View
6
Download
0
Category
Preview:
Citation preview
Sinergii între energiile regenerabile şi
cogenerareMihail Ketov, 12 iunie 2018, Bucureşti
Sinergii între energiile regenerabile şi cogenerare | 12.06.2018 | Mihail Ketov
Obiectivele politicii climatice conduc la tranziţia energetică
Introducere 1
Utilizarea pe scară tot mai largă a surselor de energie regenerabile (SER)
Obiectivul Germaniei: O pondere de 50% a SER în consumul de energie electrică în 2030
În special surse intermitente, cum ar fi vântul şi soarele
➔ Cantităţile tot mai mari de SER trebuiesc integrate pe piaţa energiei electrice
0
50
100
150
200
250
300
Referinţă A B C B
nucleară lignit antracit gaze naturalepetrol stocare pompă convenţionale diverse eoliană continent.eoliană marină solară biomasă hidroSER div. vârf sarcină
GW
Scenarii de dezvoltare a sistemului de furnizare a energiei electrice
(conform operatorilor sistemului german de transport al energiei
electrice)
2012 2030 2035
Sursa: planul de dezvoltare a reţelei 2017
Sursa: IAEW
eolianăsolară
Sinergii între energiile regenerabile şi cogenerare | 12.06.2018 | Mihail Ketov
Costul energiilor regenerabile are o tendinţă de scădere
Introducere 2
Licitaţiile pentru capacităţi SER în Germania (obligatorii începând de la 750 kW)
Licitaţie cu preţ diferenţiat (pay-as-bid) în ordinea de merit a ofertelor (nivelul subvenţiei
şi capacitatea)
Ofertele cu nivelul cel mai mic al subvenţiei câştigă până se ajunge la capacitatea totală
Capacitate totală bazată pe obiectivele de extindere pentru fiecare tehnologie
Se organizează de trei ori pe an din 2015
➔ SER se apropie de pragul de rentabilitate, astfel încât subvenţiile nu mai sunt necesare
9,28,5
8,07,4 7,3 6,9 6,6
5,74,9
5,7
4,33,4
0
2
4
6
ct/kWh
10
Rezultatele medii ale licitaţiilor pentru energie solară şi eoliană continentală în Germania
Solar PV Wind onshore auctions2015 2016 2017
Sursa: TenneT Market Review 2017
Sinergii între energiile regenerabile şi cogenerare | 12.06.2018 | Mihail Ketov
Comparare a aportului SER în Germania în 2015 şi 2030 – săptămână reprezentativă
În viitor, producţia SER
1. va depăşi cererea
2. va lipsi complet timp de până la două săptămâni
➔ Generarea oscilantă şi aleatorie a SER trebuie compensată
➔ O capacitate de generare flexibilă şi sigură este esenţială pentru a acoperi diferenţa
oscilantă dintre cerere şi aportul SER (sarcina reziduală)
0
20
40
60
80
Generarea intermitentă de energii regenerabile necesită flexibilitate
Introducere 3
0
20
40
60
80
Windenergie Photovoltaik Nachfrage
GW
furn
izare
/ s
arc
ină
2015
GW
2030
cerere
L M M J V S D L M M J V S D
eoliană solară
Sinergii între energiile regenerabile şi cogenerare | 12.06.2018 | Mihail Ketov
Opţiunea pentru flexibilitate: Cogenerarea (CHP)
Staţiile de cogenerare produc simultan energie termică şi electrică
➔ Randament total ridicat, ca urmare a folosirii
ambelor tipuri de energie (până la 90 %)
Reducerea competitivităţii termocentralelor
ca urmare a ponderii mari a SER cu costuri
marginale reduse
Creşterea eficienţei prin folosirea căldurii
Venituri suplimentare din vânzarea de energie
termică
Obiectivul guvernului german:
25% energie termică produsă prin cogenerare
➔ Cogenerarea va coexista cu SER în perioada de tranziţie
0%
5%
10%
15%
20%
25%
Cota de energie termică produsă prin cogenerare de termocentrale în Germania
Cogenerarea ca modalitate de generare eficientă
Introducere 4
Intrări şi ieşiri
CHPenergie electrică
energie termică
combustibil
Sursa: Eurostat şi BMWi
ob
iec
tiv
ul p
en
tru
vii
tor
eficienţă
ridicată
0%
Sinergii între energiile regenerabile şi cogenerare | 12.06.2018 | Mihail Ketov
Capacitate instalată de cogenerare
Producţia de energie electrică şi
termică prin cogenerare a crescut în
Germania
➔ Cogenerarea se dezvoltă în paralele
cu SER
Cogenerarea pe ţări în Europa
Tehnologie utilizată pe scară largă
Instalată pentru utilităţi atât ca termoficare,
cât şi pentru aplicaţii industriale
➔ Germania are cel mai mare volum absolut de cogenerare din Europa
CHP în Germania şi Europa
Analize 5
0
20
40
60
80Cogenerarea de energie electrică (2015)
Sursa: EurostatTWhel
a
40
50
60
70
80
90
100
22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38
en
erg
ie te
rmic
ă
energie electrică
Dezvoltarea capacităţii de cogenerare în Germania
2009
20102011 2012
2013
GWel
GWth
Sursa: Eurostat
0
0
2014
2015
Sinergii între energiile regenerabile şi cogenerare | 12.06.2018 | Mihail Ketov
Aplicaţii ale cogenerării în încălzire pentru
procese tehnologice
Procese cu abur până la 500 °C
Procese cu apă caldă
Răcire
➔ Utilizată în principal în industria chimică,
a hârtiei şi alimentară
➔ Sunt disponibile diferite tehnologii, în funcţie
de aplicaţie
Aplicaţii industriale ale cogenerării în Germania
Analize 6
0
10
20
30
40
50
Aplicaţii ale cogenerării în industria germană (2011)
CHP (own generation)heat network
TWhth
a
Sursa: Bundesverband Kraft-Wärme-Kopplung e.V.
010203040506070
0,001 0,01 0,1 1 10 100 1000
Brennstoffzellen (BZ) Gasmotoren (GM)
Mikrogasturbinen (MGT) Gasturbinen (GT)
Dampfturbinen (DT) Gas- und Dampfturbinen (GUD)
Tehnologii disponibile
ran
da
me
nt e
lectr
ic
putere electrică
%
MW
condensare extracţie
recuperare căldură
contrapresiune
celulă combustibil (CC)
microturbină gaze (MTG)
turbină cu abur (TA)
motor gaze (MG)
turbină gaze (TG)
turbină gaze ciclu combinat (TGCC)
TG
TGCC
TACC
MTGMG
Sinergii între energiile regenerabile şi cogenerare | 12.06.2018 | Mihail Ketov
Cererea de energie termică
Depinde de consumatorii de energie termică
racordaţi, de temperatură şi moment
➔ Cererea de energie termică trebuie acoperită în orice
moment
Oferta de energie termică
Unităţile de cogenerare furnizează simultan energie
termică şi electrică
Transformarea energiei electrice în energie termică
(PtH) pentru vârfurile de sarcină, cu consum de
energie electrică
Stocarea energiei termice pentru a egala cererea
➔ Portofoliul de generare de energie termică asigură un
anumit grad de libertate în angajarea unităţii
➔ Flexibilitate în generarea energiei electrice (cogenerare)
şi consumul de energie electrică (PtH)
Cogenerarea ca o componentă a portofoliilor de generare a energiei termice
Analiză 7
hidro/thermo sarcină electrică
stocare
energie
termică
numai energie
termică
sarcină
termică
portofoliu energie termică
. . .
. . .
. . .
CHP
. . .
PtH
. . .
SER
Sector interconectat al
energiei electrice şi termice
Sinergii între energiile regenerabile şi cogenerare | 12.06.2018 | Mihail Ketov
Încălzire industrială
Încălzire tehnologică independentă de
temperatură
Consum la scară mare
➔ Grad ridicat de valorificare şi siguranţa
furnizării datorită unităţilor alternative de
generare
Termoficare
În special în mediul urban
Consumatorii sunt în principal micile
companii şi gospodăriile private
➔ Cererea oscilantă conduce la un grad mai
scăzut de utilizare şi asigurare a
capacităţilor de rezervă
➔ Ambele tipuri se pot dovedi flexibile
Portofoliile de energie termică în Germania
Analiză 8
Portofolii de energie termică
de scară mare
industrie termoficare ~31 PJth/a
Sinergii între energiile regenerabile şi cogenerare | 12.06.2018 | Mihail Ketov
Integrarea SER şi stimulentele pieţei
Cogenerarea şi PtH folosite pentru a acoperi cererea de energie termică
Aportul SER depăşeşte cererea
→ PtH profită de supraproducţia SER
→ Capacitate pentru sarcinile reziduale pozitive şi negative
→ Cererea de flexibilitate va genera stimulente corespunzătoare pe piaţa energiei
electrice
➔ Integrarea SER prin folosirea de cogenerare li PtH flexibile
➔ Cogenerarea şi SER se completează reciproc
Acoperirea sarcinii reziduale cu cogenerare şi PtH
Flexibilitate 9
Supraproducţie SER
ge
n. e
ne
rg. e
l.
cerere SER PtH
Lipsă SER
ge
n. e
ne
rg. e
l.
cerere SER CHP
Aportul SER lipseşte
→ Cogenerarea acoperă decalajul
faţă de cerere
Sinergii între energiile regenerabile şi cogenerare | 12.06.2018 | Mihail Ketov
Introducere
Aportul intermitent şi aleatoriu al SER duce la nevoia de flexibilitate
Analiză
Cogenerare cu randament total ridicat datorită valorificării producţiei de energie electrică
şi termică
Randament de până la 90 %
Germania are cel mai mare volum de cogenerare din Europa
Cogenerarea va coexista cu SER
Cogenerarea pentru furnizarea energiei termice utilizată în principal în industria chimică, a hârtiei
şi alimentară
Diversitate de tehnologii pentru diferite aplicaţii în producţie
Flexibilitate dată de cogenerare în producerea energiei electrice şi de PtH în consum
Flexibilitate
Piaţa energiei electrice va reflecta cererea de flexibilitate prin stimulente de preţ
Cogenerarea şi SER se completează reciproc
Principalele aspecte de reţinut
Rezumat 10
Institutul pentru Sistemele şi Economia Energiei Electrice (IAEW)Universitatea RWTH Aachen
Mihail Ketov, M.Sc.Mobil: +49 (0)162 80 252 88Mail: mihail.ketov@rwth-aachen.deWeb: www.iaew.rwth-aachen.de
Director IAEWProf. Univ. Dr. Ing. Albert Moser
Mai aveţi întrebări?
Recommended