+ All Categories
Home > Documents > 12 säästvat inseneriprintsiipi: Energia säästvuse problemaatika elektrienergia toomise aspektist

12 säästvat inseneriprintsiipi: Energia säästvuse problemaatika elektrienergia toomise aspektist

Date post: 04-Jan-2016
Category:
Upload: roddy
View: 42 times
Download: 9 times
Share this document with a friend
Description:
12 säästvat inseneriprintsiipi: Energia säästvuse problemaatika elektrienergia toomise aspektist. Andres Siirde TTÜ Soojustehnika instituut. The 12 Principles of Green Engineering - PowerPoint PPT Presentation
53
12 säästvat inseneriprintsiipi: Energia säästvuse problemaatika elektrienergia toomise aspektist Andres Siirde TTÜ Soojustehnika instituut
Transcript
Page 1: 12 säästvat inseneriprintsiipi: Energia säästvuse problemaatika elektrienergia toomise aspektist

12 säästvat inseneriprintsiipi: Energia säästvuse problemaatika elektrienergia toomise aspektist

Andres Siirde

TTÜ Soojustehnika instituut

Page 2: 12 säästvat inseneriprintsiipi: Energia säästvuse problemaatika elektrienergia toomise aspektist

• The 12 Principles of Green Engineering

• Principle 1: Designers need to strive to ensure that all material and energy inputs and outputs are as inherently nonhazardous as possible.

• Principle 2: It is better to prevent waste than to treat or clean up waste after it is formed.

• Principle 3: Separation and purification operations should be designed to minimize energy consumption and mmaterials use

• .Principle 4: Products, processes, and systems should be designed to maximize mass, energy, space, and time efficiency.

• Principle 5: Products, processes, and systems should be “output pulled” rather than “input pushed” through the use of energy and materials.

• Principle 6: Embedded entropy and complexity must be viewed as an investment when making design choices on recycle, reuse, or beneficial disposition.

• Principle 7: Targeted durability, not immortality, should be a design goal.

• Principle 8: Design for unnecessary capacity or capability (e.g., “one size fits all”) solutions should be considered a design flaw.

• Principle 9: Material diversity in multicomponent products should be minimized to promote disassembly and value retention.

• Principle 10: Design of products, processes, and systems must include integration and interconnectivity with available energy and materials flows.

• Principle 11: Products, processes, and systems should be designed for performance in a commercial “afterlife”.

• Principle 12: Material and energy inputs should be renewable rather than depleting.

Page 3: 12 säästvat inseneriprintsiipi: Energia säästvuse problemaatika elektrienergia toomise aspektist

1. Protsessi kujundamisel peab lähtuma põhimõttest, et nii sisendis kui väljundis oleksid vajaminevad materjalid ja energia võimalikult väheohtlikud.

2. Protsessi kujundamisel lähtume põhimõttest, et parem on ära hoida heitmete teke kui neid hiljem kas töödelda või puhastada.

3. Puhastuse ja eralduse protsessid peaksid olema kavandatud nii, et nad tarvitaksid minimaalselt energiat.

4. Tooted, protsessid ja süsteemid peaksid olema kavandatud nii, et oleksid tagatud maksimaalne materjali, energia, ruumi ja aja kasutamise efektiivsus

Page 4: 12 säästvat inseneriprintsiipi: Energia säästvuse problemaatika elektrienergia toomise aspektist

5. Tooted, protsessid ja süsteemid peaksid olema energia ja materjali kasutuse efektiivsuse seisukohalt pigem suunatud lõpptoodangule, kui tootmisprotsessile.

6. Protsessi kujundamisel temasse viidav “entroopia” ja “keerukus” tuleb võimalikult väärtustada ja mõtestada kui hästi paigutatud investeering.

7. Toote eluiga peab vastama vajadusele, mitte kestma igavesti.

8. Toode peab oma suuruselt (võimsuselt) vastama vajadusele. Üleprojekteerimine on viga.

Page 5: 12 säästvat inseneriprintsiipi: Energia säästvuse problemaatika elektrienergia toomise aspektist

9. Multikomponentsete toodete puhul peaks kasutatavate materjalide hulk olema võimalikult väike soodustamaks demontaazi ja väärtuste säilumine peale toote kasutusaja lõppu

10. Toodete, protsesside ja süsteemide kavandamisel tuleb püüelda materjalide ja energia integreeritud kasutamist.

11. Toodete, protsesside ja süsteemide kavandamisel peame ette nägema ja teadma, mis saab pärast nende kommertskasutuse lõppu.

12. Protsessides kasutatavad materjalid ja energiad peaksid olema võimalikult taastavad ja korduvkasutatavad (regenereeritavad).

Page 6: 12 säästvat inseneriprintsiipi: Energia säästvuse problemaatika elektrienergia toomise aspektist

Tarbija poolne energiasääst:

Energiasäästu meetmete ja ratsionaalse energiapoliitika rakendamise eesmärk on majanduslik kokkuhoid ning keskkonnatingimuste kui ka elutingimuste parendamine.

Seega säästetud energia, see on vähenenud energiaarve, see on vähenenud keskkonda saastavate einete emissioon, see on säästetud looduavarad.

Page 7: 12 säästvat inseneriprintsiipi: Energia säästvuse problemaatika elektrienergia toomise aspektist

• Tootja poolne lähenemine- KÜTUSE- JA ENERGIAMAJANDUSE PIKAAJALINE RIIKLIK ARENGUKAVA AASTANI 2015

• Eesti kütuse- ja energiamajanduse strateegilised eesmärgid on:

• tagada nõuetekohase kvaliteediga ning optimaalsete hindadega kütuse- ja energiavarustatus;

• kindlustada sisemaise elektrilise tarbimiskoormuse katmiseks vajalik kohaliku genereeriva võimsuse olemasolu ning seadusele vastav vedelkütuse varu;

• saavutada aastaks 2010 taastuvelektri osakaaluks 5,1% brutotarbimisest;

• saavutada aastaks 2020 elektri- ja soojuse koostootmisjaamades toodetud elektri osakaaluks 20% brutotarbimisest;

• tagada elektrivõrgu täielik uuendamine ligikaudu 30 aastastes perioodides;

Page 8: 12 säästvat inseneriprintsiipi: Energia säästvuse problemaatika elektrienergia toomise aspektist

• tagada avatud turu tingimustes põlevkivienergia tootmise siseturu konkurentsivõime säilimine ning efektiivsuse tõus rakendades kahjulikke keskkonnamõjusid vähendavaid kaasaegseid tehnoloogiaid;

• kindlustada riiklikult kehtestatud keskkonnanõuete täitmine;

• tõhustada energiakasutust soojus-, elektri- ja kütusemajanduses;

• hoida aastani 2010 primaarenergia tarbimise maht aasta 2003 tasemel;

• töötada välja meetmed võimaldamaks taastuvate vedelkütuste, eeskätt biodiisli, kasutamist transpordisektoris;

• tagada pidev kaasaegse oskusteabe ning spetsialistide olemasolu kütuse- ja energiamajanduse kõigis valdkondades, et soodustada siseriiklikku tehnoloogiaarendust ning võimaldada kaasaegse energiatehnoloogia siiret;

• luua eeldused ühenduste rajamiseks Põhjamaade ning Kesk-Euroopa energiasüsteemidega.

Page 9: 12 säästvat inseneriprintsiipi: Energia säästvuse problemaatika elektrienergia toomise aspektist

• Esitada ja analüüsida elektrienergia tootmise arengusuundasi Eestis tulenevalt majanduspoliitilistest ja keskkonnahoiu tingimustest ning seotusest baltimaade ühtse energiasüsteemiga

• Põlevkivienergeetika konkurentsivõimelisus Balti riikide ühises energiasüsteemis

• Elektri ja soojuse koostootmise majanduslikud ja

tehnilised aspektid

Page 10: 12 säästvat inseneriprintsiipi: Energia säästvuse problemaatika elektrienergia toomise aspektist

BALTI RIIKIDE ENERGIASÜSTEEMIDE VAHELINE ÜHENDUS JA SUUREMATE ELEKTRIJAAMADE

PAIKNEMINE

Page 11: 12 säästvat inseneriprintsiipi: Energia säästvuse problemaatika elektrienergia toomise aspektist

BALTI RIIKIDE, VENEMAA JA VALGEVENE VÕRGUÜHENDUSTE LÄBILASKEVÕIMSUSED KOOS

PIIRANGUTE PÕHJUSTEGA

T- Soojuslik piirang (vool)SS- Staatiline stabiilsusTS- Dünaamiline stabiilsusVS- Piirang pinge stabiilsusest

Page 12: 12 säästvat inseneriprintsiipi: Energia säästvuse problemaatika elektrienergia toomise aspektist

ELEKTRIJAAMADInstalleeritud võimsus, MW

Kasutada olev

võimsus, MW

Eesti EJ 1610 1275Balti EJ 1290 1299Iru SEJ 190 190

Väiksemad põlevkivi SEJ

104 81

Väikesed diiselgeneraatorid

6,7 6,7

Riia SEJ-1 129,5 129Riia SEJ-2 390 390

Plavina HEJ 862,5 855Keugama HEJ 262,4 236

Riia HEJ 402 402Väikesed

tööstusjaamad85,85 20

Ignalina AEJ 2600 2600Leedu EJ 1800 1800

Kaunase SEJ 170 170Vilniuse SEJ-3 360 344Mazeikiai SEJ 194 116Kaunase HEJ 100,8 106

Väikesed tööstusjaamad

118,8 67

Väikesed HEJ 12,7Krounis HAEJ 800 570

KOKKU 11489,25 10656,7

EESTI

LÄTI

LEEDU

Installeeritud võimsuste (11490 MW) jagunemine Balti riikide

vahel seisuga 01.01.2001

Läti19%Leedu

53%

Eesti28%

Installeeritud võimsuste jagunemine kasutatavate kütuste liikide järgi

Põlevkivi26%

Turvas1%

Vesi(hüdroenergia)

14%

Hüdroakumulatsioon

7%

Masuut-gaas29%

Tuumakütus23%

Olukord enne investeeringute alustamist

Page 13: 12 säästvat inseneriprintsiipi: Energia säästvuse problemaatika elektrienergia toomise aspektist
Page 14: 12 säästvat inseneriprintsiipi: Energia säästvuse problemaatika elektrienergia toomise aspektist

349 GWh

236 GWh

813

GW

h

7403 GWh

42 G

Wh

4520 GWh

14808 GWh

1777

GW

h

571

GW

h

370

GW

h

4491

GW

h

231 GWh

5599

GW

h

1315 GWh 39

2 G

Wh

Page 15: 12 säästvat inseneriprintsiipi: Energia säästvuse problemaatika elektrienergia toomise aspektist

Balti riikide arvutuslik võrku antava elektrienergia tarbimisprognoos

0

5000

10000

15000

20000

25000

30000

35000

aastad

GW

h

Eesti

Läti

Leedu

Balti riigid kokku

Page 16: 12 säästvat inseneriprintsiipi: Energia säästvuse problemaatika elektrienergia toomise aspektist

BALTI RIIKIDE ELEKTRIJAAMADE VÕIMSUSE GENEREERIMINE

25 JAANUARIL 2000 ÖÖPÄEVA LÕIKES

Balti kokku Leedu Eesti Läti

MW

ööpäev tundide lõikes

Kell 9.00 süsteemis genereeritava võimsuse

jagunemine % riikide vahel:

Eesti - 38,4%

Läti - 20.0 %

Leedu- 41,6%

Page 17: 12 säästvat inseneriprintsiipi: Energia säästvuse problemaatika elektrienergia toomise aspektist

Prognoositav võrku antava võimsuse bilanss Balti riikides

0

2000

4000

6000

8000

10000

1200019

98

1999

2000

2001

2002

2003

2004

2005

2006

2007

2008

2009

2010

2011

2012

2013

2014

2015

2016

2017

2018

2019

2020

aastad

MW

Eesti

Läti

Leedu

Kokku

Kasutada olev võimsus

Ignalina AEJ plokkide sulgemine, samuti Balti EJ I-III järkekorra sulgemine.

Page 18: 12 säästvat inseneriprintsiipi: Energia säästvuse problemaatika elektrienergia toomise aspektist

LEEDU ELEKTRIENERGIA TOOTMISIST JA ARENGUT MÕJUTAVAD TEGURID:

• LEEDU SEIM (PARLAMENT) ON VASTU VÕTNUD POLIITILISE OTSUSE-SULGEDA IGNALINA AEJ ÜKS ENERGIA PLOKK AASTAL 2004. TEISE PLOKI SULGEMINE ON OTSUSTAMISEL. TÕENÄOLINE ON IGNALINA TÄIELIK SULGEMINE AASTAL 2010.

• LEEDU ON TEOSTANUD EELUURINGUID REKONSTRUEERIDA LEEDU EJ KAASAEGSE KOMBINEERITUD GAAS-AURUTURBIIN TSÜKLIGA ELEKTRIJAAMAKS

Page 19: 12 säästvat inseneriprintsiipi: Energia säästvuse problemaatika elektrienergia toomise aspektist

LÄTI ELEKTRIENERGIA TOOTMISIST JA ARENGUT MÕJUTAVAD TEGURID:

• LÄTI ELEKTRIJAAMAD EI KATA OMA MAA ELEKTRITARVET. SEEGA ON TINGIMUSED POTENTSIAALSEKS ELEKTRIENERGIA TURUKS LÄTIS TÄNA JUBA OLEMAS . EELDUSI LISAB SEEGI, ET OLEMASOLEV HÜDROENERGIA ON SOBIV VÕIMSUSE REGULEERIMISEKS, TIPUVÕIMSUSTE KATMISEKS NII OMA MAAL KUI KA VÄLJAPOOLE OMA PIIRE. SEEGA ON SOODSAD TINGIMUSED ERITI nn. BAASIS TÖÖTAVATE KOOSTOOTMISJAAMADE EVITAMISEKS.

• LÄTI ON ALUSTANUD RIIA SEJ-1 REKONSTRUEERIMISE PROJEKTIGA KASUTADES KOMBINEERITUD GAAS-AURUTURBIIN TSÜKLIT. POTENTSIAALNE VÕIMALUS ON REKONSTRUEERIDA RIIA SEJ-2.

• LÄTIS ON SEADUSEGA LOODUD SOODSAD MAJANDUSLIKUD TINGIMUSED KUNI 4 MWe VÕIMSUSEGA KOOSTOOTMISJAAMADELE.

Page 20: 12 säästvat inseneriprintsiipi: Energia säästvuse problemaatika elektrienergia toomise aspektist

EESTI

• LEPINGULINE KOHUSTUS OLI VÄHENDADA VÄÄVLIHEITMEID 2005 AASTAKS 80 % VÕRRELDES HEITMETEGA AASTAL 1980

• Narva Elektrijaamas on äsja renoveeritud kaks energiaplokki kokku 430 MW

Page 21: 12 säästvat inseneriprintsiipi: Energia säästvuse problemaatika elektrienergia toomise aspektist

Balti energiasüsteemi optimeerimine

optimeerides*) generaatorite tööd süsteemis lähtudes valitud tarbimise stsenaariumil vähimkulutuste meetodil saame tulemuseks:

• uute võimsuste evitamine on vajalik alates aastast 2008 operatiivreservi tagamiseks- 130 MW

• alates aastast 2009 on vajalik tarbimise tagamiseks evitada keskmiselt 200 MW võimsusi

*) märkused: • optimeerimisel arvestati Eesti kohustust tagada aastast 2005

väävliheitmed piirides, mis ei ületaks 20% 1980 tasemest • (~40 000t/aastas)• energiasüsteemis tuleb tagada operatiivreserv teatavatest

kriteeriumidest lähtudes (kriteerium n-1)• generaatorid vajavad hooldust ja remonti, seega ei ole

aastaringselt kasutatav kogu võimsus.• hüdroenergia kasutatav võimsus on sesoonse iseloomuga

Page 22: 12 säästvat inseneriprintsiipi: Energia säästvuse problemaatika elektrienergia toomise aspektist

Põlevkivienergeetika konkurentsivõimelisus Balti

riikide ühises energiasüsteemis

Page 23: 12 säästvat inseneriprintsiipi: Energia säästvuse problemaatika elektrienergia toomise aspektist

Aastal 2011 Eesti tarbeks võrku antav prognoositav aastane koormuskõver

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000

aeg, tundides

MW

jaanuar…… …….detsemb

Page 24: 12 säästvat inseneriprintsiipi: Energia säästvuse problemaatika elektrienergia toomise aspektist

Hetkeolukord

• Nõudlus

• Pakkumine

• Ühendused

• Poliitika

Elektrienergia tarbimine kasvab nii Eestis kui ka Balti regioonis tervikuna.

Installeeritud võimsus Balti regioonis suurem kui tarbimine. Vahe väheneb

Balti riikide vahelised võrguühendused on küllaldased võimaldamaks riikide vahelist energiakaubandust.

Elektrituru järkjärguline avamine. Karmistuv keskkonnapoliitika

Ignalina EJ sulgemine

Page 25: 12 säästvat inseneriprintsiipi: Energia säästvuse problemaatika elektrienergia toomise aspektist

Investeerimisvajadus

• Olemasolevate elektrijaamade amortiseerumine

• Keskkonnapiirangud või poliitilised otsused

• Tarbimise kasv

Page 26: 12 säästvat inseneriprintsiipi: Energia säästvuse problemaatika elektrienergia toomise aspektist

Uue tehnoloogia mõju põlevkivi vajadusele

• 1 tonn põlevkivi sisaldab 2,32 MWh energiat

• 1 tonni põlevkivi tolmpõletamisel - 0,696 MWh elektrienergiat

• 1 tonni põlevkivi keevkihtpõletamisel - 0,812 MWh elektrienergiat

Uus keevkiht katel kasutab 1 MWh elektrienergia tootmiseks16 % vähem põlevkivi

Page 27: 12 säästvat inseneriprintsiipi: Energia säästvuse problemaatika elektrienergia toomise aspektist

Elektriturgude liberaliseerimise mõju

konkurents2 mln tonni

garanteeritud9 mln tonni

eksport0.5 mln tonni

energeetika 10 mln tonni aastas

Eestis 0.5 mln tonni

põlevkivi toodang12 mln tonni aastas

keemiatööstus 2 mln tonni aastas

konkurents 1 mln tonni aastas

Põlevkivi aastastest toodangust on garanteeritud ca 75%.

Elektrisektori järk-järguline avamine vähendab garanteeritud toodangu osakaalu

Page 28: 12 säästvat inseneriprintsiipi: Energia säästvuse problemaatika elektrienergia toomise aspektist

Elektrituruseadusega garanteeritud toodang

02468

1012141618

2002

2003

2004

2005

2006

2007

2008

2009

2010

2011

2012

2013

2014

2015

mln

to

nn

i p

õle

vkiv

i

Garanteeritud

Garanteeritud kogus turuavamise esimeses faasis ca 9-10 mln

tonni põlevkivi aastas

Page 29: 12 säästvat inseneriprintsiipi: Energia säästvuse problemaatika elektrienergia toomise aspektist

Toodangu potentsiaal ja põlevkivi vajadus

Neto võimus

Plokkide arv

Töötunde

Kasutegur Aastane toodang TWh

Põlevkivi mln tonni

EEJ 180 6 7000 0,30 7,56 10,9

BEJ 180 3 2000 0,27 1,08 1,7

AFB 200 2 8000 0,35 3,20 3,9

Kokku maksimaalselt 11,85 TWh aastasja 16,5 mln tonni põlevkivi

Page 30: 12 säästvat inseneriprintsiipi: Energia säästvuse problemaatika elektrienergia toomise aspektist

Põlevkivielektri võimalikud mahud

02468

1012141618

2002

2003

2004

2005

2006

2007

2008

2009

2010

2011

2012

2013

2014

2015

mln

to

nn

i p

õle

vkiv

i

16,5 mln tonni põlevkivi ja 11,8 TWh aastas

Page 31: 12 säästvat inseneriprintsiipi: Energia säästvuse problemaatika elektrienergia toomise aspektist

Aastane põlevkivi kogus (2008 a.)

18,0

10,0

1,2

0,5 0,7

4,1 16,5

Eesti tarbim

ine7.5 T

Wh aastas

Eksport Lätti

0.5 TW

h aastas

Vene põlevkivist

elektri tootmine

0.7 TW

h aastas

ES

TLIN

K eksport

0.9 TW

h aastas

Võim

alik lisatoodang2.7 T

Wh aastas

NE

J võimalik toodang

11.8 TW

h aastas

Võim

alik põlevkivi toodang aastas

Põlevkivienergeetika maksimaalne aastane vajadus on 16,5 milj tonni.Sellest 10 mln tonni Eesti vajaduseks. Ekspordi võimalus on 6,5 mln tonni, (millest 1.2 mln tonni imporditakse Venemaalt)

Max vajadus Eesti põlevkivi järgi15.3 mln tonni aastas

Page 32: 12 säästvat inseneriprintsiipi: Energia säästvuse problemaatika elektrienergia toomise aspektist

Põlevkivi konkurentsivõime

• Lähiperioodis mõjutavad põlevkivi energeetika konkurentsivõimet peamiselt muutuvkulud:– Kütus– Keskkonnamaksud

• Pikas perspektiivis mõjutavad konkurentsivõimet:– Tehnoloogia– Kütuse hind– keskkonnamaksud

Page 33: 12 säästvat inseneriprintsiipi: Energia säästvuse problemaatika elektrienergia toomise aspektist

Põlevkivi konkurentsivõime

• Eesti vabaturul

• Balti regioonis

• Põhjamaades

Turumaht ca 1 TWh aastal 2002-2008Konkureerib koostootmisrežiimis toodetud elektrigaja impordiga.

Läti impordib ca 2 TWh aastasPeamised konkurendid Ignalina ja Venemaal toodetud elekter. Tulevikus peamiselt gaasist toodetud elektrienergia.

Eelduseks ESTLINK’i elluviimine. Võimalik turumaht 1 – 2 TWh aastas. Hinnatase sõltub ilmastikust. Vähene investeerimine on tõstnud elektrihindu. Täna võimalik sõlmida 10 aastaseid lepinguid tasemelt 24 EUR/MWh?????

Page 34: 12 säästvat inseneriprintsiipi: Energia säästvuse problemaatika elektrienergia toomise aspektist

Vahekokkuvõte

• Maksimaalne nõudlus põlevkivi järgi elektroenergeetika sektoris on 16,5 mln tonni aastas

• Garanteeritud toodang väheneb oluliselt järgmise 10 aasta jooksul

• Tulevikus sõltub põlevkivi, kui kütuse konkurentsivõime Balti regioonis peamiselt:– Tootmishinnast– Keskkonnamaksudest– Pikas perspektiivis põlevkivi põletamistehnoloogia

konkurentsivõimest

Page 35: 12 säästvat inseneriprintsiipi: Energia säästvuse problemaatika elektrienergia toomise aspektist

Elektri ja soojuse koostootmise majanduslikud ja tehnilised

aspektid

Page 36: 12 säästvat inseneriprintsiipi: Energia säästvuse problemaatika elektrienergia toomise aspektist

• Mida mõistetakse koostootmise all?– Euroopa Liit defineerib koostootmise mõiste

direktiiviga 2004/8/EC, vastu võetud 11 veebruaril 2004 (avaldatud 21.2.2004).

– Euroopa Liit oma direktiiviga tegeleb nn. kõrge efektiivsusega koostoomisega:

Efektiivse koostootmise kriteeriumiks on kogukasutegur, mis peab olema vähemalt 10% kõrgem võrreldes energiate (soojuse ja elektri) eraldi tootmisega.

Page 37: 12 säästvat inseneriprintsiipi: Energia säästvuse problemaatika elektrienergia toomise aspektist

• Kasutegurite mõisted:

ENERGIAKÜTUSE DSISSEVIIDU SÜSTEEMI

ERGIA ELEKTRIENTOODETUDKASUTEGUR EELEKTRILIN

ENERGIAKÜTUSE DSISSEVIIDU SÜSTEEMI SOOJUS TOODETUD

KASUTEGUR SOOJUSLIK

ENERGIAKÜTUSE DSISSEVIIDU SÜSTEEMI

SOOJUSERGIA ELEKTRIENTOODETUDGURKOGUKASUTE

Page 38: 12 säästvat inseneriprintsiipi: Energia säästvuse problemaatika elektrienergia toomise aspektist

• Euroopa Liidu direktiivides arvutatav koostoomise efekt (PES) :

Page 39: 12 säästvat inseneriprintsiipi: Energia säästvuse problemaatika elektrienergia toomise aspektist

• Euroopa Liidu direktiiviga määratletakse koostootmise kogukasutegur. Sõltuvalt koostootmise tüübist peab koostootmise aastane kogukasutegur olema piirides 75-80%.

• Juhul, kui kogukasutegur osutub madalamaks ülatoodust, esitab direktiiv võimaluse arvutada koostootmisest tuleneva elektritoodangu koostootmis- seademest toodetud soojuse ja seadmele vastava elektri ja soojuse suhteteguri C järgi:

• Valem seab piirid madala kogukasuteguriga seametel kirjutada juurde “koostoomisest tulenevat elektritoodangut”.

CHE chpchp

Page 40: 12 säästvat inseneriprintsiipi: Energia säästvuse problemaatika elektrienergia toomise aspektist

Riiklik tegevuskava Eestis:• Kütuse- ja energiamajanduse pikaajaline riiklik

arengukava aastani 2015 (eelnõu) seab üheks strateegiliseks eesmärgiks:

– saavutada aastaks 2020 elektri-ja soojuse koostootmisjaamades toodetud elektri osakaaluks 20% brutotarbimisest kusjuures tuleb eelistada uute elektrijaamade rajamisel elektrienergia hajutatud tootmise printsiipi ja soojuse ning elektri koostootmist, kindlustades seejuures olemasolevate soojusvõrkude optimaalse ärakasutamise.

Page 41: 12 säästvat inseneriprintsiipi: Energia säästvuse problemaatika elektrienergia toomise aspektist

Koostootmisseeadmed:

• Auruturbiinjõuseade, mille töö põhineb Rankine ringprotsessil. Nimetatud tehnoloogia põhineb aurukatlas genereeritud auru paisumisel elektrigeneraatoriga ühendatud auruturbiinis soojustarbijale vajaliku auru rõhuni. Sellisel süsteemil on küll rida eeliseid, nagu näiteks võimalus kasutada erinevaid kütuseid, pikk kasutusiga, suhteliselt madalad tootmiskulud, kuid ta on sobilikum kasutuseks suurematel võimsustel. Sisuliselt saab auruturbiinjõuseadet jagada kaheks: kas vasturõhu turbiinsead, või vaheltvõtuga turbiinseade.

Page 42: 12 säästvat inseneriprintsiipi: Energia säästvuse problemaatika elektrienergia toomise aspektist

• Gaasturbiinjõuseade, mille töö põhineb Braytoni ringprotsessil.

Gaasturbiin on suhteliselt uus tehnoloogia, mis on kasutusele võetud viimase neljakümne aasta jooksul. Gaasturbiinseadmetele on iseloomulikud madalad kapitali- ja hooldekulud ning lühike ehitusaeg

Page 43: 12 säästvat inseneriprintsiipi: Energia säästvuse problemaatika elektrienergia toomise aspektist

• Sisepõlemismootoriga jõuseade, mille töö põhineb kas Diesel või Otto ringprotsessil. Otto ringprotsessil töötavad seadmed kasutavad reeglina kütuseks maagaasi. Soojust toodetakse nii heitgaaside (400-6000 C) arvelt kui ka mootori jahutussüsteemist.

Page 44: 12 säästvat inseneriprintsiipi: Energia säästvuse problemaatika elektrienergia toomise aspektist

• Kombineeritud süsteem gaasi- ja auruturbiiniga.

Kombineeritud tsükliga soojuse ja elektri koostootmisjõujaamas toimub üheaegselt gaasi- ja auruturbiinseadme kasutamine. Kahe termodünaamilise ringprotsessi kooskasutamine tagab elektrienergia tootmise kõrge kasuteguri, kuid nimetatud tehnoloogia kasulikkus ilmneb suurematel võimsustel.

Page 45: 12 säästvat inseneriprintsiipi: Energia säästvuse problemaatika elektrienergia toomise aspektist

• Koostootmisjaama töö kõrge efektiivsuse saavutamiseks tuleb see projekteerida soojusvõimsusele, mis vastab tarbija baassoojuskoormusele.

– Sellisel juhul tagatakse jõujaama suur aastane kasutusaeg.

– Tarbija baaskoormust ületav soojustarve kaetakse kas tipuseadmetega või ostetakse suurtootjatelt.

– Juhul, kui jõujaama käitaja elektrienergia omatarve osutub seejuures väiksemaks kui jaama tootlikkus, on vajalik toodetud ülejääk müüa võrku teistele tarbijatele.

Page 46: 12 säästvat inseneriprintsiipi: Energia säästvuse problemaatika elektrienergia toomise aspektist

• Et otsustada soojuse ja elektri koostootmisjõujaama otstarbekuse üle, tuleb välja selgitada järgmised põhilised tingimused:

– Optimaalne soojuse ja elektri koostootmisjõujaama konfiguratsioon.

– Sobilik koht soojuse ja elektri koostootmise jaamale.– Soojuse ja elektri koostootmise jaama ühendamise

võimalused olemasoleva soojuse ja elektrivõrguga.– Millised on planeeritava koha soojuskoormused aasta

ja ööpäeva lõikes, et tagada maksimaalne soojuse ja elektri koostootmisjõujaama kasutus koos kõrge kasuteguriga.

Page 47: 12 säästvat inseneriprintsiipi: Energia säästvuse problemaatika elektrienergia toomise aspektist

• Baassoojuskoormus: tööstus ja kaugküte

– Soojuse tarbijaga on määratud soojuse tarbimise potentsiaal: temperatuur. Mida madalama temperatuuriga on soojustarbimine, seda väiksemad on kaod, seda suhteliselt rohkem on võimalik koostoomisest toota elektrit soojuse baasil või on suurem võimalik kogukasutegur.

– Tööstuses tuleb analüüsida kas on võimalik ettevõtte tootmist organiseerida nii, et soojustarbimine on päeva jooksul koormuste poolest võrdlemisi ühtlane.

Page 48: 12 säästvat inseneriprintsiipi: Energia säästvuse problemaatika elektrienergia toomise aspektist

0%

20%

40%

60%

80%

100%

0 1 2 3 4 5 6 7 8

Thousand hours

Pe

rce

nta

ge

of

He

at

Lo

ad

Load Bio CHP Gas turb

Gas engine Many CHPs

Page 49: 12 säästvat inseneriprintsiipi: Energia säästvuse problemaatika elektrienergia toomise aspektist

Power to Heat Ratio in CHP

-

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

0.4 0.6 0.8 1.0

Relative Fuel Load

Gas Turbine CHP

Solid Fuel CHP

CHP Engine

Combined Cycle CHP with Gaseous Fuels

Page 50: 12 säästvat inseneriprintsiipi: Energia säästvuse problemaatika elektrienergia toomise aspektist

• Kas säilitada kaugküte?

Jah, kui koostootmise rakendamine on tehniliselt võimalik ja majanduslikult (arvestades loomulikult ka kaugkütte renoveerimise ja optimeerimise kulutused) tasuv. Kaugkütte renoveerimine ja majandamine peab tagama olukorra, kus kliendid on rahul, soojuse hind ja kvaliteet on konkurentsivõimeline lokaalküttega. Nii luuakse eeldus koostootmise rakendamiseks.

• Koostootmine ja elekter põlevkivibaasil?

Page 51: 12 säästvat inseneriprintsiipi: Energia säästvuse problemaatika elektrienergia toomise aspektist

Aastal 2011 Eesti tarbeks võrku antav prognoositav aastane koormuskõver

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000

aeg, tundides

MW

jaanuar…….. …….detsember

Page 52: 12 säästvat inseneriprintsiipi: Energia säästvuse problemaatika elektrienergia toomise aspektist

Kokkuvõte koostootmise potentsiaalist:

• Koostootmise potentsiaal Eestis (Balti regioonis) on suhteliselt suur, majanduslikud ja tehnilised eeldused olemas:– Linnades, suuremates asulates on toimiv kaugküttevõrk.– Kohalik tööstus on suhteliselt energiamahukas.– Gaaskütuse ja arenenud gaasivõrgustiku olemasolu. Biokütuste

võimalik kasutatavus.– Elektritarbimise kasv regioonis, investeeringute ja tehnoloogia

uuenduste vajadus olemasolevates kondensatsioonjaamades.– Suurenevad nõuded keskkonnale.

Page 53: 12 säästvat inseneriprintsiipi: Energia säästvuse problemaatika elektrienergia toomise aspektist

Kokkuvõte

Tänane energiapoliitika tuleneb kolmest olulisest suundumusest:

• Energiasäästlikkus

• Keskkonnakaitse (näitena Kyoto Protokoll, mis sätestab kasvuhoonegaaside piiramist)

• Energiaturu liberaliseerimine


Recommended