Využívání obnovitelných zdrojů energie (OZE) při výrobě elektřiny i tepla je prioritou energetické politiky v Evropě. Ještě dlouho se však neobejdeme bez energie z fosilních zdrojů, které budou hrát roli záložních a vyrovnávacích zdrojů. Významnou roli bude mít kombinovaná výroba elektřiny a tepla (KVET) ze zemního plynu a bioplynu. Zde se dobře uplatní i pístové plynové motory.
Výtah z článku, který vyjde v časopise Energie 21 č. 5/2018.
Podíl elektřiny z OZE v evropském energetickém mixu poroste. To však bude znamenat i častější výskyt období, kdy nabídka elektřiny převýší poptávku, střídané obdobími, kdy výroba z OZE bude nedostatečná a musí ji doplnit jiné zdroje.
Vyrovnávací zdroje k OZE budou muset umět rychle najet a pružně regulovat výkon, ale také úplně odstavit, třeba i několikrát denně. K tomu se výborně hodí klasické plynové pístové motory, které mohou spalovat různé typy paliva – bioplyn, biometan, zemní plyn, LPG a v budoucnu i syntetický metan.
Pístové spalovací motory jsou dnes k dispozici ve velikosti od jednotek kW do 10–12 MW a s elektrickou účinností blížící se u těch velkých k 50 procentům. Jejich výhodou je, že se vyvíjí pro použití v automobilech a lodích, vyrábí se proto ve velkých sériích. Tím jsou relativně levné a technicky spolehlivé a mají dostupné náhradní díly i servis. Navíc mají vysokou účinnost. Oproti paroplynovým motorům, některé výhody. Především umí rychlé najetí výkonu z nuly na 100 % do dvou až pěti minut – oproti desítkám minut u paroplynu. Výhodou je i velký regulační rozsah v rozmezí prakticky od nuly do 100 % a při postupném vypínání více paralelně zapojených motorů i udržení vysoké účinnosti v celém výkonovém rozsahu. Právě tyto charakteristiky předurčují kogeneraci s plynovými motory jako vhodné řešení pro flexibilní zálohu k OZE.
Dalším trendem jsou různé hybridní systémy. Vznikají různé koncepty, jejichž cílem je maximální využití potenciálu OZE a odpadního tepla v dané lokalitě, pro využití nízkopotenciálního tepla jsou využívána tepelná čerpadla.
Za současných cen elektřiny se však investice do jakýchkoliv úsporných a ekologických technologií nezaplatí, tedy ani KVET se bez podpory neobejde. Provozní podpora malé a střední plynové KVET tzv. ročním zeleným bonusem za vyrobenou jednotku energie a volitelné provozní režimy (max. 3000 nebo 4400 h ročně) motivují k provozování kogenerace ve špičkách cen elektřiny.
Rozvoj KVET v Česku probíhá i v širších souvislostech. Těm se bude věnovat i 11. ročník konference Dny kogenerace 2018, kterou pořádá COGEN Czech – spolek pro kombinovanou výrobu elektřiny a tepla, ve dnech 23. až 24. 10. 2018 v konferenčním centru hotelu Aquapalace v Čestlicích.*
Ing. Milan Šimoník, výkonný ředitel COGEN Czech
Obrázky:
V Česku roste výroba elektřiny a tepla v menších plynových kogeneračních jednotkách. Foto archiv/ČEZ Energo
Teplárna v německém Kielu bude mít výkonné plynové motory (vizualizace). Zdroj: Archiv autora
Trendem jsou hybridní energetické systémy. Zdroj: Archiv autora
Kogenerační jednotky s plynovým motorem. Foto archiv/TEDOM
