Trigenerarea - realizări recente

ARTICOLUL 1. Panorama unor realizari recente (2001) în domeniul co/tri-generarii din Franta („Energie plus”, nr.27, 15 dec.2001)

1.1. Trigenerare în orasul Montpellier

Actuala retea termica a orasului, realizata în urma cu 20 de ani, alimenteaza cu caldura si frig 250.000 m2 de birouri, 7000 de apartamente, centre comerciale, administrative, etc.

Centrala din “ Hotel de Ville” echipata cu cazane pe gaze ce asigura 1/3 din necesarul de caldura al orasului si 2/3 din necesarul de frig, a fost racordata la retea în 1986, desi exista de 30 ani. Re - echiparea s-a facut cu 2 motoare cu ardere interna de tip Wartsila, având combustibil gazos, cu o putere totala instalata de 6,3 MW. O mare parte din caldura produsa (13 MWt) este trimisa la consumatori (alimentare centralizata), restul fiind dirijat spre un absorbitor de tip York (vapori de apa / bromura de litiu). Pentru securitatea în alimentarea cu caldura este prevazut un cazan ce foloseste combustibil gazos, iar pentru frig un al doilea absorbitor de tip York, alimentat direct cu gaz, plus un turbocompresor electric ce functioneaza pe baza de R134a.

Centrala de frig poate furniza 7 MW de apa la 60C. Randamentul total maxim al valorificarii energiei este de 76% (38% pentru electricitate si 38% pentru caldura + frig).

Aceasta centrala de trigenerare, intrata în functiune în noiembrie 2000, este singura centrala de trigenerare racordata la o retea urbana din Franta. Investitia în valoare de 6.45 Mil. EURO (ispec = 1024 Euro/kWei), a beneficiat de subventii.

1.2. Metode noi de trigenerare

Pentru producerea frigului singura solutie posibila nu este cea bazata pe masinile de absorbtie + motor termic (vezi cazul anterior). Compresorul unui grup de apa rece sau cel al unei pompe de caldura eventual reversibila poate foarte bine fi antrenat de catre un MAI, exact ca motoarele utilizate în CET. Asa cum caldura recuperata de la motor poate fi folosita la producerea apei calde menajere, tot asa este posibila si folosirea unui sistem complet de încalzire / climatizare care prezinta un excelent randament global, mai bun decât cel al unui MAI + Absorbitor. Functionarea acestui sistem este flexibila, deoarece este foarte usor sa modificam puterea livrata prin varierea vitezei de rotatie a motorului. Aceasta tehnica este raspândita în Japonia (unde este propusa de 4 constructori - Aisin, Mitsubishi, Sanyo, Yanmar - care în 2000 au vândut 48000 de echipamente reversibile sau nu, antrenate de MAI cu combustibil gazos), SUA, Italia. Este vorba de sisteme ce folosesc ca agent doar apa.

ARTICOLUL 2. Contributia co/tri-generarii la controlul poluarii mediului („Applied thermal engineeering” nr.22/2002, pag.703-718)

2.1. Introducere

Reducerea emisiilor de CO2 depind de 2 factori:

- Eficienta unitatii de co/tri-generare

- Emisia de CO2 a retelei de electricitate

Reducerea emisiilor acopera o arie de 10-50% din total, sau chiar mai mult. Datorita cresterii emisiilor de gaze cu efect de sera - CO2 , CH4 , temperatura globala a crescut cu 0,5 K în perioada industriala, fata de perioada precedenta, pâna în 2006 predictiile indicând o crestere a temperaturii globale cu 5-6 K. Pentru încetinirea acestui proces exista 2 cai:

- Retinerea gazelor de sera.

- Intensificarea solutiilor de producere a energiei cu emisii reduse de CO2.

În acest articol vom considera ca utilizari ale caldurii respectiv frigului produs în centrale, doar încalzirea respectiv climatizarea, care reprezinta un procent mare din totalul de energie termica consumata. Cu toate acestea conceptele dezvoltate aici pot fi extinse pentru industrie, în special pentru industria alimentara unde este nevoie de electricitate, caldura si frig. Întrebarea la care se cauta un raspuns este: Care va fi impactul asupra mediului daca caldura, frigul si electricitatea vor fi produse, pe o scara mult mai mare în centrale de trigenerare? Poate co/tri-generarea sa fie o tehnica importanta pentru o strategie energetica care sa satisfaca un consum energetic în crestere, dar care în acelasi timp sa conserve mediul si sa permita un control asupra schimbarilor de clima?

2.2. Motivele pentru care centralele de co/tri-generare sunt nepoluante

Cogenerarea este eficienta atunci când raportul Ael/Af, (unde Ael reprezinta emisia de CO2 per kWh de electricitate produs, Af reprezinta emisia de CO2 per kWh de combustibil) este mare. Aceasta corespunde doar tarilor în care statiile electrice au eficienta scazuta, dar si tarilor în care statiile electrice auxiliare sunt folosite în timpul orelor de vârf. Reducerea cu 25-45% a emisiilor de gaze este posibila prin utilizarea unor centrale de cogenerare bine dimensionate si prin substituirea statiilor electrice (ce va avea loc în viitor) cu centrale de cogenerare eficiente. Chiar si în Franta unde datorita predominarii centralelor nuclearo-electrice si hidro-electrice, emisiile de noxe sunt scazute înlocuirea centralelor electrice cu centrale de cogenerare va avea un efect considerabil. În astfel de tari cogenerarea reprezinta solutia doar ca substitut pentru centralele ce folosesc combustibil fosil.