Úvod
Čo je kogenerácia
Kogeneračné jednotky - zemný plyn
Kogeneračné jednotky - bioplyn
Palivo
Možnosti využitia
Trigenerácia
Výkup elektriny
Ostatné kogeneračné technológie
Servis
Referencie
Kogenerácia vo firme ELBA Kremnica
Elba, akciová spoločnosť, Kremnica je strojársky závod, ktorého hlavným výrobným programom je výroba rôznych rozvodných a prenosových zariadení pre oblasť výroby a rozvodu elektrickej energie na všetkých napäťových úrovniach. Jedná sa o armatúry pre vonkajšie vedenia a prístrojové svorky pre vn až zvn, armatúry trakčných vedení pre železničnú a pouličnú dopravu, trolejovú výzbroj žeriavov a mnoho ďalších komponentov. V jednom stredisku závodu je aj výroba moderných rolovacích a sekciových brán pre výrobné haly a garáže.
Vzhľadom na charakter výroby je závod pomerne veľkým spotrebiteľom jednotlivých foriem energií. Pre potreby technológie sa v závode spotrebováva elektrická energia, teplo, voda i stlačený vzduch.
Teplo na technologické účely, vykurovanie pracovných priestorov a prípravu TÚV bolo pred realizáciou projektu rekonštrukcie energetického hospodárstva vyrábané v pojazdnej, predimenzovanej, plynovej kotolni umiestnenej vedľa pôvodnej mazutovej kotolne. Táto mazutová kotolňa vzhľadom na vek a technický stav inštalovanej technológie bola už 7 rokov mimo prevádzku.
Stlačený vzduch bol vyrábaný v starších piestových kompresoroch s pomerne vysokou špecifickou spotrebou elektrickej práce.
Zlý technický stav kotlov a čiastočne i rozvodov tepla, neexistujúca možnosť regulácie spotreby tepla a elektrickej energie a neefektívna výroba stlačeného vzduchu, prinútili prevádzkovateľa uvažovať o rozhodnutí zásadne riešiť rekonštrukciu celého energetického hospodárstva v závode.
Vedenie podniku sa po niekoľkých jednaniach s firmou EPS SR, s.r.o. Banská Bystrica rozhodlo realizovať projekt rekonštrukcie energetického hospodárstva komplexne formou EPC, teda formou financovania treťou stranou - splácaním z úspor. Z vykonaného energetického auditu vyplynuli opatrenia, realizovaním ktorých sa malo dospieť k očakávaným úsporám.
Rozsah rekonštrukcie
Projekt rekonštrukcie obsahoval nasledovné časti :
vybudovanie nového zdroja tepla v priestoroch bývalej mazutovej kotolne spolu s novými rozvodmi tepla po hranicu kotolne.
automatické riadenie výroby tepla v kotolni a spotreby tepla vo vybratých budovách .
inštalovanie plynových infražiaričov v dvoch dvojpodlažných halách.
inštalovanie kogeneračnej jednotky.
výmena starých piestových kompresorov za moderné skrutkové s využitím odpadového tepla na prípravu TÚV.
inštalovanie riadenia odberu elektrickej energie
vybudovanie riadiaceho a monitorovacieho zariadenia - centrálneho energetického dispečingu
zateplenie vybratých svetlíkov a zvislých stien (okien)na tepelne najviac zaťaženej hale.
Časový postup rekonštrukcie začal vypracovaním analýzy (auditu) na jeseň 1995, pokračoval cez zabezpečenie financovania, vypracovanie projektovej dokumentácie, vybavenie stavebného povolenia a výberu dodávateľov. Samotná realizácia začala v auguste 1996 a nové zariadenie ako celok bolo uvedené do skúšobnej prevádzky v decembri 1996. Rekonštrukcia prebiehala za plnej prevádzky závodu.
Hlavným dodávateľom a koordinátorom stavby bola firma EPS SR s.r.o. B.Bystrica. Prevažná časť projektu v rozsahu rovnajúcom sa výške bankového úveru 17 500 tis.Sk bola realizovaná formou EPC. Dĺžka splácania úveru bola dohodnutá na 7 rokov s úrokom 8,5%. Ročná hodnota garancie úspor EPS SR s.r.o., Banská Bystrica na roky trvania kontraktu (do r.2003) bola 3 444 443.-Sk. Firma EPS SR s.r.o. svoju činnosť v závode neukončila uvedením zariadenia do trvalej prevádzky. Svoju pokračujúcu činnosť sa snaží orientovať predovšetkým na pomoc prevádzkovateľovi pri riešení problémov v prevádzke, poradenskú činnosť a svoj záväzok voči zákazníkovi ukončí až dňom splatenia úveru, ktorý bol závodu ELBA poskytnutý na realizáciu uvedeného projektu.
Celkové investičné náklady na uvedený rozsah predstavovali 22 000 tis.Sk, z čoho 4500 tis.Sk boli vlastné zdroje na vybudovanie kotolne.
V novej teplovodnej plynovej kotolni boli osadené 2 kotly Viessmann o výkone 1400 kW a 1750 kW s horákmi Weishaupt. Zdroje tepla doplňuje kogeneračná jednotka tyu TEDOM MT 140S výrobcu Tedom (ČR) o výkone 140 kWe a 200 kWt. Rekonštrukcia rozvodov ÚK a TÚV obsahovala vybudovanie nového potrubného rozvodu tepla v kotolni, nový spôsob prípravy TÚV s využitím odpadného tepla z kompresorov a inštaláciu novej akumulačnej nádrže na prípravu TÚV o objeme 2500 m3.
Výsledkom rekonštrukcie bolo podstatné zlepšenie technickej úrovne energetického zariadenia a vďaka automatickej regulácii spotreby tepla a el.energie, ale predovšetkým kogenerácii sa dosiahli aj významné úspory. Vzhľadom na meniacu sa výrobu s rôznou energetickou náročnosťou výrobkov boli pre vyhodnocovanie úspor vzájomne dohodnuté určité algoritmy výpočtov tak, aby čo najobjektívnejšie zhodnocovali spotreby jednotlivých foriem energie pred a po realizácii projektu v určitých špecifických podmienkach (napr. vplyv počasia na spotrebu plynu a pod.). Úspory sú sledované priebežne za každý mesiac a kumulatívne od začiatku roka v položkách : elektrická energie - technické maximum, dohodnuté maximum, elektrická práca, zemný plyn, prevádzkové náklady a mzdy pracovníkov energetiky.
Dosiahnuté výsledky
Bilancia roka 1998
Technické maximum : Pred realizáciou projektu bola hodnota technického maxima dohodnutá na úrovni 1500 kW. Táto čiastka tvorí referenčnú hodnotu technického maxima. Skutočne dojednaná výška technického maxima bola po realizácii projektu znížená na 1250 kW. Pri cene 105 Sk/kW a mesačnom znížení TM o 250 kW to tvorí ročnú usporenú čiastku 299 250.-Sk.
Dohodnuté mesačné 1/4 hod. kWmax. : Referenčná hodnota pre výpočet úspor bola stanovená vo výške priemerných dojednávaných výkonov za predošlé roky - 1400 kW. Skutočne dojednávaný výkon sa pohyboval medzi 900 - 1100 kW v závislosti na potrebách technológie. Celková finančná čiastka ročnej úspory za dojednávané mesačné kWmax. predstavuje v roku 1998 sumu 1 093 680.-Sk.
Elektrická práca : Referenčná hodnota spotreby elektrickej práce sa odvíja od výroby a počtu spotrebovaných normohodín na mesačnú výrobu tovaru. V roku 1998 predstavuje úspora elektrickej práce výšku 1 656 038 kWh v sume 852 935.- Sk.
Celková ročná úspora v elektrickej energii predstavuje sumu 2 245 865.-Sk.
Zemný plyn : Referenčná hodnota spotreby zemného plynu je stanovovaná dohodnutým výpočtom mesačne podľa priemerných vonkajších teplôt v príslušnom mesiaci prostredníctvom dennostupňov. V roku 1998 predstavuje úspora zemného plynu celkom 286 677 Nm3 v celkovej čiastke 1 026 305.-Sk.
Mzdové náklady : Realizáciou projektu bolo možné znížiť počet pracovníkov na stredisku energetika z osem na štyroch, čo predstavuje celkovú ročnú úsporu mzdových prostriedkov vo výške 634 949.-Sk.
Prevádzkové náklady : Prevádzkovaním kogeneračnej jednotky a zmluvným zabezpečením servisnej činnosti pre ňu sa prevádzkové náklady v prevádzke energetiky v roku 1998 zvýšili o celkovú čiastku 188 143.-Sk, čo vo výpočte figuruje ako záporná hodnota úspor.
Spočítaním jednotlivých položiek dáva celkovú ročnú výšku úspor v hodnote 3 718 976.-Sk. Keď vezmeme do úvahy, že EPS garantovalo zákazníkovi úsporu vo výške 3 444 443.-Sk vidíme, že v roku 1998 sa v závode Elba Kremnica usporilo 274 533.-Sk nad hranicu garancie.
Úspory v elektrickej energii sú zjavné, aj v odbere zemného plynu sú úspory hoci kogeneračná jednotka a plynové infražiariče sú oproti pôvodnému stavu spotrebiče navyše.
Na grafe je znázornený vývoj dosiahnutých úspor v jednotlivých mesiacoch roku 1998.
Graf č.1
Významným faktorom v dosiahovaní prezentovaných úspor je kogeneračná jednotka. Čím vyššie je jej využitie, tým vyššie sú aj úspory.Aj z uvedeného grafu vidieť, že v letných mesiacoch nie je možné prevádzkovať jednotku na plný výkon, čo znamená, že výška úspor nedosahuje ani garantovanú.
V roku 1998 bolo v závode spotrebované 4 456 458 kWh elektrickej energie. Z tohto objemu však bolo zo siete SEZ nakúpené celkom 3 662 099 kWh. Znamená to, že kogeneračná jednotka pokryla elektrickou energiou potrebu závodu na 17,82%, nakúpiť bolo potrebné 82,18%.
Kogeneračná jednotka bola v roku 1998 prevádzke celkom 7040 hodín s priemerným ročným elektrickým výkonom 112 kW. Celkovo vyrobila 794 059 kWh.
Za toto obdobie vyrobila jednotka celkom 4714 GJ tepla, (čo predstavuje 16,56 % z celkovej spotreby tepla v závode) a spotrebovala 238 714 m3 zemného plynu. Celkové náklady na prevádzku jednotky predstavuje súčet nákladov za zemný plyn a servisné služby, čo v roku 1998 bolo celkom 1 090 431.-Sk (854 596.-Sk + 235 835.-Sk). Z tejto sumy pripadá na výrobu elektrickej energie 449 000.-Sk, na teplo 641 431.-Sk. Znamená to, že priemerná cena elektrickej energie (Sk/kWh) a tepla (Sk/GJ), vyrobených v kogeneračnej jednotka predstavuje sumu - 0,57 Sk/kWh a 156.-Sk/GJ.
Rozhodujúcim momentom v zvýšení podielu kogeneračnej jednotky na úsporách bola stabilizácia chodu jednotky a jej letné využitie. Vyriešením problému spotreby tepla aj v lete sa podarilo znížiť predovšetkým nakupované množstvo el.energie.
Neoddeliteľnou súčasťou úspešnosti uvedeného projektu a výšky dosiadnutých úspor je obslužný personál a kvalita servisných služieb. Po počiatočných problémoch a personálnych zmenách v obsadení miest dispečerov sa situácia stabilizovala, ba možno konštatovať, že pracovníci Elby svojou iniciatívou ako aj už získanou odbornosťou v súčasnosti veľmi aktívne prispievajú k zvyšovaniu efektívnosti prevádzkovaných zariadení. A o dobrej kvalite servisnej služby svedčí pomerne vysoký počet prevádzkovaných hodín kogeneračnej jednotky doteraz.
Vzhľadom na charakter výroby je závod pomerne veľkým spotrebiteľom jednotlivých foriem energií. Pre potreby technológie sa v závode spotrebováva elektrická energia, teplo, voda i stlačený vzduch.
Teplo na technologické účely, vykurovanie pracovných priestorov a prípravu TÚV bolo pred realizáciou projektu rekonštrukcie energetického hospodárstva vyrábané v pojazdnej, predimenzovanej, plynovej kotolni umiestnenej vedľa pôvodnej mazutovej kotolne. Táto mazutová kotolňa vzhľadom na vek a technický stav inštalovanej technológie bola už 7 rokov mimo prevádzku.
Stlačený vzduch bol vyrábaný v starších piestových kompresoroch s pomerne vysokou špecifickou spotrebou elektrickej práce.
Zlý technický stav kotlov a čiastočne i rozvodov tepla, neexistujúca možnosť regulácie spotreby tepla a elektrickej energie a neefektívna výroba stlačeného vzduchu, prinútili prevádzkovateľa uvažovať o rozhodnutí zásadne riešiť rekonštrukciu celého energetického hospodárstva v závode.
Vedenie podniku sa po niekoľkých jednaniach s firmou EPS SR, s.r.o. Banská Bystrica rozhodlo realizovať projekt rekonštrukcie energetického hospodárstva komplexne formou EPC, teda formou financovania treťou stranou - splácaním z úspor. Z vykonaného energetického auditu vyplynuli opatrenia, realizovaním ktorých sa malo dospieť k očakávaným úsporám.
Rozsah rekonštrukcie
Projekt rekonštrukcie obsahoval nasledovné časti :
vybudovanie nového zdroja tepla v priestoroch bývalej mazutovej kotolne spolu s novými rozvodmi tepla po hranicu kotolne.
automatické riadenie výroby tepla v kotolni a spotreby tepla vo vybratých budovách .
inštalovanie plynových infražiaričov v dvoch dvojpodlažných halách.
inštalovanie kogeneračnej jednotky.
výmena starých piestových kompresorov za moderné skrutkové s využitím odpadového tepla na prípravu TÚV.
inštalovanie riadenia odberu elektrickej energie
vybudovanie riadiaceho a monitorovacieho zariadenia - centrálneho energetického dispečingu
zateplenie vybratých svetlíkov a zvislých stien (okien)na tepelne najviac zaťaženej hale.
Časový postup rekonštrukcie začal vypracovaním analýzy (auditu) na jeseň 1995, pokračoval cez zabezpečenie financovania, vypracovanie projektovej dokumentácie, vybavenie stavebného povolenia a výberu dodávateľov. Samotná realizácia začala v auguste 1996 a nové zariadenie ako celok bolo uvedené do skúšobnej prevádzky v decembri 1996. Rekonštrukcia prebiehala za plnej prevádzky závodu.
Hlavným dodávateľom a koordinátorom stavby bola firma EPS SR s.r.o. B.Bystrica. Prevažná časť projektu v rozsahu rovnajúcom sa výške bankového úveru 17 500 tis.Sk bola realizovaná formou EPC. Dĺžka splácania úveru bola dohodnutá na 7 rokov s úrokom 8,5%. Ročná hodnota garancie úspor EPS SR s.r.o., Banská Bystrica na roky trvania kontraktu (do r.2003) bola 3 444 443.-Sk. Firma EPS SR s.r.o. svoju činnosť v závode neukončila uvedením zariadenia do trvalej prevádzky. Svoju pokračujúcu činnosť sa snaží orientovať predovšetkým na pomoc prevádzkovateľovi pri riešení problémov v prevádzke, poradenskú činnosť a svoj záväzok voči zákazníkovi ukončí až dňom splatenia úveru, ktorý bol závodu ELBA poskytnutý na realizáciu uvedeného projektu.
Celkové investičné náklady na uvedený rozsah predstavovali 22 000 tis.Sk, z čoho 4500 tis.Sk boli vlastné zdroje na vybudovanie kotolne.
V novej teplovodnej plynovej kotolni boli osadené 2 kotly Viessmann o výkone 1400 kW a 1750 kW s horákmi Weishaupt. Zdroje tepla doplňuje kogeneračná jednotka tyu TEDOM MT 140S výrobcu Tedom (ČR) o výkone 140 kWe a 200 kWt. Rekonštrukcia rozvodov ÚK a TÚV obsahovala vybudovanie nového potrubného rozvodu tepla v kotolni, nový spôsob prípravy TÚV s využitím odpadného tepla z kompresorov a inštaláciu novej akumulačnej nádrže na prípravu TÚV o objeme 2500 m3.
Výsledkom rekonštrukcie bolo podstatné zlepšenie technickej úrovne energetického zariadenia a vďaka automatickej regulácii spotreby tepla a el.energie, ale predovšetkým kogenerácii sa dosiahli aj významné úspory. Vzhľadom na meniacu sa výrobu s rôznou energetickou náročnosťou výrobkov boli pre vyhodnocovanie úspor vzájomne dohodnuté určité algoritmy výpočtov tak, aby čo najobjektívnejšie zhodnocovali spotreby jednotlivých foriem energie pred a po realizácii projektu v určitých špecifických podmienkach (napr. vplyv počasia na spotrebu plynu a pod.). Úspory sú sledované priebežne za každý mesiac a kumulatívne od začiatku roka v položkách : elektrická energie - technické maximum, dohodnuté maximum, elektrická práca, zemný plyn, prevádzkové náklady a mzdy pracovníkov energetiky.
Dosiahnuté výsledky
Bilancia roka 1998
Technické maximum : Pred realizáciou projektu bola hodnota technického maxima dohodnutá na úrovni 1500 kW. Táto čiastka tvorí referenčnú hodnotu technického maxima. Skutočne dojednaná výška technického maxima bola po realizácii projektu znížená na 1250 kW. Pri cene 105 Sk/kW a mesačnom znížení TM o 250 kW to tvorí ročnú usporenú čiastku 299 250.-Sk.
Dohodnuté mesačné 1/4 hod. kWmax. : Referenčná hodnota pre výpočet úspor bola stanovená vo výške priemerných dojednávaných výkonov za predošlé roky - 1400 kW. Skutočne dojednávaný výkon sa pohyboval medzi 900 - 1100 kW v závislosti na potrebách technológie. Celková finančná čiastka ročnej úspory za dojednávané mesačné kWmax. predstavuje v roku 1998 sumu 1 093 680.-Sk.
Elektrická práca : Referenčná hodnota spotreby elektrickej práce sa odvíja od výroby a počtu spotrebovaných normohodín na mesačnú výrobu tovaru. V roku 1998 predstavuje úspora elektrickej práce výšku 1 656 038 kWh v sume 852 935.- Sk.
Celková ročná úspora v elektrickej energii predstavuje sumu 2 245 865.-Sk.
Zemný plyn : Referenčná hodnota spotreby zemného plynu je stanovovaná dohodnutým výpočtom mesačne podľa priemerných vonkajších teplôt v príslušnom mesiaci prostredníctvom dennostupňov. V roku 1998 predstavuje úspora zemného plynu celkom 286 677 Nm3 v celkovej čiastke 1 026 305.-Sk.
Mzdové náklady : Realizáciou projektu bolo možné znížiť počet pracovníkov na stredisku energetika z osem na štyroch, čo predstavuje celkovú ročnú úsporu mzdových prostriedkov vo výške 634 949.-Sk.
Prevádzkové náklady : Prevádzkovaním kogeneračnej jednotky a zmluvným zabezpečením servisnej činnosti pre ňu sa prevádzkové náklady v prevádzke energetiky v roku 1998 zvýšili o celkovú čiastku 188 143.-Sk, čo vo výpočte figuruje ako záporná hodnota úspor.
Spočítaním jednotlivých položiek dáva celkovú ročnú výšku úspor v hodnote 3 718 976.-Sk. Keď vezmeme do úvahy, že EPS garantovalo zákazníkovi úsporu vo výške 3 444 443.-Sk vidíme, že v roku 1998 sa v závode Elba Kremnica usporilo 274 533.-Sk nad hranicu garancie.
Úspory v elektrickej energii sú zjavné, aj v odbere zemného plynu sú úspory hoci kogeneračná jednotka a plynové infražiariče sú oproti pôvodnému stavu spotrebiče navyše.
Na grafe je znázornený vývoj dosiahnutých úspor v jednotlivých mesiacoch roku 1998.
Graf č.1
Významným faktorom v dosiahovaní prezentovaných úspor je kogeneračná jednotka. Čím vyššie je jej využitie, tým vyššie sú aj úspory.Aj z uvedeného grafu vidieť, že v letných mesiacoch nie je možné prevádzkovať jednotku na plný výkon, čo znamená, že výška úspor nedosahuje ani garantovanú.
V roku 1998 bolo v závode spotrebované 4 456 458 kWh elektrickej energie. Z tohto objemu však bolo zo siete SEZ nakúpené celkom 3 662 099 kWh. Znamená to, že kogeneračná jednotka pokryla elektrickou energiou potrebu závodu na 17,82%, nakúpiť bolo potrebné 82,18%.
Kogeneračná jednotka bola v roku 1998 prevádzke celkom 7040 hodín s priemerným ročným elektrickým výkonom 112 kW. Celkovo vyrobila 794 059 kWh.
Za toto obdobie vyrobila jednotka celkom 4714 GJ tepla, (čo predstavuje 16,56 % z celkovej spotreby tepla v závode) a spotrebovala 238 714 m3 zemného plynu. Celkové náklady na prevádzku jednotky predstavuje súčet nákladov za zemný plyn a servisné služby, čo v roku 1998 bolo celkom 1 090 431.-Sk (854 596.-Sk + 235 835.-Sk). Z tejto sumy pripadá na výrobu elektrickej energie 449 000.-Sk, na teplo 641 431.-Sk. Znamená to, že priemerná cena elektrickej energie (Sk/kWh) a tepla (Sk/GJ), vyrobených v kogeneračnej jednotka predstavuje sumu - 0,57 Sk/kWh a 156.-Sk/GJ.
Rozhodujúcim momentom v zvýšení podielu kogeneračnej jednotky na úsporách bola stabilizácia chodu jednotky a jej letné využitie. Vyriešením problému spotreby tepla aj v lete sa podarilo znížiť predovšetkým nakupované množstvo el.energie.
Neoddeliteľnou súčasťou úspešnosti uvedeného projektu a výšky dosiadnutých úspor je obslužný personál a kvalita servisných služieb. Po počiatočných problémoch a personálnych zmenách v obsadení miest dispečerov sa situácia stabilizovala, ba možno konštatovať, že pracovníci Elby svojou iniciatívou ako aj už získanou odbornosťou v súčasnosti veľmi aktívne prispievajú k zvyšovaniu efektívnosti prevádzkovaných zariadení. A o dobrej kvalite servisnej služby svedčí pomerne vysoký počet prevádzkovaných hodín kogeneračnej jednotky doteraz.