|
Aktualności
|
|
Informacje
Numery
Numer 06/2008
Jak zapewnić samowystarczalność energetyczną kraju? Pomysł lepszy niż Ignalina
|
|
Zapewne większość współrodaków - podobnie jak autor niniejszego artykułu - jest zaniepokojona postępującym obniżaniem krajowego wskaźnika samowystarczalności energetycznej: ze 113% - w 1975 roku, poprzez 80% - w 2006 roku, do zaplanowanych tylko 60% - w 2020 roku. Ta niezrozumiała dla nas strategia przeprofilowania krajowej energetyki na rosnący import nośników energii owocuje powiększającym się, gigantycznym zadłużeniem państwa. W dodatku coraz bardziej zwiększa się zależność naszej energetyki od zagranicy - dziś głównie Rosji.
|
Wszystkie kraje rozwinięte poszukują u siebie zamienników dla importowanej ropy oraz gazu ziemnego, czego przykładem jest choćby Austria, osiągająca w tej dziedzinie znaczne postępy.
Tymczasem potencjał krajowych zasobów energetycznych zapewnia bazę nowej wizji, jak i strategii rozwoju Polski. Przyszłościowymi technologiami, zapewniającymi pełne bezpieczeństwo oraz samowystarczalność kraju w obszarze energii i paliw są:
węgiel w skojarzonym przetwórstwie tak do energii elektrycznej oraz ciepła użytkowego, jak i do paliw płynnych oraz gazu w ramach jego chemicznego przerobu.
odnawialne źródła energii, a wśród nich ogromne zasoby biomasy oraz geotermii. W tej ostatniej zajmujemy czołową pozycję w Europie.
Krajowe zasoby „Czarnego złota” wynoszą:
29,5 mld ton węgla kamiennego,
11,6 mld ton węgla brunatnego.
Cieszyć więc musi każdego rodaka fakt, że Zakłady Azotowe „Puławy” rozpatrują przestawienie swojej produkcji nawozów azotowych z bazy importowanego gazu ziemnego na rodzimy węgiel z kopalni „Bogdanka”.
Rażąco w stosunku do tej inicjatywy kształtuje się decyzja rządowa dotycząca partycypowania w budowie elektrowni atomowej na Litwie 25-procentowym udziałem wysokości jednego miliarda euro. Ta elektrownia, o mocy 1600 MW, dostarczać będzie nam 400 MW, co stanowi wąziutki margines w krajowym bilansie energetycznym. Tymczasem za tę kwotę można by w kraju wybudować znacznie większe, lokalne moce wytwórcze energii elektrycznej oraz ciepła użytkowego, gdyby przeznaczono je na geotermię oraz energetyczne przetwórstwo biomasy, głównie z przemysłu rolniczego. Niniejsza tabela, obejmująca nakłady inwestycyjne budowę elektrowni i ciepłowni oraz koszty wytwarzania energii na bazie różnych nośników energii powyższą opinię dobitnie potwierdza.
Wielkoprzemysłowa elektrociepłownia biogazowa
Niemcy oraz Polska charakteryzują się podobnymi warunkami klimatycznymi, jak i rodzajami upraw rolniczych. W oparciu o tę tezę można postawić pytanie, dlaczego rolnicze elektrociepłownie w naszym kraju - przeliczając na mieszkańca oraz powierzchnię terenów agrarnych - rozbudowuje się wielokrotnie wolniej, niż na obszarach RFN?
Tymczasem Niemcy zainwestowali w 2006 roku prawie miliard euro w budowę nowych elektrociepłowni na bazie rolniczego biogazu, a rys 1. ilustruje rozwój tej branży energetycznej w latach 1996-2006. Dalszy intensywny rozwój tej dziedziny w RFN jest zapewniony ustawą z dnia 1 listopada 2006 roku, zakazującą karmienia trzody odpadami kuchennymi oraz spożywczymi.
W 2006 roku w Niemczech było w eksploatacji 3500 bioelektrowni, mogących zaopatrzyć 1,2 mln czteroosobowych gospodarstw domowych w nośniki energii, jednocześnie dające zatrudnienie około 10 000 pracowników.
W tym kraju instaluje się obecnie bioelektrownie o mocy 350 - 750 kW energii elektrycznej (M. Bensmann; Neue Energie).
Niemcy budują obecnie w miejscowości Penkun w Maklemburgii (w pobliżu Szczecina) największy w świecie park elektrociepłowni, obejmujący 40 fermentatorów biomasy - każdy o pojemności 2500 m3 i o mocy 500 kW. Nazwano go „Bioenergie Park Klarsee GmbH”. Jego właścicielem jest firma Nawaro Bioenergie AG z Lipska, a urządzenia dostarcza i montuje przedsiębiorstwo Envitec Biogas GmbH z miejscowości Saerbeck, co ilustrują rys. 2a-b. Każdy z nich obejmuje połowę całego parku bioelektrociepłowni.
Do pojedynczego bioreaktora przynależą: blok silnika spalinowego biogazu, sprzężonego z elektrogeneratorem oraz wymiennikiem ciepła spalin, dla ogrzewania cyrkulującą wodą fermentującego surowca. Fermentator-bioreaktor jest wykonany z płyt betonowych, na którego ścianach wewnętrznych znajdują się spiralnie ułożone rury grzewcze. Jego nakrycie stanowi syntetyczna folia, zainstalowana jak tkanina parasola wg rys. 3. Dla ujednolicenia temperatury i zapewnienia równomiernego przebiegu beztlenowej fermentacji, zainstalowano odpowiednie urządzenia mieszalnikowe.
Urządzenia pomocnicze elektrociepłowni każdego bioreaktora znajdują się w oddzielnym budynku technicznym. W nim jest również hala do przyjmowania i rozładunku pojazdów ze stałą biomasą - głównie kukurydzą, za którą dostawcom w 2006 roku płacono 23 euro/tonę. Kukurydzę magazynuje się w zbiorniku operacyjnym, skąd podajnik ślimakowy transportuje ją do mieszalnika. Do niego doprowadza się odpowiednią ilość wody powrotnej oraz określoną masę zboża i gnojowicę. Stąd - poprzez urządzenia rozdrabniające i pompę, przygotowany substrat przepływa do bioreaktora.
Odsiarczanie biogazu przeprowadza się metodą biologiczną przez doprowadzenie do niego ściśle odmierzonej ilości powietrza. Bakterie odsiarczania znajdują się na powierzchni fermentowanego substratu. Biogaz zostaje następnie osuszony i sprężarką jest podawany do silnika spalinowego. Uzyskane z niego ciepło zostaje w całości wykorzystane dla ogrzewania fermentatora-bioreaktora.
Przy silnych mrozach układ grzewczy jest dodatkowo zaopatrywany w gaz ziemny z terenowej sieci. Przy każdym fermentatorze-bioreaktorze będzie zainstalowana pochodnia dla awaryjnych zrzutów i spalania biogazu w wypadkach ewentualnych zaburzeń eksploatacyjnych na jakimkolwiek urządzeniu towarzyszącym.
Dowożona od hodowców gnojowica zostaje centralnie zmagazynowana dla całego parku bioelektrociepłowni i poddana procesowi pasteryzacji przez szybkie jej podgrzanie na okres jednej godziny do 70 st. C. Po ochłodzeniu, siecią podziemnych rurociągów jest rozprowadzana równomiernie po wszystkich fermentatorach.
W każdym budynku technicznym jest biuro obsługi danego zestawu urządzeń, związanych technologicznie z każdym samodzielnym, pojedynczym bioreaktorem.
Pozostałość pofermentacyjna jest odprowadzana do centralnego (zbiorczego) zbiornika o pojemności 15500 m sześc. Stąd przepływa do wytwórni wysokoefektywnego nawozu w postaci granulowanych peletów. Stała masa zostaje wydzielona z wody pofermentacyjnej, która podlega operacjom oczyszczania. Wysuszony osad pofermentacyjny, zmieszany z 10% pyłu skalnego (dolomitu) jest peletyzowany i jako nawóz dostarczany kooperującym z parkiem elektrociepłowni rolnikom. Z 450 000 ton/rok biomasy i gnojowicy uzyska się 25 000 ton/rok najwyższej jakości nawozu. Dziennie odzyskuje się 800 m3 czystej wody z cieczy pofermentacyjnej, z czego 500 m3 jest zawracana do zarabiania sprowadzanej z okolicy biomasy (M. Bensmann, H. May; Neue Energie, 56,01,2007 r.). Koszt budowy parku 40 bioelektrociepłowni wraz z fabryką efektywnego nawozu wyceniono na 103 mln euro.
Teren wokół miejscowości Penkun jest typowo rolniczym z różnego typu zakładami rzemieślniczymi. Obejmuje on 230 000 ha terenów rolniczych, na których w czasach NRD w 15% uprawiano kukurydzę, głównie dla celów paszowych. Teraz powstający park bioelektrociepłowni o mocy 20 MW potrzebuje 8 000 ha gruntów pod uprawę kukurydzy i wówczas jej wytwórczość obejmie razem z dotychczasową 9% z całego obszaru rolniczego. Sporą część terenów uprawnych przeznaczano dotychczas pod pszenicę, którą również omawiane elektrociepłownie są zainteresowane. Natomiast gnojowicę z hodowli trzody będzie się zwoziło od rolników z obszarów w promieniu 50 km.
W sumie omawiany park bioelektrociepłowni będzie rocznie przetwarzał: 300 000 - 350 000 ton kukurydzy, 60 000 - 80 000 ton gnojowicy oraz około 20 000 ton zbóż - głównie pszenicy. Część tej biomasy zakontraktowano u polskich rolników na przygranicznych terenach.
Kolejne tego typu parki bioelektrociepłowni powstaną między innymi w Forst oraz Gustrow.
To, co w dziedzinie rozwoju odnawialnych źródeł energii należy do priorytetowych zadań w Niemczech - szczególnie na bazie rolniczej biomasy - winno być również w Polsce strategicznym przedsięwzięciem w ramach bezpieczeństwa energetycznego kraju.
Według wariantowych studiów i analiz ekspertów, Polska może przeznaczyć do 2013 roku 1 mln ha gruntów rolnych pod uprawę roślin energetycznych dla ich przetwarzania na drodze beztlenowej fermentacji do biogazu. Jeśli na tej powierzchni będzie uprawiało się kukurydzę, to jej zbiory wyniosą około 50 mln ton/rok. Z tej masy roślinnej uzyska się 5 mld m3/rok biometanu. Nasz kraj w ramach zapewniania sobie bezpieczeństwa energetycznego nie może zrezygnować z tej szansy!
|
|
|
|
