POWER GEN EUROPE 2008

Ten, kdo by se domníval, že odborníci z řad analytiků, výrobců energie a energetických zařízení zařadí zpátečku ve smyslu uhlíkové strategie EU, by se hluboce mýlil. Otázka nezní, jestli to jsou vyhozené peníze, jak se domnívá Hrad a jeho družina, ale jak zprovoznit nová zařízení tak, aby cena za jímání CO2 nezatěžovala výrobu. Otázka rovněž nezní, zdali obnovitelné zdroje energie ano či ne, ale jak najít nové možnosti, které by nebyly postaveny na finanční konstrukci výkupu. Otázka nezní, zdali kogeneraci a teplárentsví, ale za jakou cenu a jak CHP optimalizovat. Mohli bychom vypočítávat další problémy, svět se zaměřil na získávání energie všemožnými způsoby, neboť kromě grafů omezenosti primárních zdrojů, které jsou známy už desítky let, přichází strach v podobě cen ropy a zemního plynu. Naše osvícené Ministerstvo průmyslu a obchodu nikdy nezařadilo jednu z nejprestižnějších výstav světa, Power Gen, do svého kalendáře a doby, kdy české firmy vystavovaly na Power Gen v Indii či Číně jsou téměř minulostí. I když se v následujících řádcích budeme bavit o technice, je zřejmé, že velkou nejistotu do energetické bilance vnesli politici (ty české nevyjímaje) a v našich krajích si můžeme klást otázky téměř strategické: proč zmizel český průmysl energetických zařízení, kam se poděly inženýrské organizace a hlavně odborníci z nich, kam se poděl vývoj a výzkum nových materiálů, bez nichž nelze stavět nové, vysoce účinné zdroje s teplotami páry nad 700 oC, kam se podělo jaderné strojírenství. To samozřejmě navazuje otázky jiného typu, o politické odpovědnosti, ekonomické strategii (prodej vše, kde nemáš podíl), prozíravosti, předvídavosti a odpovědnosti. V Miláně, v centru italské oblasti Lombardie na výstavišti Fiera Milano City, se konal 3. až 5. června 2008 pod heslem CONVERGE, COLLABORATE, CONNECT již 16. ročník největší a nejprestižnější trojice výstav energetických technologií a konference POWER GEN Europe, RENEWABLE ENERGY EUROPE A POWERGRID EUROPE. Akci pořádala britská společnost PennWell International Power Group. Zaregistrovalo se na 13 000 návštěvníků z oboru energetiky, výstavní plocha ve třech halách výstaviště Fiera Milano City vzrostla o 20 % proti loňskému roku. Jasný důkaz obrovského zájmu o energetiku. Power Gen se stal dostaveníčkem konstrukčních, projekčních, výrobních, obchodních, montážních, provozních a servisních složek i organizací, dále pak provozovatelů a servisních organizací výrobních energetických zařízení, distribučních sítí a obnovitelných zdrojů zejména z oblasti biomasy (bioplyn, spalování a spoluspalování biomasy, kogenerační jednotky, zařízení větrné energie a fotovoltaiky apod.). Celá výstava a konference byly pod vlivem klimaticko energetického balíčku ”20-20-20“, jedná se o direktivu Evropské komise z dubna 2007, direktiva ukládá konkrétní úkoly jednotlivým zemím Evropské unie: l Snížení emisí skleníkových plynů o 20 % s respektováním emisí roku 1990 l Podíl obnovitelných zdrojů energie na celkové spotřebě energie ve výši 20 % l Snížení spotřeby energie o 20 % vlivem zvýšení účinnosti výroby, distribuce a spotřeby energie. Již tradičním zahájením výstavy a konference jsou projevy odborníků, tu letošní otevřel Nigel Blackaby – ředitel konference z pořadatelské Penwell International Power Group, Velká Británie. Roberto Poti, výkonný viceprezident společnosti Edison SpA, nabídl pohled na evropský a italský energetický trh. Ukázal nepříznivý podíl zemního plynu v energetickém mixu Itálie se všemi důsledky a zdůraznil nutnost zahájení renesance italského jaderného programu, kdy Itálie s ohledem na nutnost splnit výše uvedené požadavky Evropské unie, zejména snížení emisí a pokrytí nárůstu spotřeby energie s respektováním nezávislosti a bezpečnosti. Italský jaderný program představuje výstavbu 10 až 15 GW instalovaného elektrického výkonu s předpokládanou roční výrobou 80 TWh, přičemž by v roce 2010 mohla být definována lokalita první elektrárny, po vyhodnocení dopadu na životní prostředí v letech 2010 až 2012 by mohla být elektrárna povolena s termínem uvedení první jednotky v roce 2019. Celý nukleární program a výstavba předpokládaných jaderných zdrojů by měla být dokončena v roce 2030. Další speaker Guiseppe Zampini, výkonný ředitel Ansaldo Energia, Italy potvrdil nutnost renesance italského jaderného programu tak jak uvedl jeho předřečník. Zdůraznil nutnou další strategii: l efektivitu, flexibilitu a spolehlivost energetických zdrojů l již zmíněný návrat jaderného programu l využití energie ze spaloven komunálního odpadu l úspory energie ve výrobě. Během příštích 20 let budou mít fosilní paliva stále lví podíl na výrobě elektrické energie, s využitím jaderné energie a omezené role obnovitelných zdrojů. Poslední speaker Jacob Klimstra, specialista Wärtsilä Power Plants z Nizozemska zdůraznil rozpor mezi nákupní cenou elektrické energie a jejím vlivem na tvorbu hrubého národního produktu, kdy 1 kWh elektrické energie je nakupována za 0,06 eur a vytváří hodnotu 2 eura. Závěrem zdůraznil požadavky na efektivitu výroby, distribuce a spotřeby energie. Některé hlavní myšlenky konference: Program 700 °C Z termodynamiky vyplývá, že celková účinnost elektrárny se zvyšuje a měrné emise CO2 se snižují se zvyšujícími se parametry páry vstupující na turbínu. Proto je snaha zvyšovat parametry páry. Současné nadkritické bloky pracují s teplotou páry kolem 600 °C, nanejvýše mírně nad tuto hranici, současně probíhá vývoj zařízení pro teplotu páry 700 °C. Předpokládá se, že první komerční nasazení zařízení s teplotou páry 700 °C bude po roce 2014. Náročnost technickou, technologickou a v neposlední řadě i ekonomickou při použití materiálů vzdorujících těmto teplotám ukazuje chemické složení materiálů označovaných jako Inconel Alloy 617 a 670, kdy se uvádí chemické složení: 52 %, respektive 48 % Ni, 22 %, resp. 25 % Cr, 13 %, resp. 20 % Co. Tyto materiály jsou v současných cenách 5 až 8krát dražší než současně používané austenické materiály. Rozvoj jaderné energie Jak bylo zdůrazněno při zahajovacím ceremoniálu, Evropa prožívá renesanci jaderné energie, kdy s ohledem na klimatické změny a nutnost snižování emisí CO2, problémy se zajištěním ropy a zemního plynu z rizikových regionů je jediným pespektivním zdrojem energie. Francouzský EDF, respektive společnost AREVA v konsorciu s německým Siemensem, staví jadernou elektrárnu Flamenville III. generace s EPR reaktorem ( European pressurized water reactor) s tepelným, respektive elektrickým výkonem 4300/1600 MW, účinnost 37%, náplň reaktoru je 128 tun uranu U 235 s obohacením 3 až 5 %. Plánované uvedení do provozu je v roce 2012. Finsko staví vedle stávajících jaderných elektráren Olkiluoto 1 a 2 elektrárnu Olkiluoto 3 rovněž s EPR reaktorem 1600 MW s očekávaným zahájením provozu v roce 2011, hala reaktoru má dvouplášťovou ochrannou obálku - kontejnment, investiční náklady kolem 3 miliard eur. Mikroturbína Capstone C200 a C 1000 Americká firma Capstone představila řadu plynových mikroturbín s elektrickým výkonem 200 a 1000 kW. Jedná se o technologii používanou převážně v USA a západní Evropě, pokud je mně známo v České republice je instalována jednotka C 30 na tepelném hospodářství města Český Brod. Bylo uvedeno, že instalované mikroturbíny Capstone mají naběháno celkem 19 mil. motohodin se střední dobou mezi poruchami 14 000 h (MTBF). Technologie využívá pouze jeden pohyblivý díl (hřídel s oběžným kolem kompresoru, turbíny a rotoru generátoru), který se otáčí na vzduchových ložiscích bez použití maziva. Bylo prezentováno, že pořizovací náklady jsou srovnatelné, respektive mírně vyšší než pístová kogenerační jednotka cca 2800 $ / kW, vzhledem k výrazně nižším nákladů na servis a údržbu je při ekonomickém vyhodnocení realizované mikroturbíny čistá současná hodnota (NPV) vyšší než u pístové kogenerační jednotky. Další výhodou mikroturbíny jsou výrazně nižší emise do ovzduší, výrobce uvádí desetkrát menší než pístové kogenerační jednotky. Výrobce uvádí, že mikroturbína C 200 a C 1000 má v kategorii plynových turbín do 5 MW elektrického výkonu nejvyšší účinnost – 33 %, při vývoji a konstrukci mikroturbín této řady bylo vynaloženo 100 mil. dolarů a bylo podáno 95 US patentů. První instalace jednotky C 200 v Evropě bude v září na čistírně odpadních vod, kde má spalovat bioplyn, přičemž se předpokládá produkce elektrické energie v objemu 1700 MWh a produkce tepla v objemu 2300 MWh ročně. Zajímavosti z výstavy: Zařízení pro ORC (Organický Rankinův Cyklus) Jedná se o vysoce sofistikovanou technologii pro kombinovanou výrobu elektřiny a tepla spalováním biomasy nebo při využití odpadního tepla z technologických procesů, na výstavě byla řada výrobců (DRESSER- RAND, Maxxtec apod.) vystavovala komponenty pro ORC. V České republice jsou instalovány dvě technologie ORC, obě na spalování biomasy s udávaným elektrickým výkonem 1000 a 600 kW (Třebíč a Trhové Sviny), domnívám se, že možný potenciál využití zdaleka není vyčerpán. Určitým problémem jsou investiční náklady, které se pohybují kolem 100 mil. Kč, proto tyto technologie nelze budovat bez dotací. Uvážíme-li že SFŽP v současné době podporuje u fyzických osob kotle na spalování biomasy a obilí, mohly se najít prostředky i na tyto vysoce účinné a moderní technologie. Spalovny komunálních odpadů Na výstavě byla prezentována řada spaloven komunálního odpadu, takto získané teplo ve formě páry je použito k výrobě elektrické energie a tepla pro centrální zásobení teplem příslušné oblasti. Toto zpracování odpadů a minimalizace skládkování má tradici v Německu, Skandinávii, Nizozemsku a podobně. Divize italské firmy ANSALDO, která vyrábí kotle Ansaldo CALDAIE S.p.A, prezentovala energetické využití odpadu ve spalovně ASM Brescia Waste- to-energy plant, kde jsou instalovány dvě jednotky na spalování odpadů s parním výkonem 118 tun páry/h (450 °C 60 barů) a jedna jednotka na spalování biomasy s výkonem 115 tun páry za hodinu (480 °C 80 barů). Provoz zpracoval v loňském roce 800 000 tun komunálního odpadu, 310 000 tun biomasy a dodal do sítě 570 GWh elektrické energie a 530 GWh tepla. Spalovna byla uvedena do provozu v roce 1999 – I. etapa a 2004 – II. etapa. Přestože, se jedná o specifický a složitý provoz je celkové architektonické řešení provozních objektů velice moderní a efektní. Domnívám se, že ve zpracování spalitelných odpadů z průmyslu a domácností máme v České republice značné rezervy. Množství odpadů bude dále stoupat, zejména po legislativním a ekonomickém omezení spalování hnědého uhlí v rodinných domcích fyzických osob v plynofikovaných oblastech. Z dostupných informací vyplývá, že každý kraj v České republice vyprodukuje dostatek spalitelných odpadů, které by stačily zásobit spalovnu s energetickým využitím v krajském či větším městě v regionu kraje. Navíc lze toto alternativní palivo doplňovat biomasou – viz příklad ASM Brescia. Ing. František Koukal Jan Baltus