Elektráreň Vojany zvyšuje podiel spoluspaľovania biomasy s uhlím
Foto: energia.sk/Michal Jesenič
Projekt spoluspaľovania biomasy a uhlia vo fluidných kotloch elektrárne vo Vojanoch sa spustil v roku 2009. Počas pilotnej etapy sa spustilo komerčné spoluspaľovanie drevnej štiepky v zmesi s čiernym uhlím na bloku č. 6 a to v podiele 4 % kalorickej hodnoty. V roku 2010 sa podiel spaľovanej biomasy zvýšil na aktuálnych 5 %. V praxi tento pomer znamená spotrebu 80 ton drevnej štiepky za deň.
Ekologický prínos
Druhá etapa ekologizácie výroby vo Vojanoch sa ukončila minulý rok. V obnovenom bloku č. 5, ktorý je v prevádzke od decembra 2012, sa dnes spoluspaľuje biomasa v podiele 20 % tepelného príkonu elektrárne. Denná spotreba dennej štiepky na piatom bloku sa aktuálne pohybuje v rozmedzí od 350 do 400 ton. Spoločnosť Slovenské elektrárne si v tomto roku stanovila za cieľ spáliť 72.500 ton biomasy. Mix čierneho uhlia a biomasy výrazne zníži ekologickú záťaž a zvýši efektívnosť prevádzky. Emisie oxidu uhličitého (CO2) v roku 2013 by sa mali znížiť o 91.000 ton.
V roku 2012 sa v závode Elektrárne Vojany vyrobilo 670 GWh elektrickej energie. Z toho čistá dodávka elektriny z biomasy vyrobenej v elektrárni dosiahla 26.137 MWh. V roku 2013 sa očakáva produkcia zelenej elektriny vo výške 70 tis MWh
Foto: energia.sk/Michal Jesenič
Drevná štiepka má zhruba tretinovú výhrevnosť v porovnaní s primárnym palivom elektrárne – čiernym antracitovým uhlím. „Výhrevnosť drevnej štiepky sa pohybuje na úrovni od 8 do 10 GJ. Čierne uhlie má výhrevnosť 22 až 27 GJ,” uviedol pre portál „energia.sk“ Ľubomír Maxim, riaditeľ prevádzky klasických elektrární SE. Plány Slovenských elektrární sú ale v tomto smere podstatne ambicióznejšie. V rámci tretej etapy projektu by sa podiel spoluspaľovania drevnej štiepky na bloku č. 5 mal navýšiť až na 20 % z celkového objemu spotrebovaného paliva.
Využitie biomasy vo Vojanoch ale s prihliadnutím na primárne zameranie tohto energetického zdroja má isté obmedzenia. Podľa Ľubomíra Maxima sa pri dvadsaťpercentnom spoluspaľovaní uhlia s biomasou neohrozuje flexibilita kvalitného poskytovania podporných služieb.
Do závodu vo Vojanoch sa biomasa dopravuje kamiónmi. Podľa šéfa elektrárne Ondreja Marcinčáka sa uvažovalo aj o ekologickejšom spôsobe dopravy. Využitiu širokorozchodnej železnice pre import biomasy z Ukrajiny ale v súčasnosti bránia logistické obmedzenia. Pre jej uskladnenie bola vybudovaná skládka a v roku 2010 sa rozhodlo o jej kompletnom zastrešení. Nachádza sa hneď vedľa rozsiahlej skládky s čiernym uhlím.
Foto: energia.sk/Michal Jesenič
Zo skládky sa biomasa zbiera závitkovým dopravníkom a ďalej dopravuje pásovými prepravníkmi ku kotlom č.5 a č.6 s fluidnou cirkulujúcou vrstvou. Ďalším technologickým vylepšením bolo zariadenie, ktorým sa pre drevnú štiepku vytvoril samostatný vstup do spaľovacej komory. Inštalovaním kužeľového zásobníka sa biomasa dostáva do fluidných kotlov samostatne a nie spoločne s uhlím ako tomu bolo dovtedy.
Drevná štiepka sa priváža do Vojan v garantovanej kvalite, v stave pripravenom na spaľovanie. Ako doplnil Ľubomír Maxim, v závode majú k dispozícii špeciálne zariadenie s elektromagnetom, ktoré slúži na odlučovanie kovových častí. „Pokiaľ by sa tam nedopatrením dostal nejaký klinec alebo iná kovová časť, elektromagnet ich zachytí. Predídeme tým poškodeniu iných zariadení v prevádzke,” dodal.
Fluidná technológia spaľovania má vysokú účinnosť
Spoluspaľovanie biomasy a uhlia v Elektrárni Vojany I prebieha v dvoch fluidných kotloch č.5 a č.6. Modernizácia klasickej technológie spaľovania na spaľovanie vo fluidnej cirkulujúcej vrstve bola súčasťou programu obnovy a rekonštrukcie v rokoch 1997-2001. Fluidná technológia spaľovania sa vyznačuje vysokou účinnosťou. Zavedením tejto technológie sa minimalizovali nároky na obsluhu a údržbu a zhospodárnilo sa využívanie palív vo výrobnom procese. „Na výstupe z kotla existuje veľký cyklón, ktorý odlučuje nespálené časti a vracia ich naspäť do kotla. To sa opakuje až dovtedy, kým dokonale nezhoria,” vysvetlil princíp fungovania technológie Ľubomír Maxim.
Foto: energia.sk/Michal Jesenič
Spaľovanie paliva prebieha v kotloch pri teplote zhruba 900 °C. Bloky fungujúce na tejto technológii tak produkujú oveľa menej emisií než pri klasickom spaľovaní a vytvárajú vhodné prostredie pre odsírovací proces. Do spaľovacej komory sa pridáva vápenec, ktorý viaže síru z paliva a tým sa znižujú emisie oxidu siričitého (SO2). „Bloky č.5 a č.6 už teraz spĺňajú emisné limity, ktoré budú platné od roku 2015,” povedal Ondrej Marcinčák, riaditeľ závodu Elektrárne Vojany.
Výhodou fluidnej technológie je tiež možnosť využitia kvalitatívne rozdielnych palív prevažne s nízkoenergetickým obsahom. V roku 2010 sa tiež uskutočnilo skúšobné spaľovanie drevených peliet. Testy síce podľa riaditeľa závodu dopadli úspešne, ale v dôsledku nerentabilnosti sa z nákupu tohto ekologického paliva upustilo.
Biomasa – príležitosť pre región
Zvyšovanie spoluspaľovania biomasy vo Vojanoch by mohlo pomôcť zvýšiť zamestnanosť v ťažko skúšanom regióne na východe Slovenska. Závod v súčasnosti spotrebuje 400 až 480 ton drevnej štiepky za deň. Dodávateľom je osem spoločností, z toho šesť miestnych výrobcov. Zvyšok tvorí import z Ukrajiny a Maďarska. V okruhu 50 kilometrov od elektrárne sa podľa odborníkov nachádza 2 až 3-tisíc hektárov nevyužitej pôdy, ktorá je vhodná na pestovanie rýchlorastúcich plodín pre potreby elektrárne. Podľa Slovenských elektrární by to mal byť impulz pre región, aby sa tento nevyužitý potenciál v budúcnosti dokázal naplno využiť. Regionálni pestovatelia by podľa Slovenských elektrární boli schopní v trojročných cykloch dopestovať až 150-tisíc ton drevnej štiepky. Potenciál regiónu je však obrovský. „Spotrebu drevnej štiepky, ktorú môžeme spaľovať v našich zdrojoch, by sme boli schopní pokryť na 100 %,” uviedol ďalej riaditeľ závodu.
Foto: energia.sk/Michal Jesenič
Investície Slovenských elektrární do úpravy a výstavby nových technologických zariadení na spaľovanie biomasy dosiahli 1,9 miliónov eur. Riaditeľ závodu Ondrej Marcinčák upozornil na fakt, že prevádzka Elektrárne Vojany prebieha výhradne na komerčnej báze, teda bez akýchkoľvek štátnych dotácií. V dôsledku novelizácie zákona č. 309/2009 Z.z. o podpore obnoviteľných zdrojov energie totiž Slovenské elektrárne stratili nárok na podporu výroby elektriny z biomasy formou doplatku.
Brzda a plyn elektrizačnej sústavy
Elektrárne Vojany sa nachádzajú v okrese Michalovce na východnom Slovensku. Výstavba sa začala začiatkom šesťdesiatych rokov 20. storočia a jednotlivé bloky elektrárne (6×110 MW) sa uvádzali do prevádzky v rokoch 1965-1966. Projektovaná životnosť Elektrárne Vojany I bola pôvodne 20 rokov.
Závod v súčasnosti pozostáva z dvoch energetických výrobní: Elektrárne Vojany I (4×110 MW) a Elektrárne Vojany II (4×110 MW). V EVO 1 sú v súčasnosti využívané inovované bloky č.1 a č.2 a nové bloky č.5 a č.6. Inštalovaný výkon tepelnej elektrárne Vojany predstavuje 880 MW. V súčasnosti poskytovaný disponibilný inštalovaný výkon je 440 MW. Palivovú základňu EVO 1 tvorí čierne antracitové uhlie. Čierne uhlie sa dováža z Ruskej federácie využitím širokorozchodnej trate, ktorá ústi priamo do závodu. Skládka uhlia v priestoroch závodu má kapacitu 400-tisíc ton. V praxi by tak elektráreň bez prísunu paliva a s využitím plnej skládkovej kapacity uhlia dokázala fungovať 60 dní.
Foto: energia.sk/Michal Jesenič
V roku 1997 sa spustil rozsiahly program obnovy a rekonštrukcie závodu Elektrárne Vojany. V rámci spomínaného programu sa v priebehu rokov 1997-2001 uskutočnilo odsírenie a denitrifikácia blokov č.1 a č.2 EVO I. Súčasťou opatrení bola aj obnova blokov č.5 a č.6 EVO I výmenou klasickej technológie spaľovania na spaľovanie vo fluidnej cirkulujúcej vrstve. Obnovením blokov elektrárne došlo k zmene vlastností produktov spaľovania. Slovenské elektrárne preto pristúpili k zmene technológie odberu popolovín, dopravy aj spôsobu ich ukladania. Všetky opatrenia spĺňajú environmentálne požiadavky v zmysle platnej legislatívy.
Po ukončení prvej etapy spoluspaľovania biomasy v EVO 1 v roku 2009 sa palivová základňa závodu rozšírila o drevnú štiepku. V súčasnosti zakonzervované zariadenie EVO II využíva ako palivo zemný plyn a ťažký vykurovací olej – mazut.
Foto: energia.sk/Michal Jesenič
Elektráreň vo Vojanoch na rozdiel od jadrových elektrární neprodukuje bázovú elektrinu, ale plní nezastupiteľnú úlohu v slovenskej elektroenergetike. Jej hlavným poslaním je poskytovať podporné služby prenosovej a elektrizačnej sústave. Predovšetkým bloky č.5 a č.6 EVO I disponujú širokým regulačným rozsahom. „Dokážu regulovať od 50 do 110 MW a poskytujú primárnu, sekundárnu a terciárnu reguláciu,” uviedol pre portál „energia.sk” riaditeľ závodu Ondrej Marcinčák.
Inovované bloky č.1 a 2 závodu EVO 1 spĺňajú emisné limity do konca roka 2015. Po tomto termíne sa musia buď odstaviť alebo zrekonštruovať na iný typ spaľovania. Európska legislatíva umožňuje ešte tretiu možnosť. „Ďalšou možnosťou je, že rezort životného prostredia im udelí výnimku a predĺži ich životnosť až do roku 2023,” vysvetlil Marcinčák. Ako ďalej doplnil, takéto riešenie by pre bloky znamenalo obmedzený prevádzkový režim. Slovenské elektrárne podľa neho už o udelenie výnimky požiadali.
Obnovenie prevádzky Elektrárne Vojany II je nepravdepodobné
Bloky Elektrárne Vojany II v súčasnosti nie sú prevádzkované z dôvodu vysokých nákladov na výrobu elektrickej energie. Výstavba EVO II sa začala koncom 60. rokov minulého storočia. Pôvodný plán rátal s využitím čierneho uhlia ako paliva. Sovietsky zväz nebol schopný pokryť plnú spotrebu budúcej elektrárne a preto došlo k zmene palivovej základne EVO II na ťažký vykurovací olej. Jednotlivé bloky sa uviedli do prevádzky v priebehu rokov 1973-1974. Výrobňa dosiahla plný inštalovaný výkon 660 MW v septembri 1974, kedy sa blok č. 6 uviedol do skúšobnej prevádzky. Energetická kríza v roku 1978 spôsobila, že došlo k obmedzeniu dodávok ťažkého vykurovacieho oleja. Následne bolo prijaté rozhodnutie, že bloky EVO II prejdú rekonštrukciou a budú upravené na spaľovanie zemného plynu.
Foto:energia.sk/Michal Jesenič
Vzhľadom na aktuálnu situáciu na globálnom trhu so zemným plynom je ich opätovné uvedenie do prevádzky málo pravdepodobné. Naposledy bol jeden z blokov v mimoriadnej prevádzke v roku 2006 počas obdobia veľmi tuhej zimy. „Blok sme nabiehali aj kvôli tomu, aby nám nezamrzlo technologické zariadenie, ktoré bolo v tom čase zavodnené,” vysvetlil pre portál „energia.sk” Ľubomír Maxim. Doba mimoriadnej prevádzky blokov bola veľmi krátka. Ako ďalej doplnil šéf prevádzky klasických elektrární SE, išlo o obdobie troch dní až jedného týždňa
V druhej polovici 90. rokov sa ešte realizoval projekt denitrifikácie blokov EVO II s cieľom zníženia hodnôt NOX. Bol súčasťou programu Obnovy a rekonštrukcie Elektrárne Vojany. V rokoch 1997-2000 došlo na blokoch č.1-4 k výmene existujúcich horákov za nízkoemisné, ktoré spĺňali platnú legislatívu v oblasti ochrany životného prostredia. Súčasťou stavby bol aj systém kontroly riadenia a kontinuálne meranie množstva vypúšťaných emisií.
© energia.sk
K téme
