© Ministerul Resurselor Naturale Canada 2001 – 2006.

Centrale pe Centrale pe BiomasăBiomasă

Centrală de Încălzire cu Biomasă, Suedia

© Ministerul Resurselor Naturale Canada 2001 – 2006.

Trecerea în revistă a Sistemelor de Încălzire cu Biomasă

Ilustrarea elementelor cheie pentru proiectele de Încălzire cu Biomasă

Introducerea Modelului de Proiect RETScreen® de Încălzire cu Biomasă

© Ministerul Resurselor Naturale Canada 2001 – 2006.

Căldură pentru◦ Clădiri

◦ Comunităţi

◦ Procese industriale

…dar şi…

◦ Crearea de locuri de muncă

◦ Utilizarea deşeurilor

◦ O posibilitate de a utiliza căldura recuperată din deşeuri pentru termoficare

Centrală de termoficare, Căldură obţinută din sămânţă de rapiţă, Germania

© Ministerul Resurselor Naturale Canada 2001 – 2006.

Instalaţie de încălzire◦ Sistem de recuperare a căldurii din deşeuri

◦ Sistem de ardere a biomasei pentru sarcina de bază

◦ Sistem de încălzire la sarcina de vârf

◦ Sistem de rezervă opţional Sistem de distribuţie a căldurii

◦ Alimentare cu apă caldă, retur apă rece

◦ Pentru clădiri autonome sau sistem de termoficare

Operaţii de alimentare cu combustibil◦ Primirea combustibilului, stocare şi facilităţi de transport◦ Transfer automatizat de combustibil de la rezervor

© Ministerul Resurselor Naturale Canada 2001 – 2006.

Extragerea biomasei din depozit

Stocarea (depozitarea) biomasei

Recepţia biomasei Alimentarea cu apă caldă

Coş pentru evacuarea gazelor arse

Recuperarea şi stocarea cenuşii

Boiler pentru stocarea apei calde

Transferulbiomasei

Focar (cameră de combustie)

Recuperarea particulelor din gaze arse

Schimbător de căldură

© Ministerul Resurselor Naturale Canada 2001 – 2006.

Sistemul de încălzire prin biomasă poate fi dimensionat pentru:

Sarcina de vârf

◦ Utilizarea maximă a combustibilului bio şi minimizarea consumului de combustibil convenţional

◦ Un sistem mai mare şi mai scump

◦ Operarea cu sarcină parţială scade eficienţa

Sarcina de bază

◦ Operează aproape de capacitatea nominală, eficienţa este ridicată

◦ Costuri de capital mult reduse

◦ Sistemele convenţionale sunt necesare pentru sarcina de vârf

*WHR – Waste Heat Recovery (Recuperare căldură reziduală)

© Ministerul Resurselor Naturale Canada 2001 – 2006.

Căldura de la instalaţia termică poate fi distribuită către clădirile din apropiere pentru încălzire şi serviciul de apă caldă◦ Conductele din oţel izolate sunt îngropate la 0,6 până la 0,8 m sub pământ

Avantaje faţă de centralele proprii fiecărei clădiri:◦ Eficienţă ridicată

◦ Grad de emisii scăzut

◦ Siguranţă

◦ Confort

◦ Operare sigură

• Costuri iniţiale ridicateCosturi iniţiale ridicate

• Este nevoie de o atenţieEste nevoie de o atenţiemai mare decât la mai mare decât la sistemele cu sistemele cu combustibili fosilicombustibili fosili

Foto: SweHeatFoto: SweHeat

Centrală de termoficare Reţea de termoficare

© Ministerul Resurselor Naturale Canada 2001 – 2006.

Combustibilii de tip biomasă (materii prime) includ:

◦ Lemn şi deşeuri din lemn (butuci, rumeguş, palete, aşchii)

◦ Deşeuri agricole (paie, paie tocate, coji, deşeuri animale)

◦ Recolte energetice (plopi, răchită, sălcii)

◦ Deşeuri Solide ale Municipalităţii (MSW)

Considerente asupra materiilor prime

◦ Puterea calorifică şi umiditatea

◦ Alimentare sigură, de încredere şi cu preţ stabil

◦ Facilităţi de transport şi stocare

Lemn utilizat ca biocombustibil

Coji de nucă utilizate ca bicombustibil

© Ministerul Resurselor Naturale Canada 2001 – 2006.

Dacă sunt menţinuţi într-o manieră corectă:

◦ O producţie zero a emisiilor de gaze cu efect de seră

Conţinutul scăzut de sulf reduce ploile acide

Emisiile elementelor poluante locale

◦ Particule (funingine)

◦ Poluanţi gazoşi

◦ Urme de elemente cancerigene

◦ Poate fi subiectul unor reglementări

Foto: Warren Gretz/NREL Pix

Foto: Bioenerginovator

Deşeuri prelucrare trestie de zahăr (bagasse – şrot de trestie de zahăr)

Aşchii de lemn

© Ministerul Resurselor Naturale Canada 2001 – 2006.

Pentru o clădire de 800 m2 cu un sistem de încălzire de 150 kW:

1.700$1.700$18.000$18.000$Combustibil Combustibil anualanual

8.000$8.000$1.000$1.000$E&I AnualăE&I Anuală

80.000$80.000$21.000$21.000$Costuri iniţialeCosturi iniţiale

Aşchii de lemnCombustibil lichid

6,706,7040$ /tone40$ /toneAşchii din Aşchii din lemnlemn

1,701,7010$ /tone10$ /toneDeşeuri din Deşeuri din fabricăfabrică

5,805,800,20$ /m0,20$ /m33GazGaz

8,508,500,30$ /L0,30$ /LCombustibil Combustibil lichidlichid

15,6015,600,40$ /L0,40$ /LPropanPropan

22,5022,500,08$ /kWh0,08$ /kWhElectricitateElectricitate

Costul căldurii($/GJ)

Preţ

• Costuri iniţiale Costuri iniţiale mari, costuri mari, costuri potenţiale scăzute potenţiale scăzute ale ale combustibililor:combustibililor:

© Ministerul Resurselor Naturale Canada 2001 – 2006.

Disponibilitatea, calitatea şi preţul biomasei comparate cu combustibilii fosili

◦ Utilizări viitoare ne-energetice ale biomasei (exp. Pastă pentru hârtie)

◦ Contracte pe termen lung

Disponibilitatea spaţiului pentru livrarea şi stocarea combustibilului, precum şi cazane de mari dimensiuni

Necesitatea unor operatori de încredere

◦ Procurarea combustibilului şi înlăturarea cenuşii

© Ministerul Resurselor Naturale Canada 2001 – 2006.

Grupuri de clădiri incluzând şcoli, spitale şi case

Foto: Ken Sheinkopf/ Solstice CRESTFoto: Centrales Agrar-Rohstoff-Marketing-und Entwicklungs-Netzwerk

Manipularea mecanizată a materiilor

Cazane cu combustibil lemnosÎncălzire districtuală trecută de pe combustibil fosil pe biomasă, Slovenia

© Ministerul Resurselor Naturale Canada 2001 – 2006.

Clădirile individuale pot să îşi asigure propria căldură din biomasă

◦ Instituţii: şcoli, spitale, clădiri ale municipalităţii

◦ Clădiri comerciale: magazine, garaje, etc.

Foto: ECOMatters Inc.

Sistem mic de încălzire cu biomasă a unei unităţi comerciale, Canada

Foto: Grove Wood Heat

© Ministerul Resurselor Naturale Canada 2001 – 2006.

Sistem deseori utilizat acolo unde biomasa este produsă şi căldura este necesară

◦ Gatere (unde rezultă rumeguş), fabrici de zahăr şi alcool, fabrici de mobilă şi uscătorii pentru operaţii din agricultură.

Foto: Ken Sheinkopf/ Solstice CRESTFoto: Ralph Overend/ NREL PixFoto: Warren Gretz/ NREL Pix

Interiorul focarului (camera de ardere)Deşeuri din prelucrarea trestiei de zahăr pentru obţinerea căldurii într-o moară, Brazilia

Trestie de zahăr pentru căldură industrială, Hawaii

© Ministerul Resurselor Naturale Canada 2001 – 2006.

Analiză la nivel mondial a producţiei de energie (sau economii), costurile ciclului de viaţă şi reducerea emisiilor de gaze cu efect de seră◦ De la clădiri individuale la grupuri de clădiri

cu încălzire centralizată◦ Biomasă, vârf de sarcină, recuperare căldură

reziduală◦ Dimensionarea şi costurile reţelelor de

termoficare

Nu sunt incluse:

◦ Instalaţii de termoficare de mare putere ( > 2,5 MW)

◦ Utilizarea în acest caz a Modelului CHP

© Ministerul Resurselor Naturale Canada 2001 – 2006.

Calculul echivalentului

grade-zile pentru

apa caldă menajeră

Calculul încărcării, curbei cumulate a consumului şi orelor echivalente de

încărcare nominală

Calculul energiei

totale cerute

Calculul energiei

de amestec

Calculul necesarului

de combustibil

Calculul încărcării

la vârf

Calculul reţelei de

termoficare

© Ministerul Resurselor Naturale Canada 2001 – 2006.

Costurile cu energia pentru Încălzirea cu Biomasă pot fi mult mai reduse comparativ cu costurile de încălzire convenţionale chiar dacă capitalul iniţial pentru sistemele cu biomasă sunt mai mari

© Ministerul Resurselor Naturale Canada 2001 – 2006.

Realizat de : Agapie Adrian, Lazar Bogdan, Pemus Andrei, Gavriloiu Georgiana, Moraru Marinela