✅ Kogenerácia - základy, ktoré stojí za to poznať. Čo je kogeneračná jednotka?
Lavínový nárast cien energie za posledné desaťročie, spojený s ekologickým tlakom týkajúcim sa ochrany klímy - bez ohľadu na to, či ide o problém vymyslený, ako tvrdia niektorí, alebo reálny, ohrozujúci Zem katastrofou - vyvoláva neustály rozvoj technológií OZE (obnoviteľné zdroje energie). Cieľom tohto rozvoja je získať prístup k lacnejšej energii a zároveň chrániť životné prostredie.
Tieto trendy jednoznačne nútia firmy zavádzať efektívnejšie systémy riadenia energie, inak môžu časom stratiť konkurencieschopnosť voči firmám z krajín s prístupom k lacnejšej energii. Tu prichádza na scénu kogenerácia, ktorá sa prispôsobuje týmto trendom, aj keď o kogenerácii vo všeobecnosti málokto počul. Čo je to kogenerácia, na čo slúži a kde sa používa - tým sa budeme zaoberať v nasledujúcom článku, pričom sa viac zameriame na použitie kogenerácie vo firme alebo podniku, kde sa používa oveľa častejšie ako v súkromných domoch.
✅ Ako funguje kogenerácia? Na čom spočíva princip?
Proces kogenerácie má za cieľ vyrobiť lacnú energiu - elektrickú alebo tepelnú. Často býva nazývaná aj skratkou CHP (z ang. combined heat and power), teda kombinované teplo a energia, čo do značnej miery napovedá, na čo slúži kogenerácia. Vo väčšine prípadov to má zabezpečiť oba druhy energie naraz.
Proces kogenerácie sa uskutočňuje pomocou špeciálnych zariadení, vybavených špeciálnymi podzostavami zodpovednými za výrobu energie, ktoré sa nazývajú kogeneračné jednotky alebo kogeneračné systémy. Vďaka spojeniu oboch procesov v jednom zariadení - tepelná energia, ktorá sa vytvára ako vedľajší produkt pri výrobe elektrickej energie - môže byť zachytená pomocou špeciálnych, pomerne veľkých výmenníkov tepla. Výmenníky na kogeneráciu nie sú obyčajné malé doskové výmenníky známe z našich plynových kotlov. Sú to väčšie zariadenia, ktoré sú schopné preniesť veľké množstvo energie napr. na vodu (teda maximálne zjednodušene - ohriať vodu). Môže to byť aj iné médium, ak je cieľom kogenerácie v danom podniku napr. ohrievanie iného média (môže to byť napríklad pasterizácia mlieka alebo iného produktu v potravinárskom priemysle). Teplá voda môže byť následne využitá buď na vykurovanie skladových hál alebo kancelárií. Je to takmer bezplatná energia, ktorá je jednoducho znovu využitá.
Bohužiaľ, zariadenia na kogeneráciu sú v súčasnosti natoľko drahé a zaberajú toľko miesta, že to nie je technológia, ktorá sa často používa v rodinných domoch. Technológia kogenerácie sa však vyvíja a kto vie, možno jedného dňa budeme mať malé kogeneračné jednotky v moderných domoch - aj keď už dnes sa tieto riešenia občas vyskytujú.
Momentálne sa kogenerácia používa v priemyselných závodoch - vo fabrikách, pri výrobe potravín (čo je dosť energeticky náročné), pri výrobe stavebných materiálov a podobne. Taktiež vo veľkých firmách s veľkými skladovými priestormi, ako sú logistické centrá - ktoré sú vďaka tomu efektívnejšie. Častým príkladom a skvelým miestom na použitie kogenerácie sú aj verejné plavárne. Okrem toho sa kogeneračné systémy používajú vo väčších hoteloch, nemocniciach a verejných budovách.
✅ Kogenerácia v dlhodobej perspektíve znamená zníženie nákladov a výhodu nad konkurenciou
Kogenerácia je efektívny systém, takže má niekoľko výhod. Predovšetkým v dlhodobej perspektíve sú podniky, ktoré ju zaviedli, energeticky efektívnejšie. V budúcnosti bude energia spotrebovaná podnikmi a jej cena hlavným faktorom, ktorý ovplyvňuje ceny. Firmy, ktoré ju zaviedli, získajú časom po návrate investície ďalšiu konkurenčnú výhodu.
Mnohé firmy po prechode na kogeneráciu dokázali znížiť nákupy elektrickej energie od verejných dodávateľov až o 50%. V kombinácii s fotovoltaickými panelmi - je to potenciálne systém, ktorý zásadne mení kalkuláciu nákladov vo firme, najmä ak ide o firmu spotrebúvajúcu veľké množstvo energie.
✅ Aká dlhá je návratnosť investície do kogenerácie?
To závisí od toho, koľko energie daná firma skutočne spotrebuje. Vzhľadom na ceny a rozmery kogeneračných jednotiek sa ich používanie v domoch neoplatí - a teda sa neoplatí ani v firmách, kde pracuje len počítač, tlačiareň alebo občas klimatizácia.
V podnikoch spotrebúvajúcich väčšie množstvo energie, napríklad v výrobných závodoch, sa investícia často vracia dokonca rýchlejšie ako pri dobre známych fotovoltaických paneloch. Často to býva niekoľko rokov - odhady sa pohybujú od 3 do 6 rokov, pričom 3 roky sú pravdepodobne optimistický variant. Treba však brať do úvahy ďalší rast nákladov na elektrinu a vykurovanie každý rok - a to treba zohľadniť.
V súčasnosti málo firiem čelí hrozbe potenciálnych výpadkov dodávok energie od verejných dodávateľov, ale pred niekoľkými rokmi počas pandémie a v prvom roku vojny na Ukrajine to mnohí ľudia zvažovali. Treba teda poznamenať, že kogenerácia je druh súkromnej elektrárne - môže fungovať mimo energetického systému štátu. Žiadne prerušenia dodávok elektriny nie sú schopné narušiť chod firmy, pokiaľ nie sú naozaj dlhodobé. Kogenerácia teda zvyšuje odolnosť firmy voči výpadkom dodávok energie, napríklad v dôsledku víchrice alebo búrok. Tým dáva firme nezávislosť.
Spojenie výroby elektriny a tepla v rámci jedného zariadenia spotrebuje menej paliva vzhľadom na množstvo získanej energie ako v prípade, keby sme to robili v rámci dvoch samostatných systémov. Menšia spotreba paliva znamená nielen zníženie nákladov, ale aj proces v súlade s ekologickými trendmi.
Ako vyzerá taká kogeneračná jednotka?
Nie každá je rovnaká. Je to súbor zariadení vyžadujúci rôzne množstvo miesta/priestoru a nie je možné na to odpovedať jednou vetou. Kogeneračná jednotka musí byť vybraná so špecializovanou firmou, ktorá na základe špecifík našej firmy navrhne vhodný systém.
☑️ V tomto momente odpovedáme - nie sme spojení so žiadnym výrobcom kogeneračných systémov a náš článok je nezávislý, nie je sponzorovaný. Neporúčame konkrétnu firmu.
Najčastejšie sa kogeneračné systémy opierajú hlavne o turbíny - parné alebo plynové, niekedy aj v kombinovanej forme (hybridnej).
Kogeneračne jednotky čerpáju energiu z rôznych palivových zdrojov, ktoré sa využívajú na súčasnú výrobu elektriny a tepla - podľa našich potrieb. Najčastejšie používanými palivami sú zemný plyn (tzv. plynová kogenerácia - Kogeneračná jednotka na plyn), ale môže to byť aj uhlie, biomasa, pelety a rôzne vykurovacie oleje. Niektoré firmy majú prístup k lacnejšiemu palivu určitého druhu, a preto je kogeneračný systém vyberaný individuálne podľa potrieb a možností danej firmy.
Ako funguje plynová kogenerácia?
Kogeneračnu jednotku na plyn si vezmeme ako príklad. V prípade systémov čerpajúcich zemný plyn je toto palivo spaľované v plynových motoroch alebo plynových turbínach, ktoré poháňajú generátory elektriny. V tomto procese vzniká aj teplo (to už vieme), ktoré sa obnovuje a opätovne využíva na vykurovanie budov, výrobu technologickej pary alebo v systémoch centrálneho vykurovania. Často aj na oboje naraz.
Využitie uhlia alebo biomasy či peliet v kogeneračných systémoch sa zvyčajne uskutočňuje v parných kotloch, kde para poháňa turbíny, čím sa vyrába elektrina, a odpadové teplo sa využíva podobným spôsobom. Vďaka tomu sú kogeneračné systémy energeticky efektívnejšie, pretože maximálne využívajú dostupné palivá a zároveň znižujú emisie škodlivých látok do atmosféry.
✅ Koľko stojí kogeneračná jednotka alebo kogeneračný systém pre podnik?
Bohužiaľ, naša odpoveď môže byť sklamaním, pretože nie je možné na túto otázku rozumne odpovedať - nakoľko sú systémy veľmi rôznorodé a ich veľkosť a výkon musia byť prispôsobené špecificky pre firmu. Jedinou možnosťou je obrátiť sa na firmu, ktorá ponúka kogeneračné riešenia a predstaviť jej potreby firmy. Je dôležité, aby boli založené na rozumných údajoch o spotrebe energie, a nie na odhadovaných údajoch. Stojí za to mať tu aj údaje o energetických stratách budovy a mať aspoň minimálne premyslenú energetickú stratégiu firmy, ktorá začína tým, že vieme, na čo chceme staviť predovšetkým - či na zlepšenie účinnosti a efektívnosti vykurovacieho systému firmy alebo na efektívnosť v získavaní elektrickej energie. Až potom - ak narazíme na vhodného poradcu - nám bude predložený rozumný rozpočet. Všetky ostatné informácie o očakávaných nákladoch, bez zoznámenia sa s potrebami a špecifikami firmy, treba považovať za veštenie.
Nedostatočné dimenzovanie výmenníka tepla - čo to znamená v praxi? Predimenzovanie výmenníka tepla - na čo to slúži? Tepelná izolácia doskového výmenníka tepla - je potrebná? Mení to niečo reálne? Aký výmenník tepla na bazén? Ako vybrať výmenník tepla pre plynový kotol?
Leave a comment