19

Spis Treści

Page 4: Wykorzystanie Biomasy w Lokalnych Ciepłowniach

1.1. Wprowadzenie

Rys. 1 Typowa ciepłownia z rusztowym podajnikiem wykorzystująca zrębki. Kondensator spalin zaznaczony jest na czerwono. Kondensator odzyskuje ciepło z wody w procesie spalania. Ciepłownia tych rozmiarów ma zazwyczaj 3-6 MW mocy. Źródło: Wood for energy production. Denmark 1999

4

1. Podstawy techniczne

Termin ”bioenergetyczny system grzewczy” odnosi się do instalacji wytwarzających ciepło z biomasy bez produkcji energii elektrycznej. Zazwyczaj maksymalna temperatura i ciśnienie jest ograniczona do 120°C i maksymalnie 6 barów – poszczególne parametry podlegają krajowym przepisom prawnym. Typowe instalacje wykorzystywane w ciepłowniach mają moc od 100 kW do 10 MW. Ciepło wytworzone w ciepłowniach służy do ogrzewania budynków mieszkalnych, szpitali, baz wojskowych, szkół i innych podobnych dużych budynków.

Wydajne i całkowite spalanie są wymogiem wykorzystania biomasy jako paliwa przyjaznego środowisku. W celu zapewnienia wysokiej wydajności energetycznej i zapobieganiu formacji zanieczyszczeń środowiskowych, takich jak niespalony gaz i drobne cząsteczki węgla, wymagane jest całkowite spopielenie paliwa. Odpowiednia mieszanina biomasy z powietrzem (tlenu) jest wymogiem całkowitego spalenia. Stosunek rzeczywistego powietrza spalania do teoretycznie wymaganego powietrza w procesie spalania, tzn. Lambda –wynosi 1.4. Zazwyczaj system oczyszczania spalin składa się z odpylacza cyklonowego z filtrem workowym/płuczką wodną. Odpylacz cyklonowy zbiera większe cząsteczki pyłu z procesu spalania. W przypadku spalania słomy zazwyczaj

wykorzystuje się filtr workowy, który zbiera bardzo drobne cząsteczki wytworzone w procesie spalania. Czasem wykorzystywane są też filtry elektrostatyczne. Przy spalaniu drewna czasami wykorzystuje się płuczkę wodną, jednak kondensator spalin jest bardziej ekonomiczny ze względu na to, że pozwala na wykorzystanie ciepła kondensacji. Może to zwiększyć wydajność i produkcję ciepła nawet o 20%.

Magazyn ciepła jest zazwyczaj wykorzystywany w elektrociepłowniach (kogeneracja CHP) ponieważ zapotrzebowanie na ciepło nie zawsze pokrywa się z zapotrzebowaniem na energię elektryczną. Niektóre ciepłownie wykorzystują magazyny ciepła, dzięki którym możliwe jest wyłączenie ciepłowni w okresie letnim Takie

Page 5: Wykorzystanie Biomasy w Lokalnych Ciepłowniach

5

rozwiązanie umożliwia również konserwacje.

System utylizacji popiołu transportuje popiół z komory spalania i filtrów do pojemnika (wykorzystuje się zarówno suche i mokre systemy). Popiół może zostać wyrzucony lub wykorzystany jako nawóz – w zależności od zawartości ciężkich metali lub innych niechcianych i zabronionych związków. Wykorzystanie i utylizacja popiołu podlega przepisom krajowym.

Systemy kontroli kotła i kontrola spalania są integralną częścią systemu bezpieczeństwa. Obydwa te systemy są obsługiwane zdalnie za pomocą komputerów, bądź bezpośrednio przy kotłowni. Większe ciepłownie są zazwyczaj wyposażone w systemy zdalnego sterowania, co pozwala osobie dyżurującej monitorować instalację zdalnie. Ochrona życia i zdrowia jest niezwykle ważna.

Obudowa kotła (kotłów), wentylatorów, systemu oczyszczania spalin, sterownia, jak i pokój dla dyżurującego są zwykle budowane w taki sposób, by nadać budynkowi charakter przemysłowy. Rozmiar magazynu na biomasę zazwyczaj pozwala na przechowywanie tygodniowego zapasu paliwa.

1.2 Wybór paliwa: Biomasa stała. Drewno, słoma, pelety

Ze wszystkich rodzajów biomasy, drewno posiada najlepszą charakterystykę spalania i jest najczęściej używane do wytwarzania energii. Słoma z produkcji rolniczej jest na drugim miejscu. Dodatkowy przykład opisuje mieszanie różnych rodzajów biomasy w celu stworzenia biopaliwa o najlepszej charakterystyce.

Jakość paliwa drzewnego odgrywa ważną rolę w projektowaniu systemu spalania. Im mniejsza instalacja tym wyższe wymogi jakościowe wykorzystywanego paliwa. Najwyższej jakości zrębki drzewne dla małych instalacji wytwarzane są z małych, odgałęzionych łodyg. Jeżeli w instalacji można spalać zrębki niższej jakości, wytwarza się je z nieodgałęzionych małych drzew, często wykorzystywanych prawie w całości.

Najważniejszymi parametrami paliwa są:

• Wilgotność• Rozmiar zrębek• Pochodzenie• Zawartość popiołu

Ważne są też inne parametry, jednak te wymienione powyżej są kluczowe. Europejski Komitet Normalizacyjny (CEN) stworzył Komitet Techniczny 335 (TC/335), który zajmuje się tworzeniem norm dla wykorzystania stałych biopaliw. Jedną z nich jest norma EN 14961: Biopaliwa stałe – specyfikacja i klasyfikacja.

Te same normy dotyczą surowców wykorzystywanych do produkcji peletu. Ważne jest utrzymanie niskiej zawartości popiołu w pelecie, najlepiej poniżej 0.5%. W takim paliwie nie może występować kora drzewna.

Tab.1 Drewno i słoma. Zawartość kory w zrębkach drzewnych wynosi ok. 6% popiołu, a czyste drewno tylko ok. 0.25% popiołu. Źródło: Wood for Energy Production, Videncentret 1999

1.3 Przechowywanie biomasy Zdj. 1 Duńska kotłownia komunalna opalana zrębkami w Ebeltoft z magazynem zewnętrznym

Page 6: Wykorzystanie Biomasy w Lokalnych Ciepłowniach

6

Rozmiar magazynu na biomasę zależy od wielu czynników, w szczególności umowy z dostawcą na dostawy biomasy. Jednak, minimalna pojemność magazynu powinna być równa 5-dniowemu zużyciu zrębek przy produkcji ciepła, przy szczytowym obciążeniu. To rozwiązanie pozwala na pracę podczas weekendu i zapewnia wysokiego bezpieczeństwa zapasu paliwa podczas ekstremalnych warunków pogodowych. Większość ciepłowni magazynuje paliwo wewnątrz budynku, przez co dostawca paliwa zajmuje się odpowiednim dostarczeniem paliwa. Niektóre ciepłownie magazynują paliwo na zewnątrz. Z powodu zagrożenia nagłym pożarem, nasyp zrębek może miec makymalnie 7-8 metrów. W przypadku zewnętrznego magazynowania istnieje ryzyko wdychania alergennego pyłu i mikroorganizmów, takich jak pleśń i bakterie, dlatego zaleca się strój ochronny. W silosach na zrębki stanowczo odradza się pracy w pojedynkę. Kwestie środowiska pracy są poruszane w części 9.

Zdj. 2. Ciepłownia komunalna w Austrii.

W ciepłowniach na słomę, magazynowanie zajmuje więcej przestrzeni. Zazwyczaj, ciepłownie mają zapas paliwa równy 8 dni pracy przy szczytowym obciążeniu – co dla średniej ciepłowni wynosi 3.7 MW – odpowiada to 400 dużym belom słomy. Powierzchnia wymagana do przechowywania takiej ilości słomy, wliczając podjazd, wynosi ok. 600 m2. Rolnicy (dostawcy słomy) dowożą ją ciężarówkami bądź ciągnikami z naczepami. Obsługa ciepłowni zajmuje się rozładunkiem paliwa. Przy rozładunku bele są ważone: Pozwala to na określenie wilgotności paliwa. Ciepłownie otrzymują słomę o średniej wilgotności 20%. Belki z wyższą wilgotnością są zwracane ponieważ zbyt wysoka wilgotności, powoduje niepełne spalanie, szczególnie przy pracy poniżej pełnego obciążenia. Jak wspomniano w części 9 wdychanie pyłu ze słomy (zarodki pleśni i mikroorganizmy) może powodować alergie.

1.4 Kocioł i podajnik paliwa

Kotły w ciepłowniach komunalnych są prostymi urządzeniami, wykorzystującymi gorącą wodę o stosunkowo niskiej temperaturze (często 120°C) i niskim ciśnieniu (często 6 bar) jako nośnik transportu ciepła (często 120°C). Kotły do różnych rodzajów biomasy niewiele się różnią, podczas gdy podajniki paliwa, miejsce spalania i systemy oczyszczania spalin w dużym stopniu zależą od rodzaju paliwa.

System powietrzno-spalinowy jest mniej lub bardziej podobny bez względu na paliwo. Ważnym jest, by substancje lotne, które stanowią 75-80% wytworzonej energii, muszą zostać spalone w gorącej strefie komory spalania.

Rozmiar kotła w MW

Moc kotła oblicza się w celu zaspokojenia szczytowego zapotrzebowania w najzimniejszy dzień roku. Szczytowe obciążenie składa się z mocy potrzebnej do zaspokojenia potrzeb klientów (ogrzewanie pomieszczeń i ciepłą wodę użytkową) oraz rekompensatę strat w sieci dystrybucyjnej. Suma tych wartości określa produkcję ciepła instalacji. Np. jeżeli maksymalne zapotrzebowanie na ciepło miasta wynosi 11200 MWh/rok, ciepłownia może ogrzać od 400 do 450 domów jednorodzinnych. Zużycie c.w.u. wynosi ok. 10%, a strat w sieci dystrybucyjnej ok. 30%. Te wartości opierają się na założeniu „normalnego” roku i 3100 stopniodni grzania w roku, co odpowiada jednemu „normalnemu” rokowi w Północnych Niemczech, Danii, Południowej Szwecji, etc.

Obliczenia wyglądają następująco:

• Ogrzewanie pomieszczeń 60%: 6720 MWh• Straty w dystrybucji i c.w.u 40%: 4480 MWh• Rozmiar kotła: ((3.2*6720)+4480)))/8760 =

3 MW• Współczynnik 3.2 jest czynnikiem empirycznym dla maksymalnej zdolności wymaganej w celach grzewczych w najzimniejszy dzień roku (8760 jest liczbą godzin w roku). Kocioł zostaje ustawiony na 60-70% szczytowego obciążenia. W tym przykładzie 66% wynosi 2 MW. Zainstalowano

Page 7: Wykorzystanie Biomasy w Lokalnych Ciepłowniach

7

kocioł na olej w celu pokrycia całego zapotrzebowania 3 MW, do wykorzystania w czasie szczytowego zapotrzebowania, napraw, lub awarii kotła na biomasę.

Podajnik paliwa

Rozmiar magazynu powinien pomieścić 5-7-dniowe zużycie zrębek, aby zapewnić działanie kotłowni przez weekend i bezpieczeństwo dostaw ciepła w ekstremalnych warunkach pogodowych. Często wykorzystuje się podnośnik do transportu paliwa z wewnętrznego magazynu do podajnika paliwa. Wiele ciepłowni wykorzystuje hydrauliczne podajniki paliwa – takie jak stoker – który popycha drewno na ruszt kotła. Można powiedzieć, że podajniki peletu są prostsze i mniej kosztowne w porównaniu z podajnikami drewna. Pelet jest bardziej homogeniczny, bardziej suchy i mniejszy niż zrębki. Oznacza to, że podajnik paliwa może być mniejszy, wykorzystujący mniejsze ślimaki (śruby) do podawania paliwa.Belki są transportowane do rozdrabniarki obracającej się 30 razy na minutę. Zestaw zębatek - jedne w górę, drugie w dół, rozdzielają słomę. Słoma spada przez otwór na podajnik i zostaje wepchnięta do kotła. Patrz Zdj. 3.Wszystkie systemy spalania biomasy wymagają ognioodpornego tunelu, prowadzącego do komory spalania kotła. Zapobiega on wstecznemu zapłonowi biomasy, który może doprowadzić do pożaru w magazynie biomasy.

Zdj. 3 Automatyczny podnośnik. Podnosi bele słomy do rozdrabniarki, która otwiera się automatycznie. Belka jest rozdrabiana, a następnie wsuwana bądź popychana do wnętrza kotła.

Jeszcze jednym sposobem podawania słomy jest „palenie ciągiem”, w którym całe belki, każda ważąca ok. 500 kg, jest wpychana do kotła jedna za drugą i spalana. Niespalona słoma i popiół

spadają na drgający ruszt, chłodzony wodą, gdzie następuje finalne spalanie. Patrz Zdj. 4.

Kocioł na drewno

Zrębki spalane są na ruszcie w komorze spalania. Najpopularniejszym typem rusztu w kotłowniach komunalnych na zrębki jest ruszt schodkowy lub pochyły. (Patrz Rys. 1.) Innym typem rusztu jest ruszt ruchomy. W obydwu przepadkach powietrze spalania dostarczane jest z pod rusztu. W przypadku spalania biomasy ze zrębek o wilgotności 30-55%, komora spalania musi być wyłożona materiałami ogniotrwałymi na wlocie paliwa oraz na dnie komory spalania wzdłuż rusztu, co zapewnia wysuszenie paliwa na wlocie do kotła i zapłon, zapewniając wysoką temperaturę spalania. Bez odpowiedniej budowy kotła nie jest możliwe efektywnie spalanie mokrej biomasy.

W przypadku spalania suchej biomasy, np. peletu, okładzina ogniotrwała nie wpływa na jakość procesu spalania. Ponieważ nie ma potrzeby suszenia paliwa, temperatura spalania może okazać się za wysoka, zwiększając ryzyko przedwczesnego zapłonu paliwa i utworzenie się żużlu na ruszcie. Jest to dobry przykład dlaczego typ paliwa musi zostać określony już na etapie planowania. Systemy powietrzno-spalinowe - patrz poniżej.

Kocioł na słomę

Ruszty kotła na słomę są często podzielone na kilka stref spalania przez które przepływa powietrze niezbędne do spalania. Przepływ powietrza może być kontrolowany w każdej strefie indywidualnie, aby zapewnić całkowite spopielenie słomy (patrz Rys. 2.). Aby zapewnić wysoką efektywność energetyczną, proces spalania powinien być zakończony, aby uniknąć wytworzenie się szkodliwych substancji takich jak niespalony gaz czy drobne cząsteczeki węgla. Podstawowymi warunkami zapewniającymi całkowite spalanie są:

• Odpowiednia mieszanina biomasy i tlenu (tlenu w powietrzu spalania) w kontrolowanych proporcjach. Zalecany stosunek 1.4 (nadmiar powietrza – Lambda). Oznacza to, że należy wykorzystać 1.4 razy więcej powietrza

Page 8: Wykorzystanie Biomasy w Lokalnych Ciepłowniach

8

Rys.2. Komunalna ciepłownia na biomasę „paląca ciągiem”. Automatyczny podnośnik przenosi duże bele słomy do podajnika, skąd wpychane są do kotła. Spaliny przepuszczane są przez 4 puste przeloty i ekonomizer składający się z pionowych płomieniówek. Wszystkie wentylatory znajdują się w piwnicy w celu ograniczenia hałasu.

1.5 System oczyszczania spalin

Spaliny wytworzone w procesie spalania muszą być oczyszczone w celu zastosowania się do krajowych wymogów emisyjnych. Oczyszczanie spalin ogranicza ilość lotnego popiołu, co pozwala uniknąć osiadanie cząsteczek na pobliskich terenach. System oczyszczania spalin może składać się z:

• Odpylacza wielocyklonowego: oczyszcza spaliny poprzez wyodrębnienie kurzu w poziomych rurach, wykorzystując przepływ odśrodkowy.

• Filtra workowego: spaliny przepuszczane są przez worek z gęstym sitkiem, które zatrzymuje stałe cząsteczki.

• Filtra elektrostatycznego: spaliny przelatują przez pole elektryczne, cząsteczki odkładają się na elektrodach.

• Płuczki gazowej: spaliny przepuszczane są przez wodę, która zatrzymuje cząsteczki.

Płuczki są rzadko stosowane, ze względu na większą wydajność kondensatorów i co za tym idzie - opłacalność

• Kondensator spalin: spaliny są chłodzone do temperatury skraplania, cząsteczki są absorbowane przez wodę

Normalne wyposażenie kotła na słomę w ciepłowni komunalnej stanowi odpylacz wielocyklonowy, który wyłapuje iskry i pył oraz filtr workowy. Odpylacz zmniejsza ilość pyłu w spalinach z 1,000-2,000 mg pyłu/Nm¬3 do 500-600 mg/Nm3. Większość lotnego popiołu ze spalania słomy jest bardzo drobna (poniżej 0.01 mm), co oznacza, że filtr workowy jest najlepszym i najtańszym rozwiązaniem w wielu instalacjach. Po przejściu przez filtr workowy zawartość pyłu w spalinach wynosi ok. 20-30 mg pyłu/Nm3 ( jeżeli filtry są dobrej jakości). Temperatura spalin przed wejściem do filtra musi wynosić poniżej 200 ̊C.

W komunalnych ciepłowniach opalanych zrębkami drzewnymi wykorzystuje się inne technologie. Rozmiar cząsteczek i wilgotność spalin są wyższe z powodu większej wilgotności paliwa (do 55%, norma 40-45%). Lotny popiół ze spalania zrębek składa się głównie z dużych cząsteczek, które wyłapuje odpylacz. Większość kotłowni dysponuje odpylaczami wielocyklonowymi, które obniżają zawartość pyłu w spalinach do ok. 200 mg/Nm3. Odpylacze wielocyklonowe nie są drogie w zakupie i eksploatacji, są one zazwyczaj wykorzystywane przed wprowadzeniem spalin w kondensator spalin. Kondensacja spalin jest techniką, która oczyszcza spaliny na tym samym poziomie co filtry workowe, w tym samym czasie, zwiększając wydajność kotłowni do 20%. Z powodu niskiej wilgotności paliwa (14-15%) w kotłowniach na

niż teoretycznie potrzebne do całkowitego spalenia.

• Odpowiednia dystrybucja pierwotnego i wtórnego powierza, o odpowiednim ciśnieniu (przez dysze) – umieszczone tak aby wspomagały proces spalania. Powietrze pierwotne, które dostarczane jest spod rusztu,

pomaga wysuszyć paliwo, chłodzić ruszt i spalać węgiel . Powietrze wtórne dostarczane przez dysze – zainstalowane w ścianach kotła – w celu spalenia substancji lotnych.

Page 9: Wykorzystanie Biomasy w Lokalnych Ciepłowniach

9

słomę instalowanie kondensatorów nie ma sensu z ekonomicznego punktu widzenia. 1.6 Uwarunkowania środowiskowe

Władze i opinia publiczna bardzo interesują się wpływem produkcji energii na środowisko. Biomasa uznawana jest za neutralną pod względem CO2, co jest jedną z głównych zalet promujących wykorzystanie biomasy na cele energetyczne. Jednakże oprócz pyłu i CO2 proces spalania wytwarza inne zanieczyszczenia, również regulowane krajowo np. CO (tlenek węgla), NOx (tlenki azotu), SO2 (dwutlenek siark)i, HCL (chlorek wodoru), dioksynę i PAH (wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne). Tab. 2 wykazuje typowe dane z pomiaru emisji duńskich kotłów na zrębki i słomę. Granicą emisji CO w Dani jest 0.05 % przy 10% O2. Emisja CO ciepłowni na słomę wynosi 600 Mg/MJ. To prawie dwa razy więcej, niż limit. Poza tym w normalnych warunkach ciepłownie są w stanie zastosować się do tych ograniczeń emisji.

Tab. 2 Emisje z komunalnych ciepłowni na zrębki i słomę w Danii. Źródło: Straw for Energy Production 1998 and Wood for Energy Production 1999.

1.7 System magazynowania ciepła

Instalacja magazynów ciepła jest częstym przypadkiem w komunalnych ciepłowniach na zrębki lub słomę. Dla ciepłowni o mocy 3-4 MW normalny magazyn zajmuje 400 m3. Instalacja systemu magazynowania ciepła ma następujące zalety:

• Poranne i wieczorne szczytowe zapotrzebowanie można zaspokoić energią z magazynu, redukując eksploatacje kotłów na olej opałowy.

• Podczas serwisowania, zapotrzebowanie na ciepło można zaspokajać z magazynu ciepła, redukując eksploatacje kotłów na olej opałowy. 400 m3 magazyn ciepła – podłączony do ciepłowni o pełnej mocy 3-4 MW – może dostarczać ciepło przy pełnym obciążeniu przez 7 godzin.

• W czasie niskiego zapotrzebowania w lecie, kocioł może pracować na pełnym obciążeniu przez krótki czas. Rezultatem jest zwiększona efektywność kotła w porównaniu z dłuższą pracą przy niższym obciążeniu.

• Możliwość większej elastyczności przy planowaniu czasu pracy, np. w ciągu lata kocioł może być wyłączony przez weekend.Wadą są zwiększone koszty inwestycyjne i konserwacyjne, jak i koszty związane z utratą energii z akumulatora, którą należy wziąć pod uwagę.

1.8 System utylizacji popiołu

Słoma zawiera 3-5% popiołu, zrębki 0.5-2%, a pelety - 0.3-0.7%. Część popiołu spada z rusztu do zbiornika pod kotłem, a później przeniesiona jest do właściwego zbiornika na popiół poprzez użycie łańcucha zgarniającego. Łańcuch zgarniający zazwyczaj instalowany jest w kąpieli wodnej z automatyczną wymianą wody. Dodatkowo, kąpiel wodna zapobiega napływowi niepożądanego powietrza do systemu utylizacji popiołu. Popiół lotny składa się z zawieszonych ciał stałych, które przemieszczają się przez kocioł razem ze spalinami, które zostają oczyszczone przez filtry i odpylacze. Stamtąd cząsteczki odprowadzane są przez podajniki śrubowe do zgarniacza.

Popiół zwiera niespalone części biomasy, w tym wiele minerałów takich jak potas, magnez i fosfor, co pozwala na wykorzystanie go jako nawóz w lesie bądź na polu, jeżeli zawartości substancji szkodliwych dla środowiska nie przekracza dopuszczalnego poziomu. Wykorzystanie popiołu jako nawozu wymaga zgody - zawartość ciężkich metali w popiele często stanowi przeszkodę. Ciężkie metale w biomasie to: kadm, rtęć, ołów, nikiel i chrom.

Page 10: Wykorzystanie Biomasy w Lokalnych Ciepłowniach

10

1.9. Ochrona i bezpieczeństwo

Na bezpieczeństwo w ciepłowni składa się bezpieczeństwo przeciwpożarowe i osobiste. Przed rozpoczęciem eksploatacji ciepłownia musi zostać otrzymać pozwolenie na użycie zatwierdzona przez lokalną straż pożarną. Ciepłownia powinna być podzielona na poniższe, ognioodporne strefy:

• Magazyn biomasy• Podajnik biomasy• Kocioł• Inne pomieszczenia: sterownia, biuro, warsztat, etc.

Zagrożeniami są: pożar w magazynie biomasy lub wybuch spowodowany pyłem, bądź spalinami. W większości ciepłowni, system podawania paliwa wyposażony jest w szczelny „korek” i system spryskiwaczy tuż przed komorą spalania.

Należy uważać na eksplozje spowodowaną spalinami lub pyłem. Niespalony gaz w mieszance z powietrzem atmosferycznym może powodować wyjątkowo gwałtowny wybuch, jeżeli gazy, np. z powodu zbyt wysokiego ciśnienia w komorze spalania, dostaną się do pomieszczenia kotła lub podajnika paliwa. Dodatkowym powodem wybuchu w komorze spalania może być biomasa żarząca się na ruszcie po wyłączeniu kotła i powietrze atmosferyczne, które może się dostać do środka przez otworzenie wizjera. Pył z biomasy w odpowiednich proporcjach z powietrzem atmosferycznym, może zostać zapalony przez iskrę z narzędzi i instalacji elektrycznych. Może to spowodować wybuch.

Pod względem zagrożeń zostało określone, że pelet może być skategoryzowany pod względem swojej aktywności, czyli: prędkości zużycia O2, prędkości emisji CO i CO2 i potencjału na wzrost temperatury. Wykazano zależność pomiędzy tymi współczynnikami: pelet, który szybko zużywa tlen, również emituje CO i CO2 jak i ciepło. Różnica między aktywnym, a nieaktywnym peletem jest znacząca. Małe i duże próby przeprowadzone na aktywnym pelecie wykazały, że w przeciwieństwie do

nieaktywnego peletu:

• Zużywa cały dostępny tlen w przeciągu 1-2 dni.• Emisja CO wyższa niż 10,000 ppm.• Emisja ciepła jest 10 razy wieksza, niż w przypadku nieaktywnego peletu, co w pewnych warunkach może prowadzić do samozapłonu.

Rozmiar, kształt i wilgotność typu biomasy może bezpośrednio wpływać na możliwe sposoby transportu, przenoszenia i magazynowania. Ryzykiem dla bezpieczeństwa i zdrowia przy transporcie oraz obchodzeniu się z biomasą jest wdychanie pyłu (w szczególności przy załadunku i rozładunku biomasy). Szkodliwość zależy od składu chemicznego (i mineralnego), koncentracji pyłu jak i rozmiaru oraz kształtu cząsteczek. Mokra biomasa stała (zrębki) jest odpowiednim środowiskiem dla rozwoju wielu gatunków grzybów i pleśni. Te mikroorganizmy produkują duże ilości zarodników (średnia < 5 μm), które łatwo dostają się do dróg oddechowych i mogą wywoływać reakcje alergiczne.

Zdj. 4 Rozładunek zrębków w duńskiej komunalnej ciepłowni na biomasę. Podczas rozładunku wokół ciężarówki i wewnątrz magazynu może występować wysoka koncentracja zarodników pleśni. Konieczne jest zastosowanie ubioru ochronnego przez pracowników. Zdjęcie: Simon Skov, University of Copenhagen

Transport biomasy ciężarówkami odbywa się na względnie krótkich dystansach. To głównie:

• transport zrębków od producentów do ciepłowni• transport peletów od producentów do

Page 11: Wykorzystanie Biomasy w Lokalnych Ciepłowniach

11

wewnętrznych magazynów przy ciepłowni• transport bel słomy od rolników do ciepłowni

Ryzyko dla zdrowia z powyższych operacji, występuje głównie przy załadunku i rozładunku, przy którym występuje wysoka koncentracja kurzu, który może powodować wybuch pyłu lub wystawienie ludzi na kontakt z pyłem i mikro-zarodnikami.

Niebiezpieczeństwo oraz ryzyko uszczerbku na zdrowiu, rzadko mają miejsce w przypadku obchodzenia się ze słomą, gdyż załadunek bel słomy zazwyczaj odbywa się na świeżym powietrzu, z wykorzystaniem podnośników. Sprasowane bele nie uwalniają dużej ilości pyłu i zarodników. Ciężarówki przewożące słomę przykrywane są siatką, która zapobiega spadaniu słomy na drogę. Podczas transportu do kotłowni, kolejne bele są rozładowywane wewnątrz przez podnośnik. Może to narażać pracowników na kontakt z dużą koncentracją pyłu co wymaga odpowiedniego ubioru.

Zdj. 5 Podczas rozładunku kierowca ciężarówki i pracownik zdejmują ze słomy siatkę, co powoduje wznoszenie się pyłu oraz zarodników.

1.10 Sposoby kontroli jakości

Wiele europejskich krajów wspiera budowę komunalnych ciepłowni na biomasę (głównie drzewną). Badania przeprowadzone w Szwajcarii, Austrii i Niemczech pokazują, że w wielu komunalnych ciepłowni na biomasę, koszt produkcji energii jest wyższy niż zakładano. Wyniki badań i analiz wskazują, że zarówno

koszty inwestycyjne i eksploatacji są związane z technicznym projektem instalacji. Wysoka jakość zastosowanych rozwiązań technicznych nie jest gwarancją finansową sprawności ciepłowni. Profesjonalne zarządzanie, organizacja i księgowość w połączeniu z efektywnym marketingiem są wymogami prawidłowej budowy i funkcjonowania ciepłowni. Innymi przyczynami niespodziewanie wysokich kosztów produkcji jest nieprofesjonalne zarządzanie projektem i słabe przygotowanie projektu przed budową. Więcej szczegółów na www.qm-heizwerke.at.

Główne techniczne niedociągnięcia:

• Założenie zbyt wysokiego zużycia energii przez klientów• Zbyt duża moc zapasowego kotła ciepłowni• Przewymiarowana sieć rurociągów• Przewymiarowany magazyn paliwa• Niskie wykorzystanie kotła na biomasę• Jakość paliwa nie spełnia wymagań jakości paliwa kotła• Usterki w systemie hydraulicznym i systemie sterowania prowadzące do wyższych kosztów eksploatacji.

Z profesjonalnym zarządzaniem i planowaniem projektu można uniknąć większości niedociągnięć. Celem narzędzia qm heizwerke jest zapewnienie, że ciepłownia zbudowana jest z:

• Wysoką starannością pod względem technicznym technicznym• Odpowiednim stopniem wykorzystania• Uwzględnieniem standardów emisji• Niskimi kosztami inwestycjnymi i eksploatacjnymi

Odniesienia

1. Straw for Energy Produktion, Videncentret, Denmark 1998. www.videncenter.dk 2. Wood for Energy Production , Videncentret, Denmark 1999. www.videncenterr.dk3. LandesEnergieVerein Steiermark, Quality Management. 2006 www.qm-heizwerke.at

Page 12: Wykorzystanie Biomasy w Lokalnych Ciepłowniach

12

4. Health and Safety Aspects of Solid Biomass Storage, Transportation and Feeding. IEA Bioenergy Task 32, 36, 37 and 40. February 2013. 5. Personal communication. Simon Skov, University of Copenhagen 6. Fact Sheet No. 87/ 1995. www.videncenter.dk7. Large Scale Utilization of Biopellets for Energy Applications (LUBA). Energinet.dk. 2013

Page 13: Wykorzystanie Biomasy w Lokalnych Ciepłowniach

13

2.1 Wysoko sprawna ciepłownia kogeneracyjna w Huedin, Rumunia Opis projektu

Firma Paulownia GreenE International SRL przejęła komunalną ciepłownię w mieście Huedin w regionie Cluj w 01.02.2015, na podstawie kontraktu o świadczeniu usług publicznych na 20 lat z obustronną możliwością przedłużenia kontraktu. Przetarg na umowę został przeprowadzony według procedur o zamówieniach publicznych.

Stary komunalny system grzewczy, który został odnowiony, składał się z kotła na wióry o mocy 4 MW. Nowy system grzewczy będzie składał się z instalacji kogeneracyjnej o mocy 1.4 MW (ciepło) i 1 MW (energia elektryczna), wykorzystując technologie gazyfikacji wysokiej sprawności.

Ciepłownia dostarcza ciepło wszystkim osobom fizycznym i podmiotom prawnym na terenie miasta Huedin, a wytwarzana energia elektryczna jest dostarczana do krajowej sieci przy pomocy transformatora zlokalizowanego niedaleko ciepłowni.

Na dzień dzisiejszy strategicznymi celami firmy są:

1. Zwiększenie liczby klientów obsługiwanych przez ciepłownię

2. Włączenie do sieci lokalnych instytucji takich jak szpital, szkoły, przedszkola, budynek sądu, komisariat policji, itp.

3. Instalacja nowego systemu kogeneracyjnego na biomasę wykorzystującego technologię gazyfikacji o mocy 1.4 MW (ciepło) i 1 MW (energia elektrycznaq)

4. Założenie plantacji drzew energetycznych na terenie 130 ha.

Konwersja Energii

Paliwa z biomasy

2. Przykłady udanego wykorzystania

Page 14: Wykorzystanie Biomasy w Lokalnych Ciepłowniach

14

Łańcuch dostaw biomasy

Biomasa na potrzeby istniejącej instalacji (opalanej wiórami) jest dostarczana przez przedsiębiorstwa przemysłu drzewnego z terenów oddalonych między 3 a 30 km. Kontrakt na dostawę biomasy trwa 3 lata.Ciepłownia ma dwa magazyny biomasy: jeden większy, wykorzystywany w ciągu zimy i drugi mniejszy, wystarczający na zapotrzebowanie produkcji w lecie. Pojemność obydwu magazynów wynosi 30 dni pracy ciepłowni.Popiół wytworzony w procesie spalania jest wywożony przez lokalną firmę zajmującą się utylizacją odpadów.

Cena biomasy jest bezpośrednio zależna od konkurencji między firmami przemysłu drzewnego i przepisami dotyczącymi wykorzystania zasobów leśnych.

Aby zapobiec brakowi lub niewystarczającej dostępności biomasy, firma zawarła umowy na dostawę biomasy z wieloma firmami (zapewniając dwukrotność potrzebnego paliwa). W przyszłości, w celu ograniczenia ryzyka i kosztów, firma stworzy plantację roślin energetycznych. Z 130 ha dostępnych, obsadzono już 15 ha.

Konsumenci energii i dystrybucja ciepła

Inwestycja i finansowanie

Projekt został sfinansowany przy użyciu wielu źródeł finansowania. Całkowity koszt inwestycji wyniósł 3.3M EUR i składa się z wkładu własnego (1.3M EUR) i pożyczki w wysokości 2M EUR od Rumuńskiego Funduszu Efektywności Energetycznej (FREE) na okres 5 lat. Akcjonariuszami spółki są 4 osoby fizyczne (Aron Marton Bikfalvi, administrator i koordynator ds. technicznych, Din Gheorghe Tosa, administrator spółki, Maria Tosa, menadżer projektu, Maria Tosa, menadżer rozwoju)

Główne trudności/bariery napotkane podczas realizacji projektu

Największe trudności w trakcie realizacji projektu dotyczyły niespójnej regulacji i narodowych strategii energetycznych oraz braku możliwości finansowania tego typu inwestycji (trudno było znaleźć inwestora).

Page 15: Wykorzystanie Biomasy w Lokalnych Ciepłowniach

15

Nauki wyciągnięte z inwestycji

Największą trudnością było finasowanie. Gdy udało się podpisać umowę, spółka otrzymała tylko część potrzebnych środków. Czynnikami, które przyczyniły się do sukcesu inwestycji, był wysoki profesjonalizm, dobra organizacja i poważny inwestor.

Zalecenia dla innych inwestorów/operatorów

• Uważna ocena ryzyka• Bezpieczne dostawy biomasy• Zabezpieczenie odbiorców końcowych

2.2 Ciepłownia komunalna w Zürs am Arlberg, Austria

Opis projektu

Zürs am Arlberg jest jedną z najstarszych i najbardziej rozpoznawalnym z punktów narciarskich w Austrii, znajduje się na wysokości 1700m n.p.m. w sercu Alp. Dzisiaj jest to nowoczesny kurort narciarski dla 1400 gości z 28 hotelami i innymi budynkami. Złożyły się na to bardzo korzystne warunki dla budowy i eksploatacji komunalnej ciepłowni na biomasę (kilku dużych odbiorców, krótka sieć, wysokie zapotrzebowanie na ciepło w zimie). Innymi korzyściami z projektu była poprawa jakości powietrza w regionie (wiele zdecentralizowanych kotłów olejowych o łącznym zużyciu około 1.6M l/rok, zastąpiono pojedynczą centralną ciepłownią na biomasę), widoczne zaangażowanie w wysokiej klasy turystykę, komfort, niezawodność uzyskana podczas pracy systemu grzewczego (właściciele hoteli nie serwisują kotłów) i

znaczące zwiększenie powierzchni użytkowej w hotelach ze względu na usunięcie starych instalacji ciepłowniczych i magazynów paliwa. Ciepłownia na biomasę została zbudowana w lecie 2010 roku i rozpoczęła pracę w sezonie zimowym 2010/2011.

Konwersja energii

Paliwa z biomasy

Łańcuch dostawy biomasy

Cała biomasa spalana w Zürs pochodzi z terenów w zasięgu 150 km od ciepłowni lub z tartaków w zasięgu 100 km. Pozwala to na ograniczenie odległości transportu, wspiera lokalny przemysł i pozwala ograniczyć negatywne skutki uboczne działające na środowisko. W większości biomasa zakupywana jest od szerokiego przekroju dostawców na wolnym rynku, co ogranicza zależność od pojedynczego dostawcy. Kontrakt na dostawę biomasy obowiązuje przez jeden rok.

Magazyn biomasy może pomieścić paliwo na 150 dni pracy. Wymóg dużego magazynu spowodowany jest odległym położeniem i możliwym ograniczeniem dojazdu przez ryzyko lawinowe. Duży magazyn pozwala również na okazyjny zakup paliwa na nadchodzący sezon grzewczy.

Page 16: Wykorzystanie Biomasy w Lokalnych Ciepłowniach

16

Instalacja wytwarza około 2-3 pojemników popiołu z rusztu i 1 pojemnik popiołu lotnego rocznie. Zapasowy pojemnik ułatwia logistykę utylizacji popiołu.

W przypadku zawieszenia/ograniczenia dostaw biomasy możliwe jest wykorzystywanie kotła na paliwo kopalne. Dodatkowo właściciele korzystają z wielu różnych dostawców aby obniżyć ryzyko.

Konsumenci energii i dystrybucja ciepła

Inwestycja i finansowanie

Około 1/3 całkowitego kosztu inwestycji powinna zostać pokryta z wkładu własnego akcjonariuszy, 1/3 miała zostać przyznana w formie kredytu, pozostała 1/3 formie dotacji, jako dofinansowanie przez państwo. Ze względu na nieznany termin przyznania dofinansowania (możliwie do 5 lat) operator ciepłowni musiał zaciągnąć kredyt pomostowy. Spółka zajmująca się obsługą ciepłowni należy w 25% do władz lokalnych i w 75% do właścicieli hoteli lub osób

z zarządu spółki. W projekcie nie uczestniczył żaden zewnętrzny inwestor. Oznacza to, że spółka jest w pełni własnością interesariuszy i osób korzystających z ciepła, którzy wspólnie chcą bezpieczeństwa dostaw ciepła i uczciwej ceny energii.

Główne trudności/bariery podczas realizacji projektu

Główną trudnością przy realizacji projektu było znalezienie porozumienia między interesariuszami. Np. operator największego hotelu w mieście przez długi czas nie uczestniczył w projekcie, ponieważ wcześniej zainstalował nowy kocioł na olej opałowy. System należało zaprojektować z myślą o przyszłych odbiorcach w wypadku gdyby zdecydowali się na przyłączenie do sieci komunalnej (operator hotelu zrobił to po 3 latach).

Poważną barierą techniczną było znalezienie odpowiedniej lokalizacji dla ciepłowni, ze względu na położenie Zürs wysoko w alpejskiej dolinie.

Kolejną kwestią było to, że w lecie wszystkie hotele są zamknięte i mieszkają tam tylko lokalni mieszkańcy. Podczas obliczeń w sytuacji, gdy zapotrzebowanie na ciepło w zimie było stosunkowo proste, bardzo trudno było oszacować zapotrzebowanie na ciepło w lecie. Zakładano, że w lecie zapotrzebowanie będzie zbyt niskie do eksploatacji kotła. Jeden z hoteli zgodził się na podłączenie własnego kotła na olej do sieci komunalnej i zasilanie sieci grzewczej w ciągu lata. Jednakże okazało się, że w połączeniu z dużym 85m3 magazynem buforowym, kocioł mógł pracować też w lecie.

Z powodu bardzo wysokiego szczytowego zapotrzebowania po południu, gdy większość gości hotelowych wraca ze stoków i bierze prysznic, buforowy zbiornik ciepła okazał się elementem krytycznym dla ekonomii energetycznej systemu. Wybrany został największy możliwy zbiornik, tak duży na ile pozwała droga dojazdowa przy budowie.

Page 17: Wykorzystanie Biomasy w Lokalnych Ciepłowniach

17

Nauki wyciągnięte z inwestycji i zalecenia dla innych inwestorów/operatorów

Właściciele projektu zalecają zebranie wszystkich (potencjalnych) interesariuszy na początku etapu planowania inwestycji. Wczesna współpraca zwiększa szansę sukcesu projektu i prowadzi do lepszych rezultatów dla wszystkich interesariuszy. Ogólnie przekonanie wszystkich większych odbiorców ciepła do udziału ( jako akcjonariusze) w projekcie ciepłowni prowadzi do bardzo dobrych rezultatów.

Z praktycznego punktu widzenia właściciele projektu zalecają nie lekceważyć wagi planowania logistyki biomasy. Prawidłowa koncepcja logistyczna przyczyni się do łatwego i sprawnego funkcjonowania ciepłowni. Właściciele ciepłowni zalecają również zlecenie zaprojektowania projektu ciepłowni i realizację projektu doświadczonej i sprawdzonej pracowni inżynierskiej. Dobry projekt zwiększa szansę na to, że budżet budowlany nie zostanie przekroczony.

2.3 Ciepłownia komunalna w Pokupsko, Chorwacja

Opis projektu

Pokupsko jest małym miastem z 2500 mieszkańców, przy rzece Kupa, w regionie Zagrebačka w Chorwacji. W 2015 rozpoczęto prace nad komunalną ciepłownią na biomasę (obecnie w fazie końcowej) na potrzeby ciepła regionu. Obecnie wielu mieszkańców wyraża zainteresowanie podłączeniem do nowego systemu, który rozpocznie prace w sezonie grzewczym 2015. Realizatorem projektu jest firma ENERKON z Zagrzebia w Chorwacji. Firma

ENERKON świadczy usługi z zakresu inżynierii, konsultacji i budowy obiektów przemysłowych i grzewczych. Ciepłownia jest wyposażona w kocioł na biomasę o mocy 1 MW (ciepło) i rocznie produkuje 2000 MWh energii z biomasy.

Konwersja energii

Paliwa z biomasy

Łańcuch dostawy biomasy

40% biomasy dostarczane jest przez Hrvatske šume, krajowe przedsiębiorstwo zajmujące się handlem drewnem. Pozostałe 60% pochodzi z lokalnej biomasy rolniczej. Czas trwania

Page 18: Wykorzystanie Biomasy w Lokalnych Ciepłowniach

18

kontraktu na dostawy biomasy z Hrvatske šume to 1 rok. Dotychczas projekt nie miał żadnych trudności z zaopatrzeniem w biomasę. Magazyn na biomasę może pomieścić paliwa na 7 dni pracy kotłowni. Popiół wytworzony w procesie spalania utylizowany jest tak, jak odpady komunalne. Cena biomasy podlega wahaniom cen surowców ale jest stosunkowo stała.

Konsumenci energii i dystrybucja ciepła

Inwestycja i finansowanie

Projekt został sfinansowany z wielu różnych źródeł. W sumie inwestycja kosztowała 800,000 EUR, finansowane ze środków UE, jak i lokalnych oraz krajowych funduszy przeznaczonych na OZE. Projekt jest przykładem inwestycji od podstaw (greenfield). Właścicielem ciepłowni jest Gmina Pokupsko.

Główne trudności/bariery napotkane podczas realizacji projektu

Pierwsza ocena inwestycji projektowych nie była realistyczna i projekt musiał zostać zmodyfikowana (zmniejszony i z wykorzystaniem tańszych części) aby dopasować go do środków finansowych udostępnionych przez fundusze.

Nauki wyciągnięte z inwestycji

Głównym problemem w realizacji przedsięwzięć komunalnych ciepłowni na biomasę w Chorwacji jest to, że realizator projektu musi zainwestować w sieć dystrybucji ciepła.Zalecenia dla innych inwestorów/operatorówProjekt należy dokładnie przygotować, razem ze wszystkimi pozwoleniami, w celu otrzymania dostępu do środków unijnych.

2.4 Komunalna ciepłownia na biomasę w gminie Łąck

Opis Projektu

Ciepłownia na biomasę została zbudowana w 2004 roku, w celu dostarczania ciepła do budynków urzędu gminy, szkoły podstawowej, gimnazjum, centrum zdrowia i hali sportowej w gminie Łąck, która jest właścicielem instalacji. Ciepłownia ogrzewa w sumie 8,500 m2 powierzchni. Biomasa pozyskiwana jest z konserwacji przydrożnej zieleni (drzewa i krzewy) i drzewnych odpadków leśnych. Ciepło przesyłane jest izolowanymi rurociągami. Ciepłownia składa się 3 kotłów na biomasę, dwóch o mocy 0.5 MW i jednego kotła o mocy 0.2 MW. Wszystkie kotły wykorzystywane są do produkcji ciepła w sezonie grzewczym.

Konwersja energii

Paliwa z biomasy

Page 19: Wykorzystanie Biomasy w Lokalnych Ciepłowniach

19

Łańcuch dostawy biomasy

Biomasę dostarcza lokalny producent zrębków. Dostawca jest odpowiedzialny za cały łańcuch dostawy i został wybrany w przetargu. Okres kontraktu na dostawy biomasy to 1 rok i jest odnawiany co roku.Magazyn biomasy mieści zapotrzebowanie na 30 do 45 dni pracy w sezonie grzewczym. Ciepłownia samodzielnie utylizuje popiół powstały w procesie spalania. Głównymi czynnikami decydującymi o cenie paliwa jest wartość opałowa, wilgotność i granulacja zrębek. W przypadku niewystarczających dostaw biomasy, ciepłownia korzysta z pozostałości po pielęgnacji miejskich terenów zielonych.

Konsumenci energii i dystrybucja ciepła

Inwestycja i finansowanie

Całkowity koszt inwestycji wyniósł 1.2 miliona zł; budowa i infrastruktura została sfinansowana przez Wojewódzki Fundusz Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej z programu Eko Fundusz. Nauki wyciągnięte z inwestycji

Biomasa powinna być kupowana lokalnie, w tym samym regionie w którym znajduje się ciepłownia.

Zalecenia dla innych inwestorów/operatorów

• Analiza lokalnej dostępności biomasy jest bardzo ważna we wczesnej fazie planowania ciepłowni.

• Dokładne zaplanowanie magazynu biomasy ułatwia później jej transport.

2.6 ’Stadvewarming Purmerend’ (SVP): Ciepłownia komunalna wykorzystująca biomasę z lokalnie dostępnych odpadów drzewnych, Holandia

Opis projektu

’Stadvewarming Purmerend’ (SVP)2 jest duńskim miastem w Purmerend. 1 Lipca 2014 r. SVP przekształciło się z tradycyjnego dystrybutora ciepła w komunalną ciepłownię odpowiedzialną również za produkcję ciepła.

SVP jest kompleksowym dostawcą ciepła, odpowiedzialnym za produkcję, dystrybucję i dostawę ciepła do użytkownikowych końcowych. Działalność prowadzona przez osobne podmioty biznesowe jest skonsolidowana w formie spółki. Jednostak „Productie B.V.” jest odpowiedzialna za produkcję, poczas gdy jednostka „SVP Distributie and Levering B.V.” jest odpowiedzialna za operowanie i utrzymanie sieci dystrybucji ciepłej wody. Wszystkie podmioty spółki są zobowiązne do przestrzegania regulacji Duńskiego Prawa Cieplnego (Dutch Heat Act).

Page 20: Wykorzystanie Biomasy w Lokalnych Ciepłowniach

20

Poza instalcją ciepłowniczą na biomasę „de Purmer”, SVP korzysta z dwóch posiłkowych kotłów na gaz ziemny, na pokrycie szczytowego obciążenia. Komunalna ciepłownia dostarcza ciepło w formie gorącej wody do 24,000 gospodarst domowych i 1,000 przedsiębiorstw. Instalacja ciepłownicza na biomasę zastąpiła elektrociepłownie na gaz, której właścicielem była firma Nuon. Elektrociepłownia była już stara i została już rozebrana.

Instalacja ciepłownicza na biomasę „de Purmer” ma moc 44 MW. Rocznie wykorzystuje prawie 100,000 ton świeżych zrębek do produkcji ok. 936,000 GJ ciepła.

Biomasa jest regularnie dostarczana przez Duńskie Przedsiębiorstwo Leśne (Staatsbosbenheer; SBB) które zarządza największymi państwowymi lasami i terenami zielonymi w Holandii.

SVP produkuje średnio 80% ciepła odnawialnego i 20% ciepła nieodnawialnego, ale SVP chce w przyszłości być całkowicie niezależne od paliw kopalnych.

Konwersja Energii

Paliwa z biomasy

Łańcuch dostawy biomasy

Świeża biomasa odpadowa, pochodząca z lasów, jest dostarczana przez SBB. Wycinka drzew z lasu odbywa się między lipcem a lutym (zgodnie z przepisami o ochronie lokalnego ptactwa podczas okresu gniazdowania). Okres ten pokrywa się z sezonem grzewczym i największym zapotrzebowaniem sieci ciepłowniczej. Między majem a czerwcem wykorzystywane są wcześniej przechowywane zrębki.

Zrębki są produkowane przy użyciu ciężkich maszyn (wykorzystujących olej napędowy) a bezpośrednio potem sprzedawane bądź magazynowane. Energiehout, podwykonawca SBB, jest odpowiedzialne za kupno/sprzedaż/marketing produktów z biomasy drzewnej, w tym, zrębków. Oferują długoterminowe umowy klientom takim jak SVP, co gwarantuje stałe dostawy biomasy. Stałe zapotrzebowanie na drewno leży w interesie SBB, co pozwala im na planowanie i prace logistyczne przy konserwacji lasów. Transport zrębków do SVP odbywa się średnio na dystansie 100 km.

Page 21: Wykorzystanie Biomasy w Lokalnych Ciepłowniach

21

Obecnie obowiązujący kontrakt podpisany z SBB jest na 10 lat, z możliwością przedłużenia.Zrębki przechowywane są pod niskim ciśnieniem w zamkniętym magazynie, który mieści paliwo na 7 dni ciągłej produkcji ciepła przy pełnym obciążeniu.

Ceny są negocjonowane podczas wspólnych dyskusji i biorą pod uwagę, między innymi, nieprzewidywane dodatkowe koszty np. wyższy koszt obsługi czy magazynowania.

Długoterminowy kontrakt z SBB gwarantuje stałą dostawę biomasy i w połączeniu z regularnymi dyskusjami, pozwalają ograniczyć ryzyko niewystarczających bądź braku dostawy biomasy. Dodatkowo w strategicznym i operacyjnym interesie SBB jest zapewnienie stotunkowo stałego i przewidywalnego popytu.Popiół wytworzony w procesie spalania jest utylizowany w składowisku gdzie analizowana jest jego jakość. W zależności od składu popiołu, można go wykorzystać do materiałów budowlanych. Obecenie prowadzone są badania nad wykorzystaniem popiołu w lasach, co było by niezmiernie korzystne pod względem cyklicznego zarządania minerałami.

Konsumenci energii i dystrybucja ciepła

Inwestycja i finansowanie

Gmina Purmerend jest jedynym (100%) akcjonariuszem spółki. Większość inwestycji (ok. 46.7M EUR) pochodziła z kredytów (50/50 przez BNG Bank i Triodos Bank) gwarantowanych przez gminę. Dodatkowe dofinansowanie pochodziło z 3 różnych źródeł: 1.8M EUR od Europejskiego Banku Inwestycyjnego (w ramach programu ELENA), 1M EUR od RVO (Holenderskiej Agencji Przedsiębiorczości) i dotacja za każdy wytworzony GJ odnawialnego ciepła (w ramach programu dofinasowania SDE+ przez okres 12 lat).

Nauki wyciągnięte z inwestycji

• Nieprzewidywalne przepisy• Nieprzewidywalna polityka dofinansowania• Brak zapewnienia wszystkim wyrównanych

szans dotyczących odnawialnych rozwiązań w przemyśle ciepłowniczym

Zalecenia dla innych inwestorów/operatorów

• Należy zaangażować lokalnych interesariuszy• Trzeba planować realnie

Page 22: Wykorzystanie Biomasy w Lokalnych Ciepłowniach

22

Get in touch with your national B4B contact point:

AUSTRIAN ENERGY AGENCY (OSTERREICHISCHE ENERGIEAGENTUR)

Austriahttp://en.energyagency.at

AEBIOM (THE EUROPEAN BIOMASS

ASSOCIATION)Belgium/Europewww.aebiom.org

CENTRE FOR RENEWABLE ENERGY SOURCESAND SAVING FONDATION

(CRES)Greece

www.cres.gr/kape/index_eng.htm

DEUTSCHES BIOMASSEFORSCHUNGSZENTRUM GEMEINNUETZIGE GMBH (DBFZ)

Germanywww.dbfz.de/aktuelles.html

KRAJOWA AGENCJA POSZANOWANIA ENERGII SA (KAPE)

Polandwww.kape.gov.pl/index.php/pl

ROMANIAN ASSOCIATION OF BIOMASS AND BIOGAS (ARBIO)

Romaniawww.arbio.ro/en/#all

SLOVENSKA INOVACNA A ENERGETICKA AGENTURA (SIEA)

Slovakiawww.siea.sk

NACIONALNA ASOCIACIA PO BIOMASA (BGBIOM)

Bulgariahttp://bgbiom.org

SCIENTIFIC ENGINEERING CENTRE “BIOMASS” LTD (SCIENTIFIC

ENGINEERING CENTRE)Ukraine

http://biomass.kiev.ua/en

ENERGETSKI INSTITUT HRVOJE POZAR (EIHP)Croatia

www.eihp.hr

MINISTERIE VAN ECONOMISCHE ZAKEN

The Netherlands

www.rijksoverheid.nl/ministeries/ministerie-van-economische-zaken

MOTIVA OYFinland

www.motiva.fi/en

TEKNOLOGISK INSTITUT (DTI)Denmarkwww.dti.dk

Contacts

Page 23: Wykorzystanie Biomasy w Lokalnych Ciepłowniach

23

The Horizon 2020 project Bioenergy4Business (B4B) aims at supporting and promoting the (partial) substitution of fossil fuels (such as coal, oil, gas) used for heating with available bioenergy sources (such as by-products of the wood-based industry, forest biomass, pellets, straw and other agricultural biomass products) in the project partners’ countries and beyond.

This project is funded under the LCE 14 2014 Support Programme „Market uptake of existing and emerg-ing sustainable bioenergy“, as part of the Horizon 2020 Framework Programme by the European Com-munity. All publications of this project reflect solely the views of its authors. The European Commission is not liable for any use that may be made of the information contained therein. The Bioenergy4Busi-ness consortium members shall have no liability for damages of any kind including, without limitation, direct, special, indirect, or consequential damages that may result from the use of these materials.

www.bioenergy4business.eu