Spoluspalování

Z Wikipedie, otevřené encyklopedie
Skočit na: Navigace, Hledání

Spoluspalování (v anglickém jazyce cofiring) je současné spalování dvou či více různých typů materiálů. Výhodou spoluspalování je, že existující zařízení může být použito pro pálení nového paliva, které je například levnější či více ohleduplné k životnímu prostředí. Příkladem toho je spoluspalování biomasy v existujících uhelných továrnách namísto výstavby nových továren pouze na biomasu. Dalším příkladem je spoluspalování frakcí primárního paliva biomasy s odpadovými palivy v zařízeních na výrobu biomasy vedoucí k šetrnému zničení odpadových frakcí a k cenově efektivní výrobě elektřiny a tepla. Spoluspalování může být také používáno ke zlepšení spalování paliv s nižší energetickou hodnotou, například skládkový plyn obsahuje velké množství oxidu uhličitého, který je nespalitelný. Pokud je skládkový plyn pálen bez odstranění oxidu uhličitého, zařízení nemusí fungovat správně a emise škodlivých látek mohou vzrůst. Spoluspalování se zemním plynem zvyšuje tepelný obsah paliva a zlepšuje spálení a výkon zařízení. Pokud by elektřina či teplo vyrobené s pomocí biomasy či skládkového plynu byly jinak vyrobeny z neobnovitelných paliv, přínos je v podstatě stejný pro spoluspalování jako pro samotné spálení. Navíc ale může být spoluspalování využito pro snížení emisí některých škodlivých látek[1].

Původ spoluspalování a význam dle současných technologií[editovat | editovat zdroj]

Spoluspalování je spalování dvou či více různých paliv ve stejném spalovacím systému. Paliva mohou být tuhá, kapalná či plynná a jejich zdroj může být fosilní či obnovitelný. Tudíž používání těžkých topných olejů pomáhajících v uhelných elektrárnách může být teoreticky považováno za spoluspalování. Nicméně pojem spoluspalování je používán v současné technické terminologii k označení kombinovaného spalování dvou či více paliv ve stejném čase, jako normální denní praxe[1].

Zájem o spoluspalování a používání tohoto termínu začalo v 80. letech 20. století v USA a Evropě a odkazovalo specificky k používání odpadových tuhých zbytků (papíru, plastu, rozpouštědel, asfaltu atd.) či biomasy v uhelných elektrárnách, které byly původně navrženy pouze pro spalování uhlí. Tento zájem o spoluspalování vzrostl zejména kvůli sociálnímu znepokojení kvůli globálnímu oteplování a emisím skleníkových plynů. Následkem tohoto znepokojení vznikly nové energetické politiky a prostředí cílící na redukci emisí. Spoluspalování je považováno za skvělou příležitost pro nahrazení uhlí (tuhého fosilního paliva) používaného k výrobě elektrické energie obnovitelnými zdroji (biomasou) s nižšími náklady a přímým snížením emisí skleníkových plynů. Během posledních několika desetiletí poskytl výzkum velmi různorodé řešení pro spoluspalování biomasy v uhelných elektrárnách s omezeným dopadem na efektivitu, fungování i životnost zařízení. V současném kontextu může znít definice spoluspalování takto: použití dvou či více paliv, primárním je fosilní a sekundárním je jiný zdroj (obnovitelný či zbytkový) v kotli původně určeném na fosilní paliva, buď použitím původního spalovacího systému či dodatkových zařízení[1].

Výhody spoluspalování[editovat | editovat zdroj]

Použití biomasy ve spoluspalování přináší dodatečné environmentální, socio-ekonomické a strategické výhody týkající se použití biomasy ve speciálních zařízeních na biomasu. V případě odpadových zbytků neexistují žádné další benefity, nicméně spalování odpadu může změnit emisní regulace k uspokojení přísnějších regulací. Kromě nevýhod souvisejících se zbytky po spoluspalování, následující výhody jsou běžné pro spoluspalování biomasy a odpadu:

  • Specifická investice (pro jednotku instalovaného výkonu): investice je zredukovaná ve srovnání se zařízeními na konvenční biomasu, jelikož zařízení používající fosilní paliva již existují a jsou požadovány pouze různé modifikace.
  • Výroba elektrické energie s vyšší efektivitou: obecně elektrárny na biomasu produkují elektřinu s relativně nízkou efektivitou (18 - 22 %) ve srovnání s velkými uhelnými jednotkami (32 - 38%) s optimalizovanými cykly díky úsporám z rozsahu.
  • Flexibilní provoz: původní elektrárna funguje stále na 100% zatížení s fosilními palivy. Spoluspalovací zařízení je méně náchylné k sezónním výkyvům produkce biomasy a k její dostupnosti a změnám ceny.
  • Motor pro rozvoj trhu s biomasou: různé evropské země dokázaly, že podpora spoluspalování je klíčová pro rozvoj trhu s biomasou stejně tak jako pro zlepšení odborných znalostí o zacházení s biomasou a jejím pálením[1].

Spoluspalování biomasy[editovat | editovat zdroj]

Spoluspalování biomasy je nízko-nákladová varianta pro efektivní a čistou přeměnu biomasy na elektřinu přidáním biomasy jako částečně náhradního paliva do výkonných kotlů na uhlí. Testovány byly všechny typy bojlerů/kotlů běžně užívaných elektrickými zařízeními a byly zjištěny malé či žádné ztráty v celkové výkonnosti bojleru/kotle po jeho upravení pro jiné palivové mixy. To značí, že efektivita pálení biomasy pro přeměnu na elektřinu by se při spalování s uhlím pohybovala okolo 33 - 37%. Testy také potvrdily, že energie z biomasy může poskytnout až 15 % celkového energetického příkonu pouze s úpravami spalování a se systémem dávkování biomasy[2].

Výhody spoluspalování biomasy[editovat | editovat zdroj]

Mezi výhody spoluspalování biomasy patří redukce emisí oxidu uhličitého, skleníkového plynu, který přispívá k efektu globálního oteplování. Biomasa obsahuje navíc mnohem méně síry než uhlí. Spoluspalování tedy omezí emise sirných plynů jako například oxidu siřičitého, který způsobuje kyselé deště.Výsledky prvních testů spoluspalování dřevěné biomasy ukázaly až 30 % redukční potenciál pro oxidy dusíku, který může způsobovat smog a znečištění ozonem.

Nevýhody spoluspalování biomasy[editovat | editovat zdroj]

Spoluspalování biomasy s uhlím ale představuje i řadu nevýhod. Například se tím ničí možnost využít zbytky po spalování jako hnojivo. Některé státy, jako například Polsko, spoluspalováním částečně obchází zapojení více obnovitelných zdrojů energie, což je povinností členských států Evropské unie. Hlavním důvodem jsou finance - pálení biomasy v existujících zařízeních vyžaduje nesrovnatelně nižší investici, než stavba nových zařízeních určených pouze pro biomasu. Pálení biomasy probíhá ale často v zastaralých elektrárnách a je proto jedním z velmi málo efektivních způsobů užití biomasy. Navíc způsobuje často nevyvážený energetický mix států[3].

[4][5][6]

Reference[editovat | editovat zdroj]

  1. a b c d In: [s.l.]: [s.n.]
  2. The National Renewable Energy Laboratory, Červen 2000 [cit. 2018-01-10]. [DOE/GO-102000-1055 Dostupné online]. (Angličtina) 
  3. TRMALOVÁ, Eliška. Support for renewable energy in the V4: what went wrong? [online]. Europeum, listopad 2017. (Angličtina) 
  4. Cofiring [online], [cit. 10. 1. 2018] Wikipedie. Dostupné z WWW: <https://en.wikipedia.org/wiki/Cofiring>
  5. Biomass Cofiring: A Renewable Alternative for Utilities [cit. 10. 1. 2018], the National Renewable Energy Laboratory. Dostupné z WWW: <https://www.nrel.gov/docs/fy00osti/28009.pdf>
  6. Support for renewable energy in the V4: what went wrong? [cit. 11. 1. 2018], Europeum, Dostupné z WWW: <http://www.europeum.org/articles/detail/1701/support-for-renewable-energy-in-the-v4-what-went-wrong>