sinergii între energiile regenerabile şi cogenerare · 2018-07-03 · ambelor tipuri de energie...

Sinergii între energiile regenerabile şi

cogenerareMihail Ketov, 12 iunie 2018, Bucureşti

Sinergii între energiile regenerabile şi cogenerare | 12.06.2018 | Mihail Ketov

Obiectivele politicii climatice conduc la tranziţia energetică

Introducere 1

Utilizarea pe scară tot mai largă a surselor de energie regenerabile (SER)

Obiectivul Germaniei: O pondere de 50% a SER în consumul de energie electrică în 2030

În special surse intermitente, cum ar fi vântul şi soarele

➔ Cantităţile tot mai mari de SER trebuiesc integrate pe piaţa energiei electrice

0

50

100

150

200

250

300

Referinţă A B C B

nucleară lignit antracit gaze naturalepetrol stocare pompă convenţionale diverse eoliană continent.eoliană marină solară biomasă hidroSER div. vârf sarcină

GW

Scenarii de dezvoltare a sistemului de furnizare a energiei electrice

(conform operatorilor sistemului german de transport al energiei

electrice)

2012 2030 2035

Sursa: planul de dezvoltare a reţelei 2017

Sursa: IAEW

eolianăsolară


Costul energiilor regenerabile are o tendinţă de scădere

Introducere 2

Licitaţiile pentru capacităţi SER în Germania (obligatorii începând de la 750 kW)

Licitaţie cu preţ diferenţiat (pay-as-bid) în ordinea de merit a ofertelor (nivelul subvenţiei

şi capacitatea)

Ofertele cu nivelul cel mai mic al subvenţiei câştigă până se ajunge la capacitatea totală

Capacitate totală bazată pe obiectivele de extindere pentru fiecare tehnologie

Se organizează de trei ori pe an din 2015

➔ SER se apropie de pragul de rentabilitate, astfel încât subvenţiile nu mai sunt necesare

9,28,5

8,07,4 7,3 6,9 6,6

5,74,9

5,7

4,33,4

0

2

4

6

ct/kWh

10

Rezultatele medii ale licitaţiilor pentru energie solară şi eoliană continentală în Germania

Solar PV Wind onshore auctions2015 2016 2017

Sursa: TenneT Market Review 2017


Comparare a aportului SER în Germania în 2015 şi 2030 – săptămână reprezentativă

În viitor, producţia SER

1. va depăşi cererea

2. va lipsi complet timp de până la două săptămâni

➔ Generarea oscilantă şi aleatorie a SER trebuie compensată

➔ O capacitate de generare flexibilă şi sigură este esenţială pentru a acoperi diferenţa

oscilantă dintre cerere şi aportul SER (sarcina reziduală)

0

20

40

60

80

Generarea intermitentă de energii regenerabile necesită flexibilitate

Introducere 3

0

20

40

60

80

Windenergie Photovoltaik Nachfrage

GW

furn

izare

/ s

arc

ină

2015

GW

2030

cerere

L M M J V S D L M M J V S D

eoliană solară


Opţiunea pentru flexibilitate: Cogenerarea (CHP)

Staţiile de cogenerare produc simultan energie termică şi electrică

➔ Randament total ridicat, ca urmare a folosirii

ambelor tipuri de energie (până la 90 %)

Reducerea competitivităţii termocentralelor

ca urmare a ponderii mari a SER cu costuri

marginale reduse

Creşterea eficienţei prin folosirea căldurii

Venituri suplimentare din vânzarea de energie

termică

Obiectivul guvernului german:

25% energie termică produsă prin cogenerare

➔ Cogenerarea va coexista cu SER în perioada de tranziţie

0%

5%

10%

15%

20%

25%

Cota de energie termică produsă prin cogenerare de termocentrale în Germania

Cogenerarea ca modalitate de generare eficientă

Introducere 4

Intrări şi ieşiri

CHPenergie electrică

energie termică

combustibil

Sursa: Eurostat şi BMWi

ob

iec

tiv

ul p

en

tru

vii

tor

eficienţă

ridicată

0%


Capacitate instalată de cogenerare

Producţia de energie electrică şi

termică prin cogenerare a crescut în

Germania

➔ Cogenerarea se dezvoltă în paralele

cu SER

Cogenerarea pe ţări în Europa

Tehnologie utilizată pe scară largă

Instalată pentru utilităţi atât ca termoficare,

cât şi pentru aplicaţii industriale

➔ Germania are cel mai mare volum absolut de cogenerare din Europa

CHP în Germania şi Europa

Analize 5

0

20

40

60

80Cogenerarea de energie electrică (2015)

Sursa: EurostatTWhel

a

40

50

60

70

80

90

100

22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38

en

erg

ie te

rmic

ă

energie electrică

Dezvoltarea capacităţii de cogenerare în Germania

2009

20102011 2012

2013

GWel

GWth

Sursa: Eurostat

0

0

2014

2015


Aplicaţii ale cogenerării în încălzire pentru

procese tehnologice

Procese cu abur până la 500 °C

Procese cu apă caldă

Răcire

➔ Utilizată în principal în industria chimică,

a hârtiei şi alimentară

➔ Sunt disponibile diferite tehnologii, în funcţie

de aplicaţie

Aplicaţii industriale ale cogenerării în Germania

Analize 6

0

10

20

30

40

50

Aplicaţii ale cogenerării în industria germană (2011)

CHP (own generation)heat network

TWhth

a

Sursa: Bundesverband Kraft-Wärme-Kopplung e.V.

010203040506070

0,001 0,01 0,1 1 10 100 1000

Brennstoffzellen (BZ) Gasmotoren (GM)

Mikrogasturbinen (MGT) Gasturbinen (GT)

Dampfturbinen (DT) Gas- und Dampfturbinen (GUD)

Tehnologii disponibile

ran

da

me

nt e

lectr

ic

putere electrică

%

MW

condensare extracţie

recuperare căldură

contrapresiune

celulă combustibil (CC)

microturbină gaze (MTG)

turbină cu abur (TA)

motor gaze (MG)

turbină gaze (TG)

turbină gaze ciclu combinat (TGCC)

TG

TGCC

TACC

MTGMG


Cererea de energie termică

Depinde de consumatorii de energie termică

racordaţi, de temperatură şi moment

➔ Cererea de energie termică trebuie acoperită în orice

moment

Oferta de energie termică

Unităţile de cogenerare furnizează simultan energie

termică şi electrică

Transformarea energiei electrice în energie termică

(PtH) pentru vârfurile de sarcină, cu consum de

energie electrică

Stocarea energiei termice pentru a egala cererea

➔ Portofoliul de generare de energie termică asigură un

anumit grad de libertate în angajarea unităţii

➔ Flexibilitate în generarea energiei electrice (cogenerare)

şi consumul de energie electrică (PtH)

Cogenerarea ca o componentă a portofoliilor de generare a energiei termice

Analiză 7

hidro/thermo sarcină electrică

stocare

energie

termică

numai energie

termică

sarcină

termică

portofoliu energie termică

. . .

. . .

. . .

CHP

. . .

PtH

. . .

SER

Sector interconectat al

energiei electrice şi termice


Încălzire industrială

Încălzire tehnologică independentă de

temperatură

Consum la scară mare

➔ Grad ridicat de valorificare şi siguranţa

furnizării datorită unităţilor alternative de

generare

Termoficare

În special în mediul urban

Consumatorii sunt în principal micile

companii şi gospodăriile private

➔ Cererea oscilantă conduce la un grad mai

scăzut de utilizare şi asigurare a

capacităţilor de rezervă

➔ Ambele tipuri se pot dovedi flexibile

Portofoliile de energie termică în Germania

Analiză 8

Portofolii de energie termică

de scară mare

industrie termoficare ~31 PJth/a


Integrarea SER şi stimulentele pieţei

Cogenerarea şi PtH folosite pentru a acoperi cererea de energie termică

Aportul SER depăşeşte cererea

→ PtH profită de supraproducţia SER

→ Capacitate pentru sarcinile reziduale pozitive şi negative

→ Cererea de flexibilitate va genera stimulente corespunzătoare pe piaţa energiei

electrice

➔ Integrarea SER prin folosirea de cogenerare li PtH flexibile

➔ Cogenerarea şi SER se completează reciproc

Acoperirea sarcinii reziduale cu cogenerare şi PtH

Flexibilitate 9

Supraproducţie SER

ge

n. e

ne

rg. e

l.

cerere SER PtH

Lipsă SER

ge

n. e

ne

rg. e

l.

cerere SER CHP

Aportul SER lipseşte

→ Cogenerarea acoperă decalajul

faţă de cerere


Introducere

Aportul intermitent şi aleatoriu al SER duce la nevoia de flexibilitate

Analiză

Cogenerare cu randament total ridicat datorită valorificării producţiei de energie electrică

şi termică

Randament de până la 90 %

Germania are cel mai mare volum de cogenerare din Europa

Cogenerarea va coexista cu SER

Cogenerarea pentru furnizarea energiei termice utilizată în principal în industria chimică, a hârtiei

şi alimentară

Diversitate de tehnologii pentru diferite aplicaţii în producţie

Flexibilitate dată de cogenerare în producerea energiei electrice şi de PtH în consum

Flexibilitate

Piaţa energiei electrice va reflecta cererea de flexibilitate prin stimulente de preţ

Cogenerarea şi SER se completează reciproc

Principalele aspecte de reţinut

Rezumat 10

Institutul pentru Sistemele şi Economia Energiei Electrice (IAEW)Universitatea RWTH Aachen

Mihail Ketov, M.Sc.Mobil: +49 (0)162 80 252 88Mail: [email protected]: www.iaew.rwth-aachen.de

Director IAEWProf. Univ. Dr. Ing. Albert Moser

Mai aveţi întrebări?

http://www.iaew.rwth-aachen.de/

sinergii între energiile regenerabile şi cogenerare · 2018-07-03 · ambelor tipuri de energie...

Documents