Prva referentna kogeneracija na biomasu firme Polytechnik u Jugoistočnoj Evropi

Pilana Cedar iz Vrbovskog iz Hrvatske, jedna od najvećih pilana tvrdog drveta u Evropi, prepoznala je prednosti rešenja austrijske kompanije Polytechnik. Projekat je upravo u fazi puštanja u pogon. Ukupna investicija u obnovu cele pilane iznosi 30 mil. evra.

Pilana Cedar iz Vrbovskog (Hrvatska) kao sirovine za proizvodnju koristi tvrdo drvo, bukvu, pri čemu se proizvodi parena bukva, neparena bukva, bukovi elementi, ogrevno drvo, pelet, višeslojna građa i drvna sečka. Iz procesa proizvodnje se kao otpad dobijaju čista kora, okrajci i iverje, odrubci, piljevina i strugotina. S porastom cena energetskog drveta, energetsko iskorištavanje šumske biomase postaje konkurentno materijalnom iskorištavanju drveta.

Kapacitet pilane je 200 000 m³ bukovih trupaca godišnje, a kapacitet sušara je 157 000 m³ godišnje. Planirani rad energane je oko 8000 radnih sati. Ako se uzme u obzir da oko 8% trupca predstavlja kora, onda se dobija da na godišnjem nivou pilana raspolaže s oko 16 000 m³ kore.

Sumirano: kora, crna sečka prema EN 14 961-1 : 2010, M50/P100/A3 s N0,5/Cl0,03/S0,02

Ostaci se koriste, npr. u samoj drvnoj i drvnoprerađivačkoj industriji (npr. za zagrijavanje sušara). Uz to, drvni ostaci lošijeg kvaliteta kao što su, na primer, odrubci sve se više oplemenjuju ili prerađuju (npr. seckanjem). Za energetsko iskorištavanja zbog toga u obzir pre svega dolazi drvna sečka s korom (tzv. crna drvna sečka) koja se, dobija od okrajaka i iveraka. Strugotina i piljevina koje takođe nastaju kao ostaci, se zbog male gustoće redovno povezuju s visokim troškovima prevoza i skladištenja. Glavni energent je kora koja se dobija otkoravanjem trupaca na ulazu u proces proizvodnje pilane. Kora je sirova, uglavnom s udelom vode od 50%, dok je udeo pepela 3 - 5%.

Energija goriva (kore, sečke) se u ložištu pretvara u toplinu koja se dalje prenosnikom energije (termouljem) prenosi na izmenjivaču termooulje - silikonsko ulje u postrojenju s ORC-om

Glavni razlog za izgradnju nove energane je proizvodnja toplotne energije za potrebe sušara, kao što je ranije spomenuto. Sušare koriste toplu vodu na temperaturnim nivoima 90/60 °C. Zavisno o radu sušara, menja se i opterećenje samog kotla jer je ponekad zbog smanjene proizvodnje potreban samo deo nazivnog učina. Suši se 340 dana u godini, a ukupni godišnji kapacitet sušara je 157 000 m³. Zbog velikog broja radnih sati, 8000 h, odlučeno je izgraditi kogeneracijsko postrojenje kako bi se maksimalno izvukla korist iz investicije. Kombinovana proizvodnja toplotne i električne energije uz primenu organskog Rankineovog ciklusa s termouljnim kotlom je rešenje koje je primenjeno u tom slučaju.

 Trodimenzionalni model postrojenja

Osnovne osobine postrojenja su sledeće:

• učinak ložišta: 11 370 kW
• učinak kotla: 9790 kW
• korisni toplotni učinak: 7928 kW
• bruto električna snaga: 1862 kW
• neto električna snaga: 1784 kW
• potrošnja goriva: 5053 kg/h
• ukupna toplotna učinkovitost postrojenja: 70,4%
• ukupna neto električna učinkovitost postrojenja: 13,1%
• ukupna neto učinkovitost postrojenja: 83,5%
• godišnja raspoloživost postrojenja: 8000 h
• rad postrojenja pre čišćenja: 4100 h
• očekivani radni vek: 25 - 30 godina.

Prednosti proizvodnje električne energije sa snagom 1,8 MW u postrojenju s ORC-om u odnosu na parni ciklus u tom su projektu sledeće:

• potrošači su sušare pa promenjivo opterećenje zavisi od proizvodnog ciklusa
• naglasak je na proizvodnji toplotne energije s maksimalnom učinkovitošću u proizvodnji električne energije
• sistem je zatvoren, nema erozije, korozije, pripreme vode i gubitaka vode
• niži su troškovi održavanja, a zbog nižih temperatura i pritisaka, manja su opterećenja na opremu
• parcijalno opterećenje iznosi i do 25% maksimalne snage
• povećana je fleksibilnost
• pokretanje je brzo i jednostavno
• radne temperature i pritisci su niži
• raspoloživost postrojenja je 95 - 98%.

Tipični primeri skladišta biomase u drvnoj industriji - posao za Polytechnik

Iskorišćavanjem svih nusproizvoda prerade drveta, koji se smatraju neupotrebivim za dalju primenu za proizvodnju toplotne i/ili električne energije, zatvara se proces proizvodnje i ona postaje gotovo 100% učinkovita. Veliki broj radnih sati, potrošači toplote i povoljan energent omogućavaju ostvarivanje proizvodnje električne energije koja se smatra nusproizvodom u proizvodnji toplotne energije za potrebe sušara i donosi dodatnu zaradu ili vrednost. Uspešnim ugovaranjem za dugogodišnji otkup električne energije proizvedene iz obnovjivog izvora, osigurava se stabilnost i održivost procesa. Sve veća primena razvijenih i pouzdanih rešenja za proizvodnju električne energije iz čvrste biomase omogućiće većem broju potencijalnih korisnika, posebno u drvoprerađivačkoj industriji da uspješno ostvare projekte i zaokruže proces proizvodnje.