Kogeneracja i trigeneracja w budynkach

Wstęp Zastosowanie układów poligeneracyjnych w budynkach (kogeneracja i tri generacja rozproszona) w stosunku do rozdzielnego wytwarzania ciepła, energii elektrycznej i chłodu przynosi następujące wymierne korzyci: ● ● ●

● ● ● ● ● ●

Podniesienie efektywno ci wytwarzania energii Oszczędność paliw pierwotnych Poprawa bezpieczeństwa energetycznego Ograniczenie emisji do atmosfery - poprawa jako ci powietrza oraz przeciwdziałanie zmianom klimatu Zmniejszenie uciążliwości spowodowanych obecnością dużych przedsiębiorstw energetycznych Ograniczenie strat przesyłowych Ograniczenie kosztów rozbudowy oraz eksploatacji sieci ciepłowniczej Zwiększenie niezawodnoci zasilania Możliwość wykorzystania lokalnych zasobów energetycznych Możliwość łatwego i taniego zbilansowania sieci w okresie największych obciążeń

Rys.1. Porównanie zużycia energii pierwotnej przy rozdzielnej i skojarzonej produkcji energii [1]. Zastosowanie systemów kogeneracyjnych w budynkach uwarunkowane jest stałym zapotrzebowaniem na ciepło - aby uzyska wysoką sprawno układów kogeneracyjnych należy wymiarowa je ze względu na zapotrzebowanie na ciepło.

Rys. 2. Zapotrzebowanie na ciepło i wymiarowanie układu kogeneracyjnego [1].

Dodatkową możliwość zwiększenia efektywnoci układów kogeneracyjnych w budynkach można uzyska poprzez wykorzystanie ciepła odpadowego z kogeneracji do produkcji chłodu w urządzeniach absorpcyjnych - układy trigeneracji.

Rys. 3. Zapotrzebowanie na ciepło i wymiarowanie układu tri-generacyjnego [1].

Rys. 4. Przykładowy schemat ideowy układu trigeneracyjnego dla budynku biurowego [2].

Otoczenie prawne Polityka energetyczna Unii Europejskiej skierowana na ograniczenie emisji gazów cieplarnianych. Jednym z głównych elementów tej polityki jest zwiększenie efektywno ci energetycznej miedzy innymi poprzez promowanie skojarzonego wytwarzanie energii elektrycznej i ciepła. Zastosowanie tri-generacji zwiększa efektywno wykorzystania układów kogeneracyjnych, a ponadto wytwarzanie chłodu nie wymaga stosowania czynników chłodniczych niszczących warstwę ozonową.

Rys. 5. Idea stosowania układów poligeneracyjnych [3]. Europejskie regulacje prawne: ●

●

●

●

●

●

●

Dyrektywa 2004/08/EC w sprawie wspierania kogeneracji w oparciu o zapotrzebowanie na ciepło użytkowe na rynku wewnętrznym energii - okre la ramy wspierania tej technologii przez państwa członkowskie. Wytyczne te pozwalają na osiągnięcie wymiernych korzyci w związku z upowszechnieniem CHP w miejskich systemach ciepłowniczych Dyrektywa 2002/91/EC w sprawie charakterystyki energetycznej budynków -Artykuł 5 (obowiązek promocji alternatywnych ródeł energii) i Artykuł 9 (obowiązkowe kontrole systemów klimatyzacji) Rozporządzenie (WE) nr 842/2006 w sprawie niektórych fluorowanych gazów cieplarnianych - Nie dotyczy ono zakazu wykorzystania fluorowanych gazów cieplarnianych, lecz emisja powinna zosta skutecznie ograniczona poprzez zaostrzenie wymagań w stosunku do instalacji, kontroli i konserwacji urządzeń chłodniczych, jak również za pomocą szkoleń i certyfikacji personelu i przedsiębiorstw związanych z działalnością przewidzianą w rozporządzeniu Dyrektywa 2006/32/EC w sprawie efektywności końcowego wykorzystania energii i usług energetycznych - Artykuł 14 nakłada na Państwa Członkowskie obowiązek przekazania, do dnia 30 czerwca 2007 roku, pierwszego planu działań dotyczącego efektywno ci energetycznej Zielona Księga "Ku Europejskiej strategii bezpieczeństwa energetycznego" COM 2000 (769) final Unia Europejska jest niezwykle uzależniona od dostawców zewnętrznych. Obecnie import stanowi około 50% zapotrzebowania, a warto ta wzro nie do około 70% w roku 2030, przy jeszcze większym uzależnieniu od ropy i gazu, jeli obecne trendy się utrzymają. Raport na temat Zielonej Księgi pt.: „Europejska strategia na rzecz zapewnienia podaży energii." COM 2002 (321) Strategia promocji skojarzonego wytwarzania ciepła i energii elektrycznej (CHP) i zlikwidowania barier jego rozwoju - COM (97) 514 final

Zestaw norm CEN wspomagających wdrożenie Dyrektywy EPBD Polskie regulacje prawne niestety ograniczają się jedynie do prób transpozycji obowiązujących dyrektyw europejskim, nie zawsze z dobrym skutkiem. Poniżej podano niektóre akty prawne mające decydujący wpływ na rozwój rynku poligeneracji w Polsce ●

Prawo Energetyczne - ustawa z dnia 10 kwietnia 1997 (Dz. U. 97.54.348), Rozporządzenie Ministra Gospodarki z dnia 26 wrze nia 2007 r. w sprawie sposobu obliczania danych podanych we wniosku o wydanie wiadectwa pochodzenia z kogeneracji oraz szczegółowego zakresu obowiązku uzyskania i przedstawienia do umorzenia tych wiadectw, uiszczania opłaty zastępczej i obowiązku potwierdzania danych dotyczących iloci energii elektrycznej wytworzonej w wysokosprawnej kogeneracji (Dz. U. 07.175.1314);. Rozporządzenie Ministra Gospodarki z dnia 15 stycznia 2007 r. w sprawie szczegółowych warunków funkcjonowania systemów ciepłowniczych (Dz. U. 07.16.92); Rozporządzenie Ministra Gospodarki z dnia 15 stycznia 2007 r. w sprawie szczegółowych warunków funkcjonowania systemów ciepłowniczych (Dz. U. 07.16.92); Rozporządzenie Ministra Gospodarki z dnia 3 listopada 2006 r. zmieniające rozporządzenie w sprawie szczegółowego zakresu obowiązków uzyskania i przedstawienia do umorzenia wiadectw pochodzenia, uiszczenia opłaty zastępczej oraz zakupu energii elektrycznej i ciepła wytworzonych w odnawialnych ródłach energii (Dz. U. 06.205.1510); Rozporządzenie Ministra Gospodarki z dnia 9 pa dziernika 2006 r. w sprawie szczegółowych zasad kształtowania taryf oraz rozliczeń z tytułu zaopatrzenia w ciepło (Dz. U. 06.193.1423), Prawo Budowlane - ustawa z dnia 19 Wrze nia 2007 o zmianie ustawy - Prawo budowlane (Dz. U. 07.156.1118) z pó niejszymi zmianami, Ustawa z dnia 18 grudnia 1998 r. o wspieraniu przedsięwzięć termomoderniza-cyjnych (Dz. U. ❍

❍

❍

❍

❍

●

●

●

●

98.162.1121) z pó niejszymi zamianami Rozporządzenie Ministra Środowiska w sprawie standardów emisyjnych z instalacji (Dz. U. 03.163.1584); Istotny bodziec dla rozwoju Kogeneracji rozproszonej będzie miała nowelizacji ustawy Prawo energetyczne z dnia 6.01.2010 roku.

Rys. 6. Możliwość łączenia wiadectw pochodzenia energii elektrycznej z OZE i wysokosprawnej kogenera-cji [4]. Aktualny stan technologii Systemy kogeneracyjne (trigeneracyjne) znajdują obecnie powszechne zastosowanie w dużych obiektach w zakresie rednich (>100kWe) oraz dużych mocy (>1000 kWe) Coraz bardziej powszechne stają się też jednak ostatnio małe systemy kogeneracyjne (