DEZVOLTAREA SUSTENABILĂ A UNOR

PIEȚE DE ENERGIE TERMICĂ PENTRU

INSTALAȚII DE BIOGAZ ÎN EUROPA

www.biogasheat.org

PARTENERII PROIECTULUI BIOGASHEAT

WIP Renewable Energies, Germany

Energy Institute Hrvoje Požar, Croatia

Energy Efficiency Center SEVEn, Czech R.

Sogesca Srl, Italy

e7 Energie Markt Analyse GmbH, Austria

Danish Technological Institute, Denmark

SC Mangus Sol Srl, Romania

Euroheat & Power, Belgium

BIOGASHEAT COORDONATORULEkodoma, Latvia

Dr. Ilze Dzene [ilze@ekodoma.lv]

Co-funded by the Intelligent Energy EuropeProgramme of the European Union

Declinarea responsabilităţii: Întreaga responsabilitate pentru conţinutul acestui manual revine autorilor. Ea nu reprezintă neapărat opinia Comunităţii Europene. Nici EACI şi nici Comisia Europeană nu sunt responsabile pentru orice posibilă utilizare a informaţiilor conţinute în acest text.

Proiectul BiogasHeat este sprijinit de:

DEZVOLTAREA SUSTENABILĂ A UNOR PIEȚE DE ENERGIE TERMICĂ PENTRU INSTALAȚII DE

BIOGAZ ÎN EUROPA

www.biogasheat.org2

INTRODUCERE

Uniunea Europeană reprezintă liderul mondial în lupta cu schimbările climatice. Cu toate acestea, amenințările reprezentate de modi$ carea condițiilor climatice nu sunt singurul motiv al politicilor energetice ale U.E. Atenționările repetate cu privire la resursele limitate de energie fosilă ale continentului in% uențează deciziile strategice; în același timp, bugetele naționale sub presiune, diferența în ce privește puterea de cumpărare și prețurile în creștere la energie impunând acțiune concertată. Având în vedere toate acestea, nu este de mirare că principalele trei obiective ale U.E. sunt: sustenabilitate, independență, competitivitate.

Aceste trei obiective au fost și vor $ realizate de către un triumvirat de obiective, detaliate în așa-numita strategie EU2020. Această strategie își propune să atingă o creștere de 20% a energiilor regenerabile, o creștere de 20% a e$ cienței acestora și o scădere de 20% a emisiilor de gaz din Europa, comparativ cu 1990. Obiectivele 20-20-20 sunt, în prezent, în curs de revizuire, Comisia Europeană pregătind strategia EU2030. Într-un prim comunicat despre cadrul politic pentru climat și energie în perioada 2020-2030, Comisia și-a propus doar două obiective: unul vizează emisiile de CO

2, iar celălalt, energiile regenerabile. În mod o$ cial, acest fapt s-a datorat faptului că Directiva privind e$ ciența energetică a fost în

curs de revizuire, iar comunicatul nu ar trebui să prevaleze rezultatele reviziei. Cu toate acestea, cum unele state membre susțin, iar altele resping obiectivul e$ cienței, rămâne de văzut cum se va termina. Din punct de vedere sistematic, este necesară doar includerea celor trei obiective, iar utilizarea e$ cientă a resurselor reduse de carbon interne va ajuta U.E. să-și atingă obiectivele fundamentale.

Proiectul BiogasHeat sprijină îndeplinirea acestor obiective. Biogazul este o sursă internă de energie, iar folosirea acestuia ar scădea dependența Europei față de importurile cu combustibil. Utilizarea lui păstrează fondurile în interiorul Uniunii și generează venituri pentru fermieri, prin promovarea competitivității economiei europene. În același timp, sursele de energie regenerabile scad emisiile de CO

2 și distribuirea combustibililor

fosili. La acestea adăugându-se și utilizarea căldurii produse. Crescând e$ ciența unei instalații de biogaz înseamnă același rezultat cu mai puțin biogaz ars. În alte cuvinte, aceeași cantitate de biogaz poate înlocui o mai mare cantitate de combustibili fosili. Energia termică este surplus de energie, nu generează emisii de CO

2 în plus sau importuri și, în același timp, este complet regenerabilă. Prin înlocuirea combustibililor fosili cu

surplusul de căldură, emisiile de CO2 ar putea scădea considerabil, scăzând și dependența U.E. față de importurile de energie. Simultan, ajută la

furnizarea către clienți de energie mai ieftină și crește competitivitatea în viitor.

Pe scurt: BiogasHeat se potrivește perfect cu obiectivele energetice europene. Este o sursă de energie sustenabilă, națională și competitivă.

Proiectul BiogasHeat

Atât la nivel european, cât și la nivel mondial, producția și utilizarea biogazului crește considerabil datorită cererii crescute de energie regenerabilă ca substitut pentru energia fosilă. Majoritatea instalațiilor de biogaz industriale și din agricultură folosesc biogazul pentru producerea electricității în centrale termice și electrice. Totuși, în multe cazuri, energia termică din aceste centrale nu este folosită. Acesta este rezultatul concentrării pe scheme-suport cu privire la producerea electricității, neglijând utilizarea e$ cientă a energiei termice.

Această ine$ ciență în utilizarea energiei reprezintă un blocaj în producția actuală de biogaz, cauzând pierderi la nivel micro și macroeconomic și ridicând provocări în contextul creșterii competiției utilizării terenului. Proiectul BiogasHeat abordează problema utilizării energiei termice din instalațiile de biogaz în mod e$ cient la nivel european, național și de proiect. Astfel, un set de politici diferite, bune practici, testări în teren și măsuri de implementare a proiectului sunt dezvoltate și folosite. Acțiunile proiectului urmăresc o abordare complexă pentru dezvoltarea unei practici comune de utilizare a căldurii din instalațiile de biogaz, experții estimând investiții totale de 160 m euro până în 2020, ajungând la utilizarea 52.600 tone echivalent petrol/an de energie termică regenerabilă, corespondentul a 118.000 t CO

2

echivalent/an.

În cadrul proiectului, partenerii analizează condițiile pieței și barierele care conduc la recomandări cu privire la politici și schema-suport a factorilor de decizie. Experții în biogaz și actorii din piața energetică dezvoltă modele de afacere promițătoare și strategii antreprenoriale pentru utilizarea și recuperarea energiei termice provenită din biogaz. Capacitatea este construită din formare și structuri-suport, activitățile de diseminare avute în vedere motivând și sprijinind noi actori pe piața europeană pentru a demara afaceri în domeniu.

www.biogasheat.org4

Piața de biogaz în țările din cadrul BiogasHeat

Este o mare discrepanță în cadrul țărilor BiogasHeat între numărul de instalații de biogaz și capacitățile montate. Germania este producătorul principal în Europa, cu aproximativ 7.500 de instalații de biogaz, în timp ce piețele din Republica Cehă și Italia au înregistrat creșteri subtanțiale în sectorul biogazului în ultimii ani. Piețele din Austria și Danemarca, caracterizate printr-o multitudine de instalații de biogaz, au rămas stabile în ultimii ani, fără montarea unui număr considerabil de noi instalații de biogaz. O creștere semni$ cativă a fost înregistrată de Letonia în perioada 2011-2013, dar evoluția a fost îngreunată de ofertele noi pentru obținerea dreptului de garantare a prețului $ x care au fost sistate până la sfârșitul anului 2015. În ciuda unui mare potențial, activitățile referitoare la biogaz din Croația și România sunt încă limitate, cu excepția câtorva noi instalații de biogaz instalate.

România

1,400,10

12,00

7,80

2,40

11,80

Letonia

5,60

12,20

77,90

Danemarca

Austria

3,8018,20

185,50

31,7

39,40

303,80

Republica Cehă

Italia

364,70

772,00

Croația

11,40

123,80

Germania5.920,30

372,10

Gaz de fermentare a deșeurilor

Gaz de canalizare (urban și industrial)

Alte instalații de biogaz (instalații agricole, instalații de metanizare a deșeurilor urbane solide,

instalații de codiges$e centralizată)

Figura 1. Țările partenere din cadrul BiogasHeat cu producția primară estimată în Uniunea Europeană în 2012 (ktep); Sursa: Eurobserv’er – stadiul energiilor regenerabile în Europa – ediția 2013

Folosirea energiei termice în Europa și concepte

Dezvoltarea pieței în diferite țări este puternic in% uențată de cadrul legal și politic. Cea mai mare parte a energiei termice produsă este utilizată direct la fața locului pentru uscarea nămolurilor, încălzirea clădirilor și menținerea unei temperaturi optime în digestat. Vânzarea energiei termice în rețea este de dorit, dar presupune ca aceasta să $ e aproape de instalația de producție, iar de cele mai multe ori nu este posibil . În Danemarca, sistemele de termo$ care centralizată, ca și producția de CHP au fost puternic sprijinite de către Guvern. Biogazul este folosit mai ales pentru instalațiile de codigestie descentralizate, unde biogazul înlocuiește gazul natural, $ ind energia termică folosită în sistemul centralizat. Germania s-a concentrat mai ales pe maximizarea producției de electricitate sprijinită de prețul $ x, dar o dată cu introducerea câtorva amendamente legislative, această situație s-a schimbat, în special pentru noile instalații, din moment ce, a fost introdusă recent obligația de a folosi energie termică în procent de 60%. În plus, Austria și Republica Cehă au introdus măsuri pentru creșterea utilizării energiei termice din piața biogazului. Mai mult, în unele țări, energia termică folosită în instalații de biogaz nu a fost încă luată în considerare de legislație. În prezent, aceste țări se concentrează pe dezvoltarea unui cadru legal pentru piețele de biogaz nou apărute, pentru a stabili un număr critic de instalații de biogaz. Legislația referitoare la utilizarea e$ cientă a energiei termice poate $ introdusă într-o etapă viitoare. În general, starea actuală a utilizării energiei termice în instalațiile de biogaz nu este satisfăcătoare. Deși o parte din aceasta este folosită pentru scopuri proprii și procese interne, utilizarea biogazului în scop comercial este rară, cu toate că există un potențial uriaș.

Există o varietate de concepte ale utilizării instalațiilor de biogaz. Implementarea unui concept de utilizare a energiei termice optime într-o instalație de biogaz depinde de mulți factori ca: amplasamentul instalației de biogaz, distanța față de potențialii consumatori și cererea de energie termică. Energia termică din instalații de biogaz poate $ folosită pentru încălzire, uscare sau răcire, dar și pentru producția adițională de electricitate, $ ecare dintre aplicații necesitând o evaluare locală la nivel de proiect.

1 Eurobserv’er – stadiul energiilor regenerabile în Europa – ediția 2013

Încălzire

Termoficare

Hale pentru creșterea animalelor (pui,

porci...)

Sere

Acvacultură

Transportul căldurii în containere

Încălzirea pentru alte scopuri

Uscare

Butuci de foc, surcele și pelete

Produse agricole

Digestatul și nămolul de epurare

Răcirea

Răcirea centralizată

Clădiri

Hale pentru creșterea animalelor

Climatizarea adăposturilor pentru depozitarea alimentelor

Procesul de răcire

Producția de

electricitate

Producția adițională de electricitate cu ajutorul Ciclurilor Clausius-Rankine (CRC), Ciclului Organic Rankine (ORC) sau a Ciclului Kalina

Tabelul 1. Prezentarea principalelor opțiuni de utilizare a energiei termice

Mai multe informații despre conceptele utilizării energiei termice pot & găsite în Manual despre utilizarea durabilă a energiei termice rezultate în instalațiile de biogaz disponibil la http://www.biogasheat.org/documents/

www.biogasheat.org6

Exemple de bune practiciÎncălzirea serelor în Rumbula, Letonia

Gazele de fermentare a deșeurilor de origine urbană și industrială sunt utilizate pentru producția de electricitate și termo$ care. În total, 80% din energia termică este utilizată pentru încălzirea birourilor, in$ ltrarea reactorului, pregătirea apei calde menajere și încălzirea complexului de sere. Acest complex are o suprafață de 3625 m2.

Încălzirea centralizată pentru cartierul rezidențial din Margarethen am Moos, Austria

Puterea instalației este de 1.2 MW. În jur de 10% din căldura produsă este folosită pentru încălzirea digestatului. Căldura rămasă este furnizată clienților (120 familii) pe o distanță de 3,5 km de rețea. În plus, biogazul îmbunătățit este injectat în rețeaua de gaz natural și este vândut la o benzinărie locală.

Furnizarea energiei termice la un centru SPA din Trebon, Republica Cehă

Majoritatea biogazului produs este transportat printr-o conductă de biogaz de 4,3 km lungime la un centru SPA din oraș, unde o instalație nouă de biogaz, cu ardere în unități de cogenerare (CHP) de 844 kWel furnizează energie termică centrului (pentru încălzirea spațiului, apă caldă, o piscină de dimensiuni mari) și unui complex rezidențial de apartamente. Două acumulatoare de căldură cu un volum total de 200 m3 au fost instalate pentru a onora cererea de energie termică.

Energie termică pentru o fabrică de conserve din Niederdorla, Germania

Două instalații de biogaz cu capacitatea de 500 KWel furnizează energie termică unei fabrici de conserve, amplasată în apropiere. Energia termică este utilizată în procesul de producție a aburului, pentru producția conservelor de legume și fructe, dar și pentru gemuri. În plus, energia termică este utilizată pentru încălzirea spațiului de producție. În total, aproape jumătate din necesarul de combustibil pentru încălzire (cca. 1 milion litri/an) este înlocuit de energia produsă de două instalații de biogaz. În prezent, din cauza aburului produs în mod inconsecvent, în jur de 70% din energia termică este utilizată.

Instalația de biogaz Lemvig, Danemarca – tratează produse reziduale organice și dejecții de la aproximativ 75 de ferme. Principalul obiectiv al construcției a fost să trateze gunoiul de grajd provenit din ferme pentru a proteja mediul înconjurător. În același timp, consumatorii de energie termică din Lemvig estimează costul energiei termice provenită din biogaz ca $ ind cu 45% mai mic decât cel provenit din energia termică produsă de gaze naturale.

Instalația ORC din Valovice, Republica Cehă– tehnologia ORC este folosită pentru generarea electricității din deșeuri, energie ce este produsă prin ardere în unități de cogenerare. Cu ajutorul echipamentului ORC cu o capacitate de 100 kW, generarea adițională de energie ajunge la 740.000 kWh/an.

PENTRU MAI MULTE EXEMPLE ACCESAȚI - www.biogasheat.org

Scurtă descriere a țărilor

Austria

Piața biogazului din Austria are un istoric agricol și urmărește o producție de biogaz relativ la o scară mică și descentralizată. În medie, instalațiile de ardere în unități CHP au o capacitate de aproximativ 250 kWel pe instalație de biogaz. După deducerea de 20% din energia termică, necesară la încălzirea fermentatorului, este disponibil un potențial de energie termică de 530 GWhth. În conformitate cu a$ rmațiile experților, motivul principal pentru producția de biogaz din Austria este obținerea tarifelor pentru electricitate verde. Cu toate acestea, în multe dintre cazuri, acesta ar $ putut duce la maximizarea producției de electricitate verde în detrimentul utilizării e$ ciente a energiei termice și a producției de energie. De asemenea, locația instalațiilor de biogaz s-a dovedit a $ o variabilă crucială. In unele cazuri, alegerea locației nu a fost optimă și numai o mică parte din energia termică poate $ folosită.

Astfel, furnizarea cu energie termică în exces este realitatea din unele piețe locale. Conexiunea dintre instalațiile agricole de biogaz deja existente și rețeaua de termo$ care centralizată pentru a injecta energia în exces este limitată. În prezent, operatorii din instalațiile de biogaz austriece mizează pe utilizarea e$ cientă a energiei termice la fața locului din moment ce multe dintre acestea sunt amplasate în zona rurală. Alegerile frecvente sunt: încălzirea gospodăriilor din apropiere, încălzirea halelor pentru creșterea animalelor și uscarea diferitelor comodități agricole (ex. cereale, fân sau tocătură de lemn) cu costuri de investiție scăzute. Dacă energia termică este utilizată e$ cient, operatorii instalațiilor de biogaz vor obține prin arderea în unități de cogenerare bene$ cii. Prețurile la energia termică sunt de 10 ori mai mici în comparație cu tarifele pentru subvențiile de electricitate verde. Promițătoare sunt însă combustia biogazului brut în sateliți de ardere în unități de cogenerare și trecerea la biometan.

Partenerul proiectului e7 realizează în prezent testări de teren în vestul Austriei. Așadar, instalația de biogaz obține asistență completă cu implementarea reală a modelului de afacere a utilizării energiei termice. Instalația deja existentă este localizată în apropierea consumatorilor mari de energie. Cu toate acestea, calitatea și cantitatea de energie termică nu sunt potrivite – capacitatea instalației este de 60 kWel – pentru furnizarea de energie termică e$ cientă pe o distanță mai mare de 1,5 km. Prin urmare, diferite soluții la fața locului sunt subiectul comparației costuri-bene$ cii. Testul pe teren va $ încheiat în toamna anului 2014.

Figura 2. Construcție artizanală pentru uscarea fânului

www.biogasheat.org8

Republica Cehă

Cele mai multe instalații de biogaz montate în ultimii ani au fost plani$ cate și construite numai pentru generarea de energie, utilizarea energiei termice $ ind inexistentă sau într-o mică măsură prezentă, deseori limitată la fermele agricole. O nouă lege care prevede sprijin public pentru SER a fost adoptată în 2012 și prevede cerințe rezonabile pentru utilizarea energiei termice pentru instalațiile noi de biogaz începând cu 2014. Între timp, cu toate acestea, suportul operațional pentru electricitate provenită din SER (cu excepția hidrocentralelor mici) a fost sistat. Singura schemă de suport operațional care este încă în vigoare se referă la bonusul verde pentru electricitate provenită din arderea în unități de cogenerare-CHP (valabil numai pentru instalațiile noi cu capacitatea până la 550 kW

el), dar nu este su$ cient pentru a face noile instalații fezabile din punct de vedere

economic, deși în prezent nu există vreo instalație de biogaz plani$ cată.

Proiectele noi pentru creșterea utilizării energiei termice provenite din instalații de biogaz existente trebuie să $ e bazate exclusiv pe veniturile din vânzarea de energie termică. Sunt zeci de locații ale instalațiilor de biogaz în apropiere pentru a face legătura dintre apa caldă și consumatorii potențiali (facilități mari de sănătate sau sisteme de încălzire centralizată) și care pot furniza căldură la un preț competitiv, în comparație cu boilerul pe gaz natural. Cu toate acestea, asemenea planuri concurează cu noi sisteme de ardere în unități de cogenerare-CHP de gaz natural care încă primesc un mai mare sprijin operațional.

Furnizarea de energie termică din instalația de biogaz din Žamberk

Instalația de biogaz a fost montată în 2011, la o fermă din apropierea orașului Žamberk din estul Boemiei, $ ind în proprietatea $ rmei KAVEMA care a creat-o în acest scop. Capacitatea sa din prezent este de 1,75 Mwel și 1,8 MWth. Potențialii clienți pentru energia termică sunt: 1) Spitalul Albertinum situat la aproximativ 2 km de instalație și 2) sistemul centralizat de termo$ care la aproximativ 4 km de instalație. Ambele variante sunt fezabile din punct de vedere tehnic, iar capacitatea instalației de biogaz este su$ cientă pentru a furniza energie ambilor clienți. Spitalul Albertinum organizează în acest moment (septembrie 2014) o licitație publică pentru furnizarea de energie termică. Dacă va câștiga KAVEMA, legătura va $ făcută în 2015, iar furnizarea energiei termice va putea începe în 2016.Sistemul de încălzire centralizată în oraș este deținut de către municipalitate și operat de către o companie din oraș (SBŽ). Acest sistem include două zone separate de furnizare, cu instalații cu boiler centrale și mai multe clădiri mai mari cu boiler intern. Recomandarea unui studiu de modernizare este interconectarea a două sisteme insulare și câteva clădiri care vor crea un sistem de termo$ care (DH) cu un consum anual de 5,5 GWh/a. Pe lângă măsurile referitoare la sistemul de distribuție, au fost analizate și unele opțiuni de reducere a costului generării de energie termică. Noi cazane cu condensare vor $ montate, pe lângă o sursă alternativă: gaz metan ars în unități de cogenerare-CHP, instalație de boiler pe biomasă sau furnizarea energiei termice din instalația de biogaz. Dacă ultima opțiune este aleasă, KAVEMA va monta conducta de apă caldă și transferul de energie la sistemul de termo$ care (DH), iar SBŽ va acoperi doar costurile integrării acestei surse (conducte la instalația de cazane și acumulatorii de agent termic). Construcția va $ programată în cel de-al doilea stadiu de modernizare al sistemului de termo$ care (DH), în 2016.

Capacitatea totală de energie termică a

instalației 1.8 MW

th

Furnizarea de energie termică posibilă către Albertinum 1.25 GWh/a

Furnizarea de energie termică posibilă către sistemul de termoficare (DH) 4.7 GWh/a

Tabelul 2. Date tehnice de bază pentru Žamberk

Croația

În prezent, principala motivație pentru funcționarea unei instalații de biogaz este producerea electricității. În majoritatea cazurilor, utilizarea de energie termică are aplicabilitate în uscare și sere. Doar recent, primele implementări de sisteme ORC s-au conturat și în biomasă. Aceasta s-ar putea dovedi cel mai promițător model de afacere pentru viitoarea fragmentare a peisajului și concentrarea principalelor industrii și a locuitorilor în câteva mari orașe.

Landia Tordinci d.o.o - o instalație de biogaz de 1MWel

deja existentă analizează conceptele utilizării energiei termice

Unități de cogenerare a biogazului deja existente

Capacitatea totală de energie termică a instalației

1.071 kW

Producția planificată de energie termică 8.780.000 kWh/a

Consumul anual propriu de energie termică

1.777.950 kWh/a

Puterea electrică maximă a unității 110 kW

Puterea de lucru în opțiunea II a unității ORC

85 kW

Producția maximă adițională a energiei electrice

902.000 kWh

Producția adițională de energie electrică în opțiunea II

697.000 kWh

Instalația de biogaz a fost construită într-una din cele mai moderne ferme de vite din Croația. Cel mai potrivit concept de utilizare a energiei termice a fost identi$ cat ca $ ind instalația Ciclu Rankine Organic – ORC pentru transformarea căldurii reziduale în energie electrică. Două variante posibile ale sistemelor ORC au fost luate în considerare:

I.) Analizarea energiei ridicate a instalației a fost demarată pentru a folosi maximul de căldură reziduală pe perioada întregului an.II.) Funcționarea unității de cogenerare în punctul de operare mai mic decât cel nominal a fost luată în considerare, iar diferența a fost înlocuită cu o unitate ORC, astfel micșorându-se substratul de materie primă (silozuri de porumb) și astfel scăzând costurile pentru materia primă și pregătirea ei.

Rezultatele analizei au înregistrat pro$ tabilitatea investiției doar în cea de-a doua situație, datorită faptului că $ ecare creștere a rezultatelor instalației duce la o scădere a prețului de cumpărare a electricității.

Tabelul 3. Date tehnice a unității de cogenerare și unitatea potențială ORC:

www.biogasheat.org10

Danemarca

În prezent, aproximativ toate instalațiile de biogaz daneze se bazează pe co-producția (și utilizarea) de electricitate și energie termică. Cu toate acestea, din ce în ce mai mulți factori interesați danezi se concentreează pe îmbunătățirea biogazului prin injecția ulterioară a rețelei de gaze naturale pentru a crește și optimiza producția de biogaz.

Lim& ordens Bioenergi – optimizarea utilizării energiei termice

Acest proiect are ca scop îmbunătățirea producției de energie termică din instalația Lim> ordens Bioenergi. Instalația este centralizată și a fost montată în 2009. Astăzi, biogazul este folosit într-o unitate de cogenerare cu o capacitate de 1,4 MW și 1,65 MW. Producția totală de electricitate este vândută direct rețelei publice. Producția de energie termică provenită din cogenerare este utilizată în procesul de încălzire și pentru termo$ carea centralizată prin instalația Sdr. Herreds de ardere în unități de cogenerare-CHP, unde este folosit și gazul natural. Proiectul va implica operarea și construcția unei instalații de biogaz modernizată și o conductă de gaz pe o distanță de 1,8 km de la instalație până la rețeaua de gaze naturale, dar și o instalație cu lemne pentru a acoperi totalul energiei termice produsă de instalația de biogaz. Cel mai probabil, biogazul îmbunătățit (biometanul) ar putea $ livrat către rețeaua de gaze naturale la 0,93 €/m3 biometan îmbunătățit, din moment ce, la valoarea biogazului în prezent (0,45 €/m3 biogaz calculat ca 100% metan) este adăgat și costul de îmbunătățire și energia termică alternativă (0.48 €/m3). Și acesta este pus în comparație cu prețul gazului natural de aproximativ 0.99 €/m3.

Proiectul va avea ca rezultat reducerea emisiilor după cum urmează:

Emisii: 198 kg/MWh x 12.500 MWh= 2475.000 kgOxizi de azot: 2.9 kg/MWh x 12.500 MWh = 36.250 kg

Italia

Italia este un important producător de energie provenită din biogaz: la sfârșitul anului 2013 Italia ocupa locul al treilea în lume pentru producție (cu 4,5 miliarde de euro investite, mai mult de 1000 de instalații agricole cu materie primă, cu 900 MW capacitate și 12.000 muncitori în domeniu). O creștere puternică și necontrolată a sectorului, în special în ceea ce privește instalațiile de mari dimensiuni (999 kW) s-a înregistrat în perioada 2009-2012, datorită prețului $ x favorabil: niciun bene$ ciu nu era luat în considerare pentru utilizarea energiei termice, deci majoritatea instalațiilor trebuiau să-și îmbunătățească e$ ciența. Începând cu 2013, operatorii din sector s-au confruntat cu un cadru legal care favorizează instalațiile mai mici alimentate cu produse agricole. În prezent, Consorțiul Biogaz din Italia conduce o campanie de responsabilizare pentru facilitarea accesului instalațiilor din „pima generație” la certi$ catele albe în cazul în care operatorii vor face investiții în îmbunătățirea e$ cienței.

Rezultatul este că multe instalații de mari dimensiuni din zona rurală produc doar energie electrică: una dintre posibilele soluții ar $ creșterea producției de energie prin instalarea echipamentului Ciclu Rankine Organic. E$ ciența nu este foarte ridicată (în jur de 7%), dar alte utilizări ale energiei termice sunt destul de di$ cil de implementat din cauza locației acestora și al caracterului sezonier din nordul Italiei: probabil una dintre alternativele pe tot timpul anului ar $ uscarea digestatului.

Posibilitatea studiată în Italia, în testările de teren, a fost instalarea ORC și diminuarea puterii maxime de ardere în unități CHP pentru a nu depăși 1000 kW, maximul admis pentru alimentare și, prin urmare, scăderea costurilor pentru sursa de intrare și dispunerea digestatului.

Pro$ tabilitatea economică a intervenției este foarte clară, dar provocarea este obținerea drepturilor și continuarea primirii prețului $ x și, de asemenea, certi$ catele albe.

www.biogasheat.org12

Germania

În Germania, Biogazul este produs de mai mult de 7.850 instalații de biogaz. Pentru o perioadă îndelungată, instalațiile s-au concentrat pe producția de electricitate. Așadar, Legea energiei din surse regenerabile din 2009 (CEE 2009) a introdus un bene$ ciu de ardere în unități de cogenerare-CHP pentru utilizarea energiei termice. Optimizarea economică și ecologică a instalațiilor de biogaz au devenit motivul principal pentru utilizarea energiei termice în instalațiile de biogaz. Operatorii instalațiilor de biogaz au început să ia în considerare diferite concepte de utilizare a energiei termice, cum ar $ : termo$ carea centralizată și răcirea sau uscarea tocăturii de lemn. Legea energiei din surse regenerabile din 2012 (EEC 2012) a introdus obligația de a utiliza energie termică în procent de 60%, iar bene$ ciul a fost anulat. Aceasta înseamnă că operatorii noi de instalații de biogaz trebuie să ia considerare conceptele utilizării energiei termice deja în stadiul de plani$ care a unei instalații de acest gen. Energia termică poate $ utilizată pentru procesele industriale, atât timp cât cererea de energie termică este constantă (pe parcursul întregului an), iar totalul energiei termice utilizate este foarte ridicat (poate $ chiar și întreaga utilizare a energiei termice). Opțiuni interesante sunt mini-rețelele de termo$ care

Figura 3. Silozuri și digestat de la Instalația de biogaz Fischer & Jehle GmbH (fotogra& e de D. Rutz, WIP)

Figura 4. Conductele (fotogra& e de D. Rutz, WIP)

pentru încălzirea locuințelor sau uscarea rumegușului sau a altor materiale.

Instalația de biogaz Fischer & Jehle GmbH – implementarea mini-rețelei de termo* care

Instalația de biogaz Fischer & Jehle GmbH cu o capacitate de 380 kW și 424 kW este operată mai ales cu culturi energetice sau gunoi de grajd. Instalația produce electricitate în jur de 3.223.878 kWh și energie termică de 3.682.056 kWh pe an. Energia termică include și încălzirea locuinței fermierului și clădirile din apropiere, dar și uscarea buștenilor.

Motivul principal al operatorului instalației de a investi într-o mini-rețea de termo$ care a constat în pierderea energiei termice din instalația de biogaz fără rost. Pentru a face față cererii maxime de energie termică, capacitatea electrică a instalației a fost majorată de la 380 la 550 kW. Ca urmare, 31 de consumatori au fost conectați la mini-rețeaua de termo$ care. Lungimea $ nală a întregii rețele este de 1.280 m. Aceasta a fost pornită în vara anului 2014. Investiția totală a fost de aproximativ 235.000 €, iar timpul de amortizare este de 10 ani.

Letonia

Când prețul $ x pentru electricitate a fost introdus în Letonia, a fost unul dintre cele mai mari din Europa, iar alături de bursele de investiții au permis investitorilor în biogaz să pro$ te de pe urma instalațiilor de biogaz chiar și fără să aibă venituri din vânzarea energiei termice. Revizuirea sistemului suport existent, aplicarea unor noi taxe pe venit provenite din plățile primite din prețurile $ xe din electricitate și creșterea costurilor materiilor prime afectează serios fezabilitatea economică a instalațiilor de biogaz din Letonia. Găsirea unor noi modalități de venituri adiționale, de ex. vânzarea energiei termice, este esențială pentru domeniul biogazului în Letonia. Energia termică din prezent provenită de la instalațiile de biogaz este utilizată mai ales pentru încălzirea serelor sau pentru uscarea produselor lemnoase. Unele instalații de biogaz vând energie termică pentru termo$ carea centralizată sau industriilor mici din apropierea instalației, dar în cele mai multe cazuri o mare parte din totalul de energie nu este folosită. Cel mai promițător model de afacere din Letonia este montarea facilităților de uscare în zone rurale sau furnizarea de biogaz brut către un satelit de ardere în unități de cogenerare-CHP, amplasat în apropierea consumatorilor de energie termică.

Piejura Energy, Ltd – instalație de biogaz care ia în considerare mai multe opțiuni de utilizare a energiei termice Instalația de biogaz Piejūra Energy este amplasată în in Līvi, Nīca parish, Letonia. Cei mai apropiați consumatori de energie termică sunt o fabrică de procesare a peștelui a% ată la 50 m distanță și zona rezidențială din orașul Nīca, la distanță de aproximativ 1 km de instalație. În 2012, energia termică din instalația de biogaz era folosită doar pentru încălzirea fermentatorului. Intenția de a furniza energie termică fabricii de prelucrare a peștelui și/sau la orașul din apropiere pentru termo$ care centralizată a fost evaluată în cadrul proiectului BiogasHeat.

Informații tehnice:La o primă analiză a alternativelor propuse, furnizarea energiei termice atât fabricii de prelucrare a peștelui, cât și pentru termo$ carea centralizată a zonelor urbane din apropiere au fost selectate ca $ ind alternativele optime. Sistemul de termo$ care centralizat folosește buștenii ca și combustibil și nu este funcțional pe timpul verii. Furnizează numai încălzire pentru spații, nu și apă caldă pentru locuitori. În schimb, $ ecare locuință folosește încălzitoare electrice de apă. Pentru a crea su$ cientă cerere de energie termică în lunile de vară, restaurarea furnizării cu apă caldă de la instalația de termo$ care centralizată ar trebui luată în considerare. Proiectul BiogasHeat a recomandat inițierea unui studiu de fezabilitate cu privire la alternativele dezvoltării termo$ cării centralizate.Legăturile dintre instalația de biogaz și fabrica de prelucrare a peștelui au fost construite în 2013 (vezi Figura de mai jos). Fabrica de prelucrare a peștelui primește energie termică din ciclul de răcire a motoarelor de biogaz CHP și o folosește pentru a produce abur. Aburul este mai apoi utilizat pentru operațiunile de procesare. Cu toate acestea, proiectul BiogasHeat a recomandat un control amănunțit al energiei din fabrică. Un asemenea control profesionist ar oferi mai multe informații despre cererea de energie termică și ar permite optimizarea conceptului de utilizare a energiei termice din instalația de biogaz Piejura Energy.

Demararea operațiunii, anul 2012

Capacitatea electrică instalată, MW 2,2

Capacitatea energiei termice, MW 2,186

Producția totală de energie, MW/an 17.500

Cererea de energie termică pentru fermentator, MWh/an

3.000

Cererea de energie termică pentru fabrica de prelucrare a peștelui, MWh/an

5.280

Surplusul de energie termică disponibil și pentru alte utilizări, MWh/an

9.220

Figura 5. Construirea conexiunii dintre instalația de biogaz Piejura Energy și fabrica de prelucrare a peștelui (foto de: I. Dzene, Ekodoma)

www.biogasheat.org14

România

În acest moment, piața energiilor regenerabile în general și cea a biogazului în special se confruntă cu stagnarea și lipsa de dezvoltare. După un decalaj de doi ani la elaborarea legii SER, din martie 2013 Guvernul a decis să amâne plățile pentru un număr de certi$ cate verzi (în special fotovoltaice și eoliene) pentru perioada 2017-2020. A existat o reducere a schemei-suport pentru certi$ cate verzi, inclusiv pentru facilitățile deja existente. Schemele suport pentru energia provenită din biogaz și biomasă nu au suferit modi$ cări. Cu toate acestea, măsurile implementate au afectat în mod negativ și piața biogazului din cauza volatilității cadrului legislativ. Multe proiecte în stadii avansate au fost anulate în perioada 2013-2014. În schimb, s-a înregistrat o tendință pozitivă în ceea ce privește gradul de conștientizare în legătură cu oportunitățile oferite de biogaz în rândul fermierilor. Atât culturile energetice, cât și resturile agricole sunt clar identi$ cate ca oportunități de afacere, chiar dacă piața nu oferă pentru moment condiții concrete și favorabile unor noi investiții.

O tendință care promite este interesul proprietarilor (inclusiv organisme publice) instalațiilor de tratare a apei reziduale (WWTP) de a dezvolta facilități de biogaz în cadrul acestor facilități.

Un exemplu este stația de epurare a apelor uzate Buzău, unde facilitățile de biogaz construite se doresc a $ dotate cu un nou uscător de nămoluri, iar ansamblul rețelei de transport de agent termic de la stația de biogaz optimizată. Date tehnice referitoare la unitatea WWTP de biogaz:

3000 m• 3 pe ziDouă reactoare de biogaz• Capacitate instalată de 300 kWel• Izolarea condcutelor șia fermentatoarelor trebuie să $ e • îmbunătățită, iar recuperarea energiei termice din echipamentul de ardere în unități de cogenerare-CHP să $ e folosit în procesul de uscare a nămolurilor rezultate din procesul de tratare a apelor reziduale.

Testările în teren s-au concentrat pe evaluarea pierderilor de energie termică în procesul de producție, echilibrul dintre energia termică folosită în reactoarele de biogaz și utilizarea e$ cientă a energiei în exces în compartimentul de uscare a nămolurilor.

acest lucru și pentru a crește gradul de conștientizare al factorilor de decizie și al decidenților politici cu privire la valoarea energiei termice este primul pas către piețe de energie termică sustenabile în Europa. Ca urmare, condițiile mai bune, sprijinul $ nanciar și utilizarea cunoștințelor deja existente în domeniu pot avea un impact major asupra e$ cienței și securității energetice în Europa, dar și asupra situației veniturilor operatorilor de instalații și fermierilor.

ConcluziiPiețe• Piețele de biogaz ale țărilor din cadrul proiectului variază foarte mult• Piețele de energie termică din cadrul proiectului variază foarte mult

Blocaje – principalele motive pentru subdezvoltarea utilizării de energie termică sunt:• Lipsa conștientizării că energia termică poate $ utilizată• Lipsa cunoștințelor despre cum ar putea $ folosită energia termică• Condiții legale/politice nefavorabile

Cadrul legal• Cea mai de succes schemă-suport pentru biogaz se bazează pe prețul $ x• Pentru a stimula utilizarea energiei termice, sunt necesare cerințe legale pentru utilizarea sau e$ ciența acesteia, împreună cu o listă referitoare la opțiunile de utilizare• Schemele suport trebuie să $ e pe termen lung, de încredere și sustenabile

Opțiuni de utilizare a energiei termice• Instalațiile de biogaz diferă din punctul de vedere al mărimii și al capacității• Factori precum locația și furnizarea materiei prime joacă un rol important• Sunt o mulțime de opțiuni de utilizare a energiei termice• Opțiunea „cea mai bună” pentru $ ecare instalație trebuie să $ e rezultatul $ ecărui caz în parte – nu există o rețetă universală

Teste de fezabilitate/Afacere• Locația joacă un rol major în dezvoltarea biogazului și utilizarea energiei termice• Cea mai mare problemă pentru operatori este instabilitatea legală• Plani$ carea pe termen lung și contractele sunt necesare pentru o afacere de succes

Principalele trei utilizări ale energiei termice în viitor sunt:• Îmbunătățirea biogazului pentru injectarea rețelelor și pentru transport• Furnizarea de biogaz către un satelit de ardere în unități de cogenerare-CHP cu alimentarea ulterioară de energie termică• Producerea energiei adiționale

În concluzie, se poate a$ rma că sunt su$ ciente posibilități de utilizare a energiei termice pentru a găsi o soluție fezabilă din punct de vedere economic și ecologic pentru majoritatea instalațiilor de biogaz. O problemă majoră este lipsa aprecierii căldurii care rezultă într-un cadru legal nefavorabil. Pentru a schimba

Impressum

Editare și prezentare: Institutul pentru Energie Hrvoje Požar, Savska 163, 10000 Zagreb, CroațiaEkodoma, Strada Noliktavas 3-3, Riga, LV1010, LetoniaSursa fotogra$ ilor de la pagina 6:Fotogra$ e 1 www.a4d.lv/lv/plaukts/kp$ atbalsts-tematiskiem-rakstiem-la/Fotogra$ e 2 www.agrarplus.atFotogra$ e 3 Bioplyn Trebon s.r.o. brochureFotogra$ e 4 www.thueringen.deFotogra$ ile de pe copertă de D. Rutz, WIP

Co-funded by the Intelligent Energy EuropeProgramme of the European Union

Declinarea responsabilităţii: Întreaga responsabilitate pentru conţinutul acestui manual revine autorilor. Ea nu reprezintă neapărat opinia Comunităţii Europene. Nici EACI şi nici Comisia Europeană nu sunt responsabile pentru orice posibilă utilizare a informaţiilor conţinute în acest text.

Proiectul BiogasHeat este sprijinit de:

DEZVOLTAREA SUSTENABILĂ A UNOR

PIEȚE DE ENERGIE TERMICĂ PENTRU

INSTALAȚII DE BIOGAZ ÎN EUROPA

www.biogasheat.org

PARTENERII PROIECTULUI BIOGASHEAT

WIP Renewable Energies, Germany

Energy Institute Hrvoje Požar, Croatia

Energy Efficiency Center SEVEn, Czech R.

Sogesca Srl, Italy

e7 Energie Markt Analyse GmbH, Austria

Danish Technological Institute, Denmark

SC Mangus Sol Srl, Romania

Euroheat & Power, Belgium

BIOGASHEAT COORDONATORULEkodoma, Latvia

Dr. Ilze Dzene [ilze@ekodoma.lv]