The
cogenerare Producerea simultană de energie electrică și termică se numește cogenerare (CHP). Cogenerarea este extrem de eficientă din punct de vedere energetic, deoarece peste 90% din energia conținută în combustibil poate fi transformată în energie utilă.
Un consumator de energie electrică și termică are, în mod normal, două opțiuni principale pentru a-și satisface nevoile de energie. Prima opțiune este să cumpere energia electrică de la rețeaua națională de energie electrică și gazul de la rețeaua de distribuție a gazului, transformându-le în energie termică prin intermediul unui cazan. În funcție de diferența dintre prețul energiei electrice și prețul gazului – „spark spread” – alternativa este să-și producă singur energia.
Gazul natural ca combustibil
Gazul este un combustibil cu emisii reduse de carbon.
Gaz natural este o resursă neregenerabilă, însă se caracterizează printr-o ardere mai curată și are cele mai scăzute emisii de carbon dintre toate combustibilii fosili. La nivel mondial, rezervele disponibile de gaze și descoperirile de gaze neconvenționale contribuie la reducerea prețurilor la contractele futures, iar tendințele pe termen lung ale prețurilor sunt descendente.
Evoluții în domeniul cogenerării
Producția proprie de energie și cogenerare
Utilizarea gazului ca sursă de combustibil pentru producția proprie de energie este, prin urmare, atractivă, atât din punct de vedere ecologic, cât și din perspectiva costurilor. Atunci când este utilizat într-un motor pe gaz de cogenerare, precum produsul Jenbacher al GE, energia sub formă de electricitate și căldură poate fi generată la nivel local cu emisii minime, eliminând necesitatea achiziționării a două tipuri separate de energie.
Un proiect tipic de cogenerare este condus, de obicei, fie de cererea de căldură, fie de cea de energie electrică a locației. Dacă este condus de energie electrică, factorul principal important este generarea de energie electrică. Dacă schema este condusă de căldură, nevoia locală de energie termică este factorul principal, iar orice energie electrică suplimentară ar putea fi exportată în rețeaua electrică.
Energie distribuită
Producția locală de energie sau energia distribuită, sau
rețea de energie, prezintă numeroase avantaje. În primul rând, pierderile de transport asociate cu distribuția energiei electrice de la centralele electrice mari și centralizate pot fi reduse la minimum. În al doilea rând, se pot valorifica avantajele unei eficiențe sporite a combustibilului prin cogenerare, furnizând căldură utilizatorilor locali. Pe măsură ce pierderile de transport sunt reduse și centrala atinge un nivel ridicat de eficiență a combustibilului, emisiile de carbon sunt reduse. În cele din urmă, se poate asigura securitatea producției dacă unitatea este configurată să funcționeze în
mod insular. În cazul unei întreruperi a rețelei electrice, motorul pe gaz poate funcționa în regim insular, contribuind la alimentarea directă a consumatorilor locali de energie electrică, independent de rețeaua principală. Boston Scientific produce stimulatoare cardiace pentru piața mondială în Clonmel, în comitatul South Tipperary. Unitatea lor reprezintă un exemplu de utilizare a unei centrale de cogenerare care furnizează amplasamentului peste 2 MW de energie – 1 MW de energie electrică și 1 MW de energie termică.
Trigenerare și cvadrogenerare
Ducând tehnologia motoarelor pe benzină la un nivel superior, cogenerarea a dat naștere unor tehnologii suplimentare, printre care se numără
trigenerare și
generația a patra. Prin trigenerare, un sistem de cogenerare include un răcitor cu absorbție. Acest răcitor preia o parte din căldura produsă de unitatea de cogenerare și furnizează o sursă de răcire care poate fi utilizată pentru refrigerare sau pentru climatizare.
Unitatea Contour Global din Knockmore, județul Fermanagh este una dintre primele unități care utilizează tehnologia de cvadrogenerare. Aici, fabrica de îmbuteliere poate recupera CO₂ din gazele de eșapament ale instalației de trigenerare, îl poate purifica la cele mai înalte standarde și îl poate utiliza pentru a conferi băuturilor răcoritoare caracterul spumos.
Cogenerare pe bază de biogaz
Există, de asemenea, surse de gaz regenerabil care pot fi utilizate și pentru cogenerare și/sau pentru producția distribuită de energie electrică.
Biogaz se formează prin descompunerea anaerobă a materialelor organice, inclusiv a deșeurilor alimentare sau a apelor uzate, dar poate apărea și atunci când deșeurile sunt depozitate în gropi de gunoi. Bord na Móna dezvoltă un important
proiect de transformare a gazului de depozit în energie la centrala Drehid, situată lângă Allenwood, în comitatul Kildare. Această centrală va începe să producă energie din surse regenerabile în 2014.
Un al doilea tip de gaz regenerabil, mai puțin cunoscut, este gazul de lemn.
Gaz de lemn seamănă cu cel al gazului de oraș din începutul secolului al XX-lea și se obține prin gazificarea celulozei și a ligninei din lemn. Acesta conține o serie de gaze, printre care metan, monoxid de carbon și hidrogen. Tehnologia de acest tip nu este încă comercializată pe scară largă. În Newry, Kedco a dezvoltat un proces de gazificare care utilizează gazul de lemn ca combustibil pentru motoarele pe gaz.
Gazele regenerabile prezintă, de asemenea, avantaje suplimentare față de alte tehnologii regenerabile. Turbinele eoliene și sistemele fotovoltaice solare sunt limitate la producerea de energie electrică atunci când bate vântul sau când strălucește soarele. Biogazul contrastează cu acestea și este capabil să genereze energie electrică 24 de ore pe zi și șapte zile pe săptămână, cu întreruperi doar pentru intervalele de întreținere. Un motor tipic pe gaz Jenbacher care funcționează cu biogaz este capabil să genereze energie electrică în mod continuu pentru peste 95% din an.
Rezumat
Pe scurt, utilizarea gazului pentru cogenerare reprezintă o metodă extrem de eficientă de producere a energiei electrice. Aceasta poate contribui la reducerea facturilor la energie și a emisiilor de carbon. Irlanda a impus un ritm susținut la nivel mondial în ceea ce privește această tehnologie și se află în avangarda dezvoltării de sisteme inovatoare și eficiente din punct de vedere energetic.
