Decarbonizarea producției de energie electrică

1. Caracteristici ale tehnologiei analizate.

Pe de o parte, biomasa este o sursă de energie regenerabilă și este considerată „neutră” din punctul de vedere al emisiilor de carbon. Aceasta este produsa in mod continuu de natura insasi, motiv pentru care este considerata a fi o sursa regenerabila de energie verde. Poate fi realizata din lemn: lemn de foc, praf si deseuri de cherestea si chiar deseuri din industria hartiei. Culturile agricole si materialele reziduale precum soia, iarba si algele sunt, de asemenea, materii prime in procesul de obtinere a energiei din biomasa. In plus, rezidurile din grajdurile animalelor si canalizarea umana sunt alte materii gasite constant in natura.

Majoritatea energiei electrice generate din biomasa este produsa prin ardere directa.

Pe de alta parte, cogenerarea reprezintă producerea combinată și simultană de energie electrică și termică in aceeasi instalatie de baza si pe baza aceluiasi combustibil. Sistemele de cogenerare (CHP) produc energie electrică și căldură recuperată sub formă de apă caldă. Convertirea gazelor sau a altor combustibili în energie electrică și termică în propria locație elimină costurile și pierderile de distribuție a energiei electrice fiind un mod economic și ecologic de a folosi căldura. Sistemele de cogenerare pot furniza o cotă semnificativă de abur, apă și-sau aer cald(ă) pentru folosirea in procese industriale, încălzire și răcire și o mare parte din cererea de energie electrică prin utilizarea de turbine cu gaz și abur, motoare cu combustie internă, ORC etc.

Avantajele centralei pe biomasa in cogenerare constau in: economia de costuri, in cazul sistemelor de cogenerare de capacitate mica și medie (0,2 - 20 MW) care sunt instalate in zone industriale sau cartiere de locuinte, energia produsa este utilizata la nivel local, reducandu-se astfel costurile generate de utilizarea de electricitate din reteaua nationala; Siguranța în furnizarea de energie electrică și termică; atât din motive comerciale, cât și din considerente de siguranță. Impactul oricărei întreruperi sau căderi temporare de curent poate fi minimizat prin configurarea centralei de cogenerare în acoperirea necesarului energetic local. În plus, combustia biomasei se realizează în general în boilere multi-combustibil, care permit selectarea și utilizarea unei diversități de combustibili.

1.1 Principii de funcționare si scheme

Conceptul de cogenerare definește producția simultană, cu aceeași instalație (grup turbină cu abur - generator, grup motor cu ardere internă - generator etc.), a energiei electrice și termice (sub formă de apă caldă, abur sau agent de răcire).

În figura alăturată este prezentată o schemă a instalației. Circuitele de abur viu sunt reprezentate cu linie violet îngroșată.

Pe schemă pot fi identificate părțile principale ale instalației.

Cazanele de abur supraîncălzit, sunt amplasate în zona din dreapta a schemei. Se observă că primele două cazane (montale în varianta inițială a instalației) sunt conectate printr-un colector de abur pe circuitul de abur supraîncălzit, denumit și abur viu (reprezentat pe figură cu culoarea violet și linii îngroșate). Gazele de ardere sunt evacuate din cele două cazane printr-un singur coș de fum. Al treilea cazan (montat ulterior), a fost racordar pe circuitul de abur în același colector, comun cu al primelor două cazane. Pentru prepararea de agent termic tehnologic suplimentar, a fost prevăzut și un circuit de preparare a acestui agent, care ocolește turbina și este prevăzut cu o stație de reducere - răcire (SRR). Acest circuit va fi denumit în continuare „By pass încălzire agent tehnologic” sau mai simplu “By pass tehnologic”. Al treilea cazan este racordat la un coș de fum propriu. Turbina de abur poate fi ușor identificată în partea de sus a imaginii, în zona din stânga a circuitului de abur viu (reprezentată pe figură cu culoarea portocalie și linii îngroșate). Turbina este racordată la generatorul electric. Se observă că instalația este prevăzută cu un circuit de siguranță, pentru ocolirea turbinei, denumit în continuare „By pass turbină”.

Condensatorul 1 este amplasat imediat după turbină, iar condensatorul 2 este amplasat pe circuitul de „By pass tehnologic”

Turbina de abur poate fi ușor identificată în partea de sus a imaginii, în zona din stânga a circuitului de abur viu (reprezentată pe figură cu culoarea portocalie și linii îngroșate). Turbina este racordată la generatorul electric. Se observă că instalația este prevăzută cu un circuit de siguranță, pentru ocolirea turbinei, denumit în continuare „By pass turbină”. Condensatorul 1 este amplasat imediat după turbină, iar condensatorul 2 este amplasat pe circuitul de „By pass tehnologic” Turbinele cu condensație utilizează o presiune de evacuare sub cea atmosferică și au avantajul de a putea modifica independent sarcina electrică de cea termică. În cazul acestor turbine, sarcina termică se poate realiza prin extragerea de abur în una sau mai multe trepte, la parametrii de presiune și temperatură doriți.

1. https://www.europarl.europa.eu/doceo/document/E-8-2015-015499_RO.html

2. https://vreaulanova.ro/blog/producerea-energiei-din-biomasa

3. https://centi.ro/info/imm2011/imm14.pdf

4. https://despre-energie.ro/cogenerarea-si-trigenerarea-principii-de-functionare-si-avantaje/

5. https://bdr.parisnanterre.fr/theses/internet/2013PA100178.pdf

6. https://www.academia.edu/32586465/PRIMA_CENTRALA_DIN_ROMANIA_COGENERARE_INALTA_EFICIENTA_TEHNOLOGIE_ORC_COMBUSTIBIL_DESEURI_DE_LEMN

7. http://mugurbalan.eu/termo/bilant_energetic_cogenerare.pdf

8. http://www.code2-project.eu/wp-content/uploads/How-to-guide-RO_2.pdf

9. https://heberger.ro/projects/centrala-electrica-pe-biomasa-din-reci/

10. http://www.anpm.ro/documents/14903/46288260/Memoriu+Telciu+final_+7+ian+2020.pdf/97a2ce82-a5d5-4608-b942-15ea57f5e227