Наша деятельность в России
Сжигание индустриальных древесных топливных гранул (пеллет) для генерации тепловой и электроэнергии
Существуют два основных принципа использования индустриальных пеллет для генерации энергии. Или ТЭС полностью переходит на пеллеты как топливо – в этом случае говорится о моносжигании , или пеллеты примешиваются как дополнительное топливо к основному.
Малые и средние ТЭС работают чаще всего исключительно с пеллетами или с другой биомассой. На крупных ТЭС пеллеты сжигаются совместно с углем и другими видами топлива – это называется совместным сжиганием (Co-Firing). При совместном сжигании за счет замены части угля на биомассу, снижается выброс углекислого газа, серы и оксидов азота . Так как от совместного сжигания угля и биомассы можно без проблем перейти на сжигание только угля, эта технология представляет владельцам станций минимальные риски. Крупные ТЭС все чаще добавляют древесные пеллеты для сжигания вместе с углем. Таким образом рынок индустриальных пеллет в Европе возрос большим скачком – за прошлый год более чем на 30%.
Способы совместного сжигания угля и биомассы
Есть несколько различных способов совместного сжигания биомассы,и в частности древесных топливных гранул(пеллет). Все эти способы можно разделить на прямое совместное сжигание,непрямое совместное сжигание и параллельное сжигание. Прямое совместное сжигание это одновременная подготовка,измельчение и подача угля и биомассы в котел. Непрямое‐это отдельная подготовка и измельчение биомассы. Параллельное‐это сжигание биомассы в отдельном котле. Метод газификации‐это первоначальная газификация биомассы и подача в котел генераторного газа (этот вариант подходит для влажного сырья,например древесной щепы).
Схема электростанции с совместным сжиганием угля и биотоплива
Avedore Power Station
Станция находится в пригороде столицы Дании, г. Копенгагене. Оператор Dong Energy эксплуатирует в пригороде Копенгагена ТЭЦ Avedore с двумя реакторными блоками. Вместе они снабжают примерно 200.000 домашних хозяйств теплом и производят 1,4 миллиона квт/ч электроэнергии.Станция сжигает и каменный уголь и биомассу. Поставки угля осуществляются морскими судами до 5 тыс. т. на свой терминал для выгрузки. Тем же путем осуществляется поставки и пеллет. Для выгрузки используется кран с грейферным захватом и кран пневматического типа. Далее уголь попадает по транспортеру на открытую площадку, а пеллеты в бункера для хранения. Станция имеет 2 энергоблока. Один из них №1 используется только для угля, но планируется его модернизация на сжигание и биомассы. А блок № 2 использует и биомассу. ТЭЦ Блок Avedore 2 с 2001 года в эксплуатации. Котел фирмы BWE(BURMEISTER &WAIN ENERGY A/S). В отличие от других блоков он может использовать газ, нефть и биотопливо, как солома и пеллеты. Блок в год потребляет 400.000 тонн пеллет. Каменного угля сжигается при работе около 130 т/час калорийностью 7000 ккал/кг. При 100 процентном применении биомассы может быть достигнуто примерно 70% мощности котла, которая могла бы быть получена при сжигании угля. Avedore 2 применяет 2 котла. В одном сжигается солома, в другом газ, нефть и пеллеты. Произведенный пар приводит в движение совместную турбину. Кроме того для покрытия пиков спроса электроэнергии установлена еще одна газовая турбина. Тепло этой турбины кроме того применяется для подогрева воды для других двух котлов. Блок, использующий солому производит 40МВт электроэнергии и 50Mвт тепловой энергии.
Drax Power Station
Drax Power Station – вторая в Европе угольная электростанция после польской Belchatow Power Station . Drax вырабатывает 24 Твт/час электроэнергии.Эмиссия СО2 доходит до 22800000 тонн в
год.Выход золы 1500000 тонн в год.Максимальное потребление угля 36000 тонн в день.Ежегодно это составляет приблизительно 9 млн.тонн. Уголь поступает как из британских шахт,так и из‐за
рубежа: в основном из Австралии,Колумбии,Польши,России и Южной Африки.Импорт осуществляется морскими судами,а из портов до ТЭЦ железной дорогой.На станции применяется
специальная карусельная разгрузка без остановки составов(на малом ходу). Уголь подается в один из тридцати угольных бункеров, каждый вместимостью 1 000 тонн угля. Каждый бункер запитывает две из шестидесяти углеизмельчительные дробилки, каждая из которых может измельчать до пылеобразного состояния 36 тонн угля час. На ТЭЦ установлено шесть котлов Babcock. Пылеобразный уголь от десяти дробилок подается на горелки котла, которые разжигаются пропаном. Каждый из этих шести котлов подают выработанный пар на турбины Вырабатываемая эл. энергия каждого блока составляет 660 МВТ, а суммарная мощность 6 блоков 3 960 МВТ. Как резервные имеется 6 газовых турбин по 75 Мвт, три из которых в последнее время законсервированы.
Совместное сжигание на ТЭЦ впервые было осуществлено летом 2004 года и при этом это была вообще первая ТЭЦ в Великобритании которая применила древесную биомассу( в виде щепы из местной ивы в количестве 14100 тонн).На сегодня перед станцией стоит цель увеличить общий объем биомассы до 12,5% от общего объема топлива. Станция сжигает сегодня большой спектр твердой биомассы: в основном это древесные гранулы, гранулы из лузги подсолнечника, косточки олив, шелуха арахиса и др.Большая часть биомассы импортируется морскими судами навалом.
На станции применена подача такой биомассы без дополнительного измельчения,минуя угольные дробилки , непосредственно в котел.
Помимо биомассы для совместного сжигания применяется PETCOKE‐ петрококс .Испытания проводились с 2005 по 2007 г.г.За этот период в один из котлов подавалось 85% каменного угля и 15% петрококса.За счет этого снижается себестоимость выработанной эл.энергии и так‐же сокращаются выбросы.Что касается выбросов,т.к.Drax Group самый большой эмитент СО2 в Великобритании‐ 22160000 тонн СО2,и предполагаемая самая большая в ЕС эмиссия азота(NOx), то для снижения эмиссии был подписан контракт с концерном Siemens на модернизацию паровых турбин станции в 4‐х летний срок.Все это,т.е.модернизация турбин,самая грандиозная по масштабам в Британии,и совместное сжигание должны дать сокращение выбросов СО2 к концу 2011 года до 15% и повысить эффективность станции. К северу от ТЭЦ компания начала строительство эл.станции на 300 МВТ,которая будет работать чисто на биомассе в общую сеть, что даст дополнительное сокращение эмиссии СО2 на 1850000 тонн в год.В недалеком будущем запланировано строительство еще двух таких ТЭЦ на биомассе в двух соседних морских портах,которые будут входить в единую систему.
Amercentrale Power Station
Amercentrale ( Essent's Amer Power Plant )–тепловая электростанция голландского энергетического концерна Essent. ТЭЦ применяет технологию совместного сжигания угля и биомассы(в основном древесных пеллет). Электростанция состоит из 2‐х блоков , вместе производящих 1245 МВТ электричества и 600 МВТ тепла. ТЭЦ обеспечивает значительную часть южных Нидерландов электричеством и также тепловой энергией для отопления жилых домов , производственных и сельскохозяйственных сооружений(теплиц). В настоящее время планируется строительство еще одного блока на 800 Мвт также для совместного сжигания угля и биомассы.
Amercentrale на сегодня использует больше биомассы, чем любая другая электростанция в Европе. В этой электростанции сжигают одновременно 35% биомассы и 65% угля. Рассматривается вопрос об увеличении биомассы при совместном сжигании с углем до 50% и в перспективе даже до 95%,оставив 5% угля для подсветки(растопки).
Древестные топливные гранулы(пеллеты)поставляются на ТЭЦ крупнейшим в мире заводом-производителем пеллет, построенном компанией RWE ‐ совладельцем Essent , в американском городе Уэйкроссе, в Джорджии( инвестиции 120 миллионов евро). Ежегодная производительность этого завода составляет 750 000 тонн топливных гранул. ТЭЦ использует в год 1 млн.тонн биомассы. Essent тщательно исследует происхождение биомассы: используется специальный Зеленый Золотой стандарт для приобретения твердой биомассы (древесные пеллеты, косточки оливы и т.д.). Зеленый Золотой Лейбл http://www.greengoldcertified.org/‐ независимый знак качества. Требования Золотого стандарта должны быть утверждены и проверены организациями, аккредитованными в соответствии с требованиями ООН по экологии и изменению климата.К 2011 году был достигнут уровень в 75% соответствия Зеленого золотого стандарта от общей потребляемой биомассы.Для сравнения:в 2006г только 33%,в 2007г 48%,в 2008г 68%,в 2009г 73%.
Уменьшение эмиссии при совместном сжигании биомассы с бурым углем на ТЭС концерна Vattenfall в Йеншвальде (ФРГ)
BImSchV – Федеральное предписание по эмиссии (ФРГ).
Снижение выбросов СО2 при совместном сжигании.
Снижение выбросов СО2 при совместном сжигании
Затраты на модернизацию ТЭС для совместного сжигания
Инвестиционные затраты на ТЭС, где используется 100% биомассы зависят от нескольких параметров таких, как вид топлива (дерево, солома , отходы АПК ,ТБО и тд.) технологии
котла, мощности станции (Mвт) и типа станции. Инвестиционные затраты на строительство ТЭС ,использующих 100% биомассы до предельной мощности в 50 Mвт, составляют от 2.000 до 5.000
евро за киловатт установленной мощности (в среднем 3.500 евро в 2010 году).
Что касается совместного сжигания биомассы (древесных пеллет) на угольных электростанциях, то, исходя из различных референций и мониторинга, инвестиционные затраты
составляют в среднем 249,5 евро за киловатт мощности, соответствующей количеству применяемой биомассы при совместном сжигании. Например:электростанция,использующая
уголь, мощностью 575 Мвт,заменила 10% угля на биомассу (57500 квт Х 249,5=14,35 млн.евро).
По данным Пфайффера и Ван ден Вена (KEMA, 2009) затраты на выработку эл. энергии при совместном сжигании угля и биомассы составляют 54‐75 евро на мегаватт.Т.е.себестоимость
выработки 1 квт эл.энергии при совместном сжигании составляет 5,4‐7,5 евроцентов.
Спасибо за внимание
EKO Holz-und Pellethandel GmbH Tel.+491726776539
E-Mail: s.perederi@eko-pellethandel.de
