Soluții energetice avansate pentru sustenabilitate și eficiență

Sectorul horticol se află într-o poziție unică pentru a beneficia de soluții energetice avansate, transformând cheltuielile energetice într-o oportunitate pentru sustenabilitate și eficiență. În acest articol, explorăm strategii inovatoare pe care cultivatorii din sere (numite și „serele”) le pot adopta, concentrându-ne pe cele alimentate cu gaz natural. Cogenerare (CHP), integrarea pompelor de căldură și potențialul micro-rețelelor de a crea un ecosistem energetic rezistent și ecologic.

1. Sisteme CHP alimentate cu gaz natural: o abordare cu beneficii duble

Sistemele CHP alimentate cu gaz natural sunt o piatră de temelie a modernității. soluții energetice pentru sere, furnizând atât energie electrică, cât și energie termică dintr-o singură sursă de combustibil. Această abordare cu dublă producție îmbunătățește semnificativ eficiența energetică în comparație cu metodele convenționale, în care căldura și energia electrică sunt produse separat. Îmbunătățirea calității aerului și a creșterii plantelor:

• Curățarea catalitică a gazelor de eșapament: Pentru a spori și mai mult sustenabilitatea sistemelor CHP, este esențială incorporarea catalizatorilor pentru curățarea gazelor de eșapament ale motorului. Această tehnologie nu numai că reduce emisiile nocive, dar permite și îmbogățirea aerului cu CO2, un produs secundar al arderii gazului natural. Această îmbogățire cu CO2 este benefică pentru creșterea plantelor, creând o relație simbiotică între generarea de energie și productivitatea horticulturii.

Studiu de caz 1: APS Salads Greenhouse P3P Partners este unul dintre principalii furnizori de soluții energetice combinate de căldură și energie electrică (CHP) din Marea Britanie. Compania operează centre energetice personalizate în toată țara, ajutând organizațiile să își reducă costurile energetice și să creeze un mediu durabil. În 2013, P3P Partners a ales Clarke Energy pentru proiectarea, instalarea și întreținerea unui motor pe gaz Jenbacher de 3,3 MW și 620, împreună cu echipamentele auxiliare, pentru clientul său, APS Salads, Alderley Edge, Manchester. APS Salads este unul dintre cei mai mari producători de roșii din Marea Britanie și are nevoie de recuperarea CO2 pentru a sprijini procesul de creștere în sere. Parteneriatul dintre P3P, Clarke Energy și APS Salads a asigurat obținerea celei mai bune soluții posibile, permițând disponibilitatea căldurii și a CO2 atunci când este nevoie.

„Timpul de răspuns și serviciul pentru clienți oferite de Clarke Energy ne-au permis să fim foarte flexibili și sinceri cu APS în ceea ce privește modul în care le putem furniza atâtCO2,cât și căldură atunci când au nevoie. Avem o relație excelentă atât cu APS Salads, cât și cu Clarke Energy, asigurând cea mai bună fiabilitate și disponibilitate pe tot parcursul anului. Suntem mândri să fim parteneri ai Clarke Energy și așteptăm cu nerăbdare să ne dezvoltăm relația de-a lungul anilor.” Philip Elborn, inginer de proiect, P3P

Urmăriți discuția lui Philip Elborn de la APS despre acest proiect aici.

2. Hibridizarea CHP alimentat cu gaz cu pompe de căldură: maximizarea energiei termice regenerabile

Integrarea pompelor de căldură cu sistemele CHP reprezintă o abordare de ultimă generație pentru maximizarea eficienței energetice și a durabilității. Pompele de căldură pot extrage energie termică regenerabilă din mediul înconjurător, reducând consumul total de combustibili fosili al serii. Sistemele CHP generează energie electrică și căldură, de obicei, dintr-o sursă de combustibil gazos. O unitate de energie electrică poate fi introdusă în pompa de căldură pentru a genera 4-5 unități de încălzire. Sistemele CHP pot furniza o sursă suplimentară de energie termică în perioadele de vârf ale cererii sau când temperaturile sunt prea scăzute pentru a funcționa eficient. Atât pompele de căldură, cât și sistemele CHP pot stoca energia termică în rezervoare de apă caldă. Emisiile de gaze cu efect de seră sunt reduse în diferite moduri. Dacă energia din CHP este alimentată cu gaz natural, o unitate de energie electrică pe bază de combustibili fosili va genera 4-5 unități de căldură regenerabilă. Dacă CHP este convertit pentru a funcționa cu biometan sau hidrogen, sistemul este în întregime regenerabil. Dacă CO2 din gazele de eșapament ale motorului este utilizat pentru îmbogățirea aerului, acesta va fi parțial reținut în materia vegetală și va reduce emisiile locale imediate. Studiu de caz 2: AGR 217.000 m² seră și centru energetic cu sistem de pompe de căldură de 33 MWth și centrală combinată de căldură și energie electrică de 9 MW AGR este o companie lider în domeniul energiei regenerabile, specializată în producerea de energie cu emisii reduse de carbon, cu proiecte în valoare de peste 350 de milioane de lire sterline realizate până în prezent în Marea Britanie, inclusiv un portofoliu de vârf de consum de gaz și cogenerare (CHP) proiecte. AGR a dezvoltat și este principalul contractor EPC pentru un nou proiect de 217.000 m² seră și centru energetic în Cambridgeshire și a vândut proiectul către fonduri gestionate de Greencoat Capital. AGR a selectat Clarke Energy pentru furnizarea și instalarea centrului energetic inovator care va furniza energie electrică și termică proiectului. În ansamblu, sera va fi utilizată pentru cultivarea castraveților și va putea produce 10% din castraveții consumați în Marea Britanie, utilizând cu 30% mai puțin CO2 decât serele încălzite în mod convențional. Centrul energetic pentru seră combină un sistem de pompe de căldură de 33 MWth cu o instalație combinată de producere a energiei termice și electrice (CHP) compusă din trei unități de mare eficiență. INNIO Jenbacher motoare pe gaz cu recuperare de CO2. Instalarea pompelor de căldură va asigura încălzirea cu apă caldă din surse regenerabile a serelor și va fi eligibilă pentru Stimulent pentru energia termică regenerabilă (RHI). IES Energy este unul dintre principalii producători de pompe de căldură și va furniza și instala pompele de căldură pentru acest proiect. Partenerul său de încredere, Pure Renewables, va proiecta și instala sistemul de colectare în circuit deschis, care va avea o lungime totală de 750 m. Clarke Energy și AGR au optat pentru un sistem de refrigerare cu amoniac (R717) în locul unui sistem cu hidrocarburi de la IES Energy, deoarece amoniacul are o eficiență mai mare și un potențial de încălzire globală egal cu zero.

3. Potențialul serelor în tranziția energetică: sprijin pentru rețea și echilibrarea energiei electrice

Capacitatea de producere a energiei electrice oferă cultivatorilor posibilitatea de a obține surse suplimentare de venit. Sere au, de obicei, cele mai mari cerințe pentru încălzire și, potențial, recuperarea CO2. Energia electrică poate fi utilizată pentru iluminat, însă în cazul unei soluții pentru sere bazate pe cogenerare, cerința de funcționare este, de obicei, de numai 1.500 de ore pe an. Energia electrică excedentară poate fi vândută rețelei. Capacitatea suplimentară a motoarelor, atunci când nu funcționează, poate fi monetizată prin furnizarea de servicii de asistență pentru rețea, creând o nouă sursă de venituri pentru cultivatori din vânzarea de energie electrică. Concluzie: Adoptarea de soluții energetice avansate, cum ar fi sistemele CHP alimentate cu gaz natural cu curățare catalitică a gazelor de eșapament, hibridizarea cu pompe de căldură și valorificarea potențialului comerțului cu energie reprezintă o abordare vizionară pentru cultivatorii de sere. Aceste strategii nu numai că se aliniază obiectivelor globale de sustenabilitate, dar oferă și beneficii tangibile în ceea ce privește reducerea costurilor, eficiența operațională și creșterea producției agricole. Pe măsură ce sectorul evoluează, adoptarea acestor tehnologii va fi esențială pentru a prospera pe o piață din ce în ce mai conștientă din punct de vedere ecologic. Operatorii de sere sunt încurajați să exploreze aceste soluții energetice, să colaboreze cu experți în energie și să ia în considerare beneficiile pe termen lung ale investițiilor în sisteme energetice durabile și eficiente. Astfel, ei se pot poziționa ca lideri în gestionarea mediului, optimizând în același timp eficiența operațională și productivitatea. Contact Clarke Energy pentru mai multe informații.