Το
συμπαραγωγή Η παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας και θερμότητας αναφέρεται ως συμπαραγωγή θερμότητας και ηλεκτρικής ενέργειας (CHP). CHP εξαιρετικά αποδοτική από πλευράς καυσίμου, καθώς πάνω από το 90% της ενέργειας που περιέχεται στο καύσιμο μπορεί να μετατραπεί σε χρήσιμη ενέργεια.
Ένας καταναλωτής ηλεκτρικής ενέργειας και θερμότητας έχει συνήθως δύο βασικές επιλογές για τις ενεργειακές του ανάγκες. Η πρώτη επιλογή είναι να αγοράζει ηλεκτρική ενέργεια από το εθνικό δίκτυο ηλεκτρικής ενέργειας και φυσικό αέριο από το δίκτυο διανομής φυσικού αερίου, μετατρέποντάς τα σε θερμότητα μέσω ενός λέβητα. Ανάλογα με τη διαφορά μεταξύ της τιμής της ηλεκτρικής ενέργειας και της τιμής του φυσικού αερίου – το «spark spread» – η εναλλακτική λύση είναι η αυτοπαραγωγή ενέργειας.
Το φυσικό αέριο ως καύσιμο
Το φυσικό αέριο είναι ένα καύσιμο με χαμηλές εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα.
Φυσικό αέριο δεν είναι ανανεώσιμο, ωστόσο χαρακτηρίζεται από καθαρότερη καύση και παρουσιάζει τις χαμηλότερες εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα από όλα τα ορυκτά καύσιμα. Σε παγκόσμιο επίπεδο, τα διαθέσιμα αποθέματα φυσικού αερίου και οι ανακαλύψεις μη συμβατικού φυσικού αερίου συμβάλλουν στη μείωση των μελλοντικών τιμών, ενώ οι μακροπρόθεσμες τάσεις των τιμών είναι πτωτικές.
CHP
Αυτοπαραγωγή & CHP
Η χρήση του φυσικού αερίου ως πηγής καυσίμου για την αυτόνομη παραγωγή ενέργειας είναι, συνεπώς, ελκυστική, τόσο από περιβαλλοντική όσο και από οικονομική άποψη. Όταν χρησιμοποιείται σε κινητήρα CHP , όπως το προϊόν Jenbacher της GE, η ενέργεια υπό μορφή ηλεκτρικού ρεύματος και θερμότητας μπορεί να παραχθεί τοπικά με ελάχιστες εκπομπές, εξαλείφοντας την ανάγκη αγοράς δύο ξεχωριστών μορφών ενέργειας.
Ένα τυπικό CHP καθοδηγείται συνήθως είτε από τη ζήτηση της εγκατάστασης για θερμότητα είτε για ηλεκτρική ενέργεια. Εάν καθοδηγείται από την ηλεκτρική ενέργεια, ο πρωταρχικός σημαντικός παράγοντας είναι η παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας. Εάν το σχέδιο καθοδηγείται από τη θερμότητα, η τοπική ανάγκη για θερμική ενέργεια είναι ο πρωταρχικός κινητήριος παράγοντας και οποιαδήποτε επιπλέον ηλεκτρική ενέργεια θα μπορούσε να εξαχθεί στο ηλεκτρικό δίκτυο.
Κατανεμημένη παραγωγή ενέργειας
Τοπική παραγωγή ενέργειας ή κατανεμημένη ενέργεια, ή
ενεργειακό δίκτυο, είναι επωφελής από πολλές απόψεις. Πρώτον, οι απώλειες μεταφοράς που συνδέονται με τη διανομή ηλεκτρικής ενέργειας από μεγάλα κεντρικά εργοστάσια παραγωγής μπορούν να ελαχιστοποιηθούν. Δεύτερον, CHP να αξιοποιηθούν τα οφέλη της υψηλότερης απόδοσης καυσίμου μέσω CHP , παρέχοντας θερμότητα στους τοπικούς χρήστες. Καθώς μειώνονται οι απώλειες μεταφοράς και το εργοστάσιο επιτυγχάνει υψηλή απόδοση καυσίμου, μειώνονται και οι εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα. Τέλος, μπορεί να εξασφαλιστεί η ασφάλεια της παραγωγής εάν η μονάδα έχει ρυθμιστεί ώστε να λειτουργεί σε
λειτουργία νησιού. Σε περίπτωση διακοπής του ηλεκτρικού δικτύου, ο κινητήρας φυσικού αερίου μπορεί να λειτουργήσει σε αυτόνομη λειτουργία, συμβάλλοντας στην άμεση τροφοδοσία του τοπικού καταναλωτή ηλεκτρικής ενέργειας, ανεξάρτητα από το κεντρικό δίκτυο. Η Boston Scientific κατασκευάζει βηματοδότες για την παγκόσμια αγορά στο Clonmel του South Tipperary. Οι εγκαταστάσεις της αποτελούν παράδειγμα αξιοποίησης CHP , η οποία παρέχει πάνω από 2 MW ισχύος – 1 MW ηλεκτρικής και 1 MW θερμικής ενέργειας – στο εργοστάσιο.
Τριπαραγωγή Τετραπαραγωγή
Αναβαθμίζοντας την τεχνολογία των κινητήρων βενζίνης, η συμπαραγωγή ενέργειας έχει οδηγήσει στην ανάπτυξη πρόσθετων τεχνολογιών, όπως
τριγεννήτρια και
τετραπλή παραγωγή. Μέσω της τριγεννήσεως, ένα CHP ενσωματώνει έναν ψύκτη απορρόφησης. Ο ψύκτης αυτός αξιοποιεί μέρος της θερμότητας που παράγεται από τη CHP και παρέχει μια πηγή ψύξης που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για ψυκτικές εφαρμογές ή για κλιματισμό.
Οι εγκαταστάσεις της Contour Global στο Knockmore, η κομητεία Φερμάνα είναι μία από τις πρωτοπόρες εγκαταστάσεις στον τομέα της τετραπαραγωγής. Εδώ, το εργοστάσιο εμφιάλωσης έχει τη δυνατότητα να ανακτά διοξείδιο του άνθρακα από τα καυσαέρια της μονάδας τριπαραγωγής, να το καθαρίζει σύμφωνα με τα υψηλότερα πρότυπα και να το χρησιμοποιεί για την προσθήκη ανθρακικού αερίου στα αναψυκτικά.
CHP βιοαέριο
Υπάρχουν επίσης πηγές ανανεώσιμου αερίου που μπορούν επίσης να αξιοποιηθούν για CHP για αποκεντρωμένη παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας.
Βιοαέριο προκύπτει από την αναερόβια αποσύνθεση οργανικής ύλης, όπως απορρίμματα τροφίμων ή λύματα, αλλά μπορεί επίσης να σχηματιστεί όταν τα απόβλητα αποτίθενται σε χώρους υγειονομικής ταφής. Η Bord na Móna αναπτύσσει ένα σημαντικό
έργο μετατροπής αερίων χωματερών σε ενέργεια στις εγκαταστάσεις της Drehid κοντά στο Allenwood, στην κομητεία Kildare. Οι εγκαταστάσεις αυτές θα αρχίσουν να παράγουν ενέργεια από ανανεώσιμες πηγές το 2014.
Ένας δεύτερος, λιγότερο γνωστός τύπος ανανεώσιμου αερίου είναι το αέριο από ξύλο.
Αέριο από ξύλο μοιάζει με το αέριο πόλης των αρχών του 20ού αιώνα και παράγεται από την αεριοποίηση της κυτταρίνης και της λιγνίνης του ξύλου. Αποτελείται από διάφορα αέρια, όπως μεθάνιο, μονοξείδιο του άνθρακα και υδρογόνο. Η τεχνολογία αυτή δεν έχει ακόμη διαδοθεί ευρέως στην αγορά. Στο Newry, η Kedco έχει αναπτύξει μια διαδικασία αεριοποίησης που χρησιμοποιεί το αέριο ξύλου ως καύσιμο για κινητήρες αερίου.
Τα ανανεώσιμα αέρια έχουν επίσης πρόσθετα οφέλη σε σχέση με άλλες ανανεώσιμες τεχνολογίες. Οι ανεμογεννήτριες και τα φωτοβολταϊκά συστήματα περιορίζονται στην παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας όταν φυσάει ο άνεμος ή λάμπει ο ήλιος. Το βιοαέριο αντιθέτως είναι σε θέση να παράγει ηλεκτρική ενέργεια 24 ώρες την ημέρα και 7 ημέρες την εβδομάδα, με διακοπές λειτουργίας μόνο για διαστήματα συντήρησης. Ένας τυπικός κινητήρας αερίου Jenbacher που λειτουργεί με βιοαέριο είναι σε θέση να παράγει ηλεκτρική ενέργεια συνεχώς για πάνω από το 95% του έτους.
Περίληψη
Συνοψίζοντας, η χρήση φυσικού αερίου για CHP μια εξαιρετικά αποδοτική μέθοδο παραγωγής ενέργειας. Μπορεί να συμβάλει στη μείωση των λογαριασμών ενέργειας και των εκπομπών διοξειδίου του άνθρακα. Η Ιρλανδία έχει αναλάβει ηγετικό ρόλο σε παγκόσμιο επίπεδο όσον αφορά την τεχνολογία αυτή και βρίσκεται στην πρώτη γραμμή της ανάπτυξης καινοτόμων συστημάτων ενεργειακής απόδοσης.
