Přidat EnviWeb k oblíbeným odkazům
RSS kanályMobilní verze EnviWeb.cz

BUDOUCNOST DŘEVNÍHO PLYNU

19.02.2010  |  922× přečteno      vytisknout článek

Proč právě energetické zplyňování s následným využitím dřevního plynu v kogenerační jednotce, s relativně nízkou účinností, když samostatná oddělená výroba tepla běžně pracuje s mnohem vyšší účinností (cca 90 %)?

Protože elektřina je mnohem ušlechtilejší a dražší energie /> a ve finančním vyjádření vyváží nižší tepelnou účinnost.
Podívejme se proto na pár čísel:

Spalování dřeva v kotli
Cena paliva na vstupu 1 000 Kč
Výhřevnost 15 000 MJ/t
Množství paliva 1 t
Energie v palivu (spalné teplo) 15 GJ/t
Energie v palivu (spalné teplo) 4 155 kWh/t
Účinnost výroby tepla 85 %
Vyrobené teplo 3 532 kWh
Vyrobené teplo 12,75 GJ
Cena za jednotku tepla 78,4 Kč/GJ
Cena paliva na výstupu 850 Kč

Jako energetický vstup uvažuji 1 tunu dřeva pro snazší názornost
v ceně 1 000 Kč. Tabulka uvádí účinnost kotle a energetický ekvivalent
tepelné energie v kWh i GJ. K ceně paliva na výstupu je nutné
podotknout, že se jedná pouze o palivovou složku ceny tepla bez ceny
nákladů na obsluhu a amortizaci zařízení a také bez kalkulovaného
zisku, cena vyrobeného tepla tedy může být výrazně vyšší. V tomto
případě se jedné pouze o teoretickou hodnotu použitelnou pro porovnání
obou technologií. Do kotle "vložíme" 1 000 Kč, vzhledem
k jeho energetické účinnosti ve formě tepla "vypadne" 850 Kč, zbytek
jsou ztráty, které vylétnou komínem. Za kolik vyrobené teplo prodáme
a jaký bude zisk, to je zcela jiná kapitola.

Zplyňování dřeva s kogenerací
Cena paliva na vstupu 1 000 Kč
Energetický obsah dřevoplynu 9,75 GJ
Energetický obsah dřevoplynu 2 701 kWh
Účinnost výroby tepla 50 %
Oddělená produkce tepla 1 350,4 kWh
Oddělená produkce tepla 4,9 GJ
Cena tepla dle spalování 382 Kč
Účinnost výroby elektřiny 29 %
Cena za jednotku elektřiny 4 Kč/kWh
Výroba el. energie 783 kWh
Cena elektřiny 3 133 Kč
Cena paliva na výstupu 3 515 Kč

Tabulka ukazuje ekonomické vyjádření energetických jednotek.
V této tabulce ze stejného množství dřeva za stejnou cenu s účinností
65 % vyrobíme dřevní plyn, který po zchlazení pustíme do motoru
kogenerační jednotky. Samostatná tepelná účinnost kogenerace je
výrazně nižší, navíc se počítá z plynné frakce, přes účinnost výroby
dřevního plynu. Pro lepší srovnání je ovšem oceníme stejnou "teoretickou"
částkou jako v levém sloupci Cena tepla dle spalování. Kromě
tepla však ze stejné vsázky dřeva vyrobíme ještě elektřinu, kterou ve
výpočtu oceníme částkou 4 Kč na kWh, i když to v některých případech
(jako u cíleně pěstované biomasy) může být i víc. Na posledním řádku
už vidíme srovnání Cena paliva na výstupu. To je ten hlavní důvod,
proč v poslední době zaznamenáváme zvýšenou aktivitu mnoha fi rem
a vzrůstající zájem mnoha budoucích provozovatelů o agregáty na
energetické využití biomasy prostřednictvím zplyňování.
Že nejde o nic jednoduchého, dokazuje celá řada osobních i fi remních
pomníčků neúspěšných pokusů o zvládnutí technologie energetického
zplyňování u nás i v zahraničí. Osobně se domnívám, že za
vším stojí touha po moci transformovaná ve vidinu rychlého zisku,
kdy agregát na výrobu dřevního plynu "nějak" funguje a jeho tvůrce
mnohdy vyždímaný z posledních fi nančních rezerv bez dostatečné
znalosti celé problematiky se odhodlá ke komerční realizaci. Tragédie
na sebe nenechá dlouho čekat. Celá řada zrezivělých instalací
je jasným důkazem.
Technologie výroby dřevního plynu zasahuje do několika průmyslových
odvětví (chemické technologie a chemické procesní inženýrství,
strojírenství, metalurgie, MaR, energetika) a vyžaduje spolupráci odborníků
z různých oborů. Teprve v nedávné době po nabytí platnosti
zákona o podpoře OZE se do vývoje dřevního plynu u nás pustila
řada renomovaných vědeckovýzkumných institucí a velkých fi rem.
Existují ale i fi rmy mnohem menší, které mnohdy bez lesku fi nančních
podpor a bez zájmu o předčasnou publicitu v zázemí svých dílen
ověřují své agregáty. Většinou se jedná o technologie se sesuvným
ložem, ale zkoušejí se i přetlakové generátory nebo generátory se
spodním plněním paliva.




Jak to celé funguje?

Ve vyvíječi plynu dřevo hoří shora dolů, vzniklý plyn prostupuje přes
žhavou vrstvu dřevěného uhlí, čímž se nehořlavý oxid uhličitý redukuje
na jedovatý a hořlavý oxid uhelnatý, který je základní složkou dřevoplynu.
Dále se v této části generátoru rozkládá vodní pára na vodík
a také se zde rozkládá dehet, který je obsažen v plynu v důsledku
nedokonalého spalování. Dřevěné uhlí k redukci vzniká v generátoru
samovolně. Plyn se fi ltruje od prachu, intenzivně se chladí v trubkovém
nebo vodním chladiči, aby se z něj vysrážela voda a ocet.
Místo karburátoru je u motorů osazen prostý směšovač, kde se plyn
míchá se vzduchem v poměru 1:1. Motor plyn nasává z generátoru
sám (od toho vznikl historický název - motory plynosací). Při tvorbě
dřevoplynu vzniká přibližně 20 % vodíku, 20 % oxidu uhelnatého
a malé množství metanu, zbytek (asi 50 až 60 %) tvoří dusík. Spalováním
vzniká oxid uhličitý a vodní pára, vedlejšími produkty jsou oxid
uhelnatý a jedovaté plyny.
Většina aplikací byla využívána k pohonu motorových vozidel, proto
řada dnešních pokusů o novodobé energetické využití dřevního plynu
vychází z původního souproudého zplyňovače typu IMBERT a jeho
dalších modifi kací.
Základní členění generátorů s pevným ložem představují typy:
o souproudý
o protiproudý
o s křížovým proudem

Dále rozlišujeme generátory s fl uidním nebo unášivým ložem.
Dřevní plyn je směsí mnoha uhlovodíků s relativně nízkou výhřevností.

Tabulka pochází ze zprávy Výzkumného energetického centra - VEC
Ostrava, která porovnává složení plynu z jednotlivých typů zplyňovačů:
protiproudého, souproudého a fl uidního. Na první pohled jsou
jednotlivé rozdíly zanedbatelné až na zvýšený obsah prachových
částic a dehtů u fl uidního zplyňovače. Ovšem při pohledu na složení
dřevního plynu získaného alotermním zplyňováním nepřímým ohřevem
vodní parou a olivínu kvalita dřevního plynu bere dech.

Snad za jediný handicap je možné považovat vyšší obsah nehořlavého
CO2, což bohatě vyvažuje obsah metanu i vyšší podíl
ostatních spalitelných složek. Téměř zanedbatelný je obsah dusíku,
který u předchozích principů představuje cca 50 %! Právě dusík je
z energetického hlediska nevyužitelným plynem, který pouze zabírá
prostor ve válcích spalovacího motoru, proto je energetický obsah
(výhřevnost) tak nízký.
Díky podstatně vyšší kvalitě a výhřevnosti dřevního plynu získaného
při alotermním zplyňování však odpadá řada problémů s kvalitou
a čištěním dřevního plynu. Nevýhodou je, že tento princip dosahuje
již rafi nérských rozměrů (viz snímek 2 MWel) a není použitelný pro
výkony kolem 100 kWel. Pochopitelně čištění plynu se rozhodně nevyhneme
ani v tomto případě. Plyn je nutné čistit nejen od prachových
částic, ale i od dehtů a podle cílové aplikace i dalších látek. Pro energetické
využití plynu v kogenerační jednotce je nutný funkční systém
čištění plynu, který je zdrojem obtíží snad u všech známých aplikací.
Zplyňo vání s duálním fl uidním ložem je proto použitelné pouze pro
vyšší výkony v řádech několika MW. Zdařilou a na evropském kontinentu
ojedinělou aplikaci najdeme v rakouském vědeckovýzkumném
parku obnovitelných zdrojů v Güssingu. I přes handicap své velikosti
se tato instalace vzhledem k vysoké kvalitě a výhřevnosti dřevního
plynu stává zlatým hřebíčkem celého oboru.
Hlavní výhodou tohoto technického principu je oddělení spalovacího
procesu jakožto zdroje tepla od chemických reakcí vedoucích ke
získávání dřevního plynu. Teplo se do chemického procesu přivádí
parou a prostřednictvím cirkulujících ohřátých zrnek olivínu (frakce
o zrnitosti hrubšího písku), který se v Güssingu používá jako nosič
tepla směrovaný přímo mezi dřevní štěpku unášenou v cirkulujícím
fl uidním loži. Za zmínku stojí, že v Güssingu ke stěpkování používají
2 roky staré ve venkovním prostředí vyschlé klády, což sice zvyšuje
energetickou náročnost stěpkování, ale jak dokládá dřívější tabulka,
výsledná kvalita dřevního plynu za to stojí.
I přes svou relativně dlouhou historii a prokazatelné úspěchy je dřevní
plyn v oblasti energetického využití biomasy stále nováčkem, ba přímo
ještě malým miminkem v plenkách. To je hlavním důvodem, proč
instalace v Güssingu nemá hojná opakování. Již téměř pět let se zde
staví menší aplikace o výkonu 300 kWel, složená z dvojice vyvíječů
se sesuvným ložem. Její provoz stále není uspokojivý, proto se k ní
turisté neprovázejí.
Technické systémy pro energetické využití biomasy zplyňováním čeká
masivní rozvoj, podobně jako je tomu u bioplynových stanic u nás
i ve světě. Není se co divit, u jejich kolébky stojí řada sudiček, které si
můžeme pojmenovat různě: decentralizovaná výroba elektrické energie,
vyšší účinnost a vyšší stupeň využití paliva, snížení naší závislosti
na dovozových nebo fosilních palivech, zachování tržeb za energie
v daném regionu, vyšší zaměstnanost v odlehlých obcích.
Další informace: www.energis24.cz o radsej@cmail.cz
"Technické systémy pro výrobu elektrické energie z biomasy - Elektřina s vůní
dřeva", která je volně ke stažení na www.mpo-efekt.cz
publikace/2188.

Autor: Radovan Šejvl

Zdroj: Časopis Alternativní energie - www.alen.cz


Související články


Poslední diskuse k článku - 0 příspěvků celkem

přidej nový příspěvek

Zatím žádný příspěvek
můžete na tento článek reagovat jako první...


EnviWeb s.r.o. neručí a nenese zodpovědnost za obsah diskusních příspěvků, diskuse nemoderuje ani nerediguje. Diskusní příspěvky vyjadřují názor jejich autorů. EnviWeb s.r.o. si vyhrazuje právo odstraňovat diskusní příspěvky, a to zejména takové, které odporují dobrým mravům, porušují platné zákony ČR, poškozují dobré jméno serveru nebo obsahují neplacenou reklamu. Diskuse NEJSOU určeny pro dotazy na autory článků nebo redaktory EnviWebu.



Search
Partneři
Ekologický oskar
ZmapujTo.cz
Fandíme EnviWebu
Výrobky a služby pro životní prostředí
Výrobky a služby pro životní prostředí
Partnerské časopisy
<< Předchozí Následující >>



Doporučujeme: Ekologove.cz - ekologie v každodenní praxi, EnviMarket.cz - nabídka výrobků a služeb, ZmapujTo.cz - hlášení podnětů od občanů, Nazeleno.cz - úspory energie, Inspirace v bydlení, Cena elektřiny, Dřevěné brikety, Palivové dřevo, Palivové dřevo, Palivové dřevo, Palivové dřevo, Palivové dřevo, Palivové dřevo


Enviweb s.r.o. využívá zpravodajství ČTK, jehož obsah je chráněn autorským zákonem.
Přepis, šíření či další zpřístupňování tohoto obsahu či jeho části veřejnosti,a to jakýmkoliv způsobem, je bez předchozího souhlasu ČTK výslovně zakázáno.
Copyright (2008) The Associated Press (AP) - všechna práva vyhrazena. Materiály agentury AP nesmí být dále publikovány, vysílány, přepisovány nebo redistribuovány.
Toplist