Ekonomiczne aspekty zastosowania kogeneracji w oczyszczalni ścieków

Opłacalność inwestycji w kogenerację zależy od indywidualnych warunków panujących w oczyszczalni i powinna być przedmiotem analizy, poprzedzonej audytem energetycznym. Niemniej można wyróżnić pewne cechy charakterystyczne dla każdej instalacji:

  • Możliwość zastosowania w rejonie zurbanizowanym dzięki wysokiej sprawności, modułowej budowie oraz niskiej wartości emisji gazów i pyłów
  • Stały dostęp do „darmowego” biogazu z instalacji WKF
  • Produkcja energii cieplnej dla potrzeb oczyszczalni ścieków – ogrzewanie budynków, podgrzewanie procesowe WKF i suszenie osadów
  • Obniżenie zakupu energii elektrycznej z zewnętrznych źródeł
  • Możliwość zasilania w energię elektryczną oczyszczalni ścieków przy zaniku napięcia w zewnętrznej sieci elektroenergetycznej dzięki zastosowaniu w modułach kogeneracyjnych generatorów synchronicznych
  • Mniejsze straty przesyłowe energii
  • Szybki zwrot z inwestycji w kogenerację
  •  Opłacalność inwestycji w kogenerację zależy od indywidualnych warunków panujących w oczyszczalni i powinna być przedmiotem analizy, poprzedzonej audytem energetycznym. Przyjmuje się, że minimalna wielkość kogeneratora to około 100 kWh mocy elektrycznej ( dla oczyszczalni około 60.000 RLM)


Efekt pracy kogeneratora na przykładzie oczyszczalni o przepustowości do 26.400 m3/dobę

Opłacalność inwestycji w kogenerację

Przykładowa szacunkowa kalkulacja opłacalności inwestycji w jednostkę kogeneracyjną o mocy elektrycznej 345 kW w oczyszczalni posiadającej instalację WKF:

* średnia arytmetyczna ze średniej ceny sprzedaży energii elektrycznej w IV kwartale 2016 r.

Źródło: Sprawozdanie z działalności Prezesa Urzędu Regulacji Energetyki w 2016 r

** Średnia cena sprzedaży ciepła wytworzonego w jednostkach wytwórczych opalanych paliwami węglowymi

Źródło: Informacja Prezesa Urzędu Regulacji Energetyki nr 21/2017

Przykładowa szacunkowa kalkulacja opłacalności inwestycji w jednostkę kogeneracyjną o mocy elektrycznej 345 kW w oczyszczalni nieposiadającej instalacji WKF:

* średnia arytmetyczna ze średniej ceny sprzedaży energii elektrycznej w IV kwartale 2016 r.

Źródło: Sprawozdanie z działalności Prezesa Urzędu Regulacji Energetyki w 2016 r

** Średnia cena sprzedaży ciepła wytworzonego w jednostkach wytwórczych opalanych paliwami węglowymi

Źródło: Informacja Prezesa Urzędu Regulacji Energetyki nr 21/2017

Zalety spalania biogazu w układach kogeneracyjnych

  • Wykorzystanie biogazu z fermentacji osadów ściekowych może w istotny sposób poprawić rentowność usług komunalnych
  • Zastosowanie biogazu jako paliwa ogranicza emisję CO2
  • Spalanie biogazu w silnikach gazowych uważane jest za technologię przyjazną środowisku
  • Poparcie UE w tego rodzaju inwestycjach
  • Zmniejszenie emisji substancji szkodliwych dla środowiska
  • Zmniejszenie ilości energii elektrycznej pobieranej przez oczyszczalnię z sieci energetycznej
  • Zmniejszenie ilości emitowanych gazów cieplarnianych przez wyeliminowanie używania pochodni (ograniczenie pracy jedynie do stanów awaryjnych systemu)

Techniczne aspekty zastosowania kogeneracji w oczyszczalni ścieków

Zakresy mocy jednostek kogeneracyjnych

W zależności od zastosowanych silników oferujemy następujące zakresy mocy elektrycznej w jednostkach kogeneracyjnych:

  • MAN (30-530 kW)
  • MWM (400-4300 kW)
  • Perkins (300-1000 kW)
  • Liebherr (140-500 kW)

Typy zabudowy

Oferowane przez nas jednostki kogeneracyjne są dostępne w kilku rodzajach zabudowy:

  • Układ na tzw. ramie - nie posiada żadnych elementów tłumiących hałas emitowany przez silnik
  • W obudowie dźwiękochłonnej do zabudowy wewnątrz pomieszczeń
  • Zewnętrzny kontener dźwiękochłonny

Tryb pracy

  • Praca równoległa z siecią
  • Praca równoległa z siecią z możliwością pracy rezerwowej
  • Synchronizacja dwóch i więcej jednostek kogeneracyjnych między sobą

Regulacja jednostek kogeneracyjnych

  • Według odbioru energii cieplnej
  • Według zapotrzebowania na energię elektryczną
  • Według parametrów biogazu (ilość)

Wyposażenie dodatkowe instalacji kogeneracji

Stacje przygotowania biogazu:

  • Filtry z węglem aktywnym
  • Odsiarczanie mikrobiologiczne lub chemiczne
  • Dmuchawy biogazu i węzły tłoczne
  • Stacje osuszania biogazu (schładzanie i podgrzewanie)
  • Pochodnie biogazu
  • Analizatory biogazu

Układy pomiarowe spełniające wymogi Urzędu Regulacji Energetyki:

  • Liczniki energii elektrycznej brutto
  • Liczniki ciepła
  • Gazomierze

Parametry biogazu i systemy oczyszczania

Problemy wynikające z nieodpowiedniego przygotowania biogazu

 Problemy z eksploatacją:

  • Korozja układów – AWARIE!
  • Niższe przychody
  • Przedwczesne zużycie
  • Obniżenie sprawności

  Zwiększenie kosztów eksploatacyjnych:

  • Częstsze wykonywanie poszczególnych przeglądów
  • Częstsze wymiany oleju
  • Skrócenie czasu pracy do generalnego remontu

Odsiarczanie biogazu

Mikrobiologiczne

  • stężenia H2S < 10 000 ppm
  • przepływ biogazu do 3 500 m3/h

 Suche ze stałym złożem

  • stężenia H2S < 15 000 ppm
  • przepływy biogazu do 1 500 m3/h

 Usuwanie siloxanów w filtrach z węglem aktywnym

  • zblokowana ze stacją osuszania

Ecokube sp. z o.o.

ul. Wólczańska 128/134

90-527 Łódź

tel. + 48 42 630 66 00

biuro@ecokube.pl