Slama - vykurovacie médium pre sídlisko

Cenový vývoj na trhu s klasickými palivami používanými na priemyselnú výrobu tepla a následnú obmedzenú platobnú schopnosť konečných odberateľov, ktorý v našom prípade sú prevažne obyvatelia sídlisk vytvorili na Raden enormný tlak, aby svoje úsilie orientoval na racionalizáciu výroby a distribúcie tepla s cieľom dosiahnutia čo najnižších cien tepla pre konečných obyvateľov. Skutočnosťou je, že ceny tepla od Radenu patria na trhu SR medzi jedny z najnižších. Na úkole spolupracovalo aj vedecko - pedagogické pracovisko TU v Košiciach, Strojnícka fakulta, Katedra energetickej techniky.

Koncom roka 2004 sa Raden rozhodol plne sa orientovať na spaľovanie biomasy a pripravil a zrealizoval prvý funkčný pilotný projekt kotolne na spracovanie biomasy v Dobšinej s výkonom 500 kW (písali sme o nej v AE 3/05).

V prospech tohto rozhodnutia existovali dva relevantné dôvody. Tým prvým je dokázateľná existencia dostatku biomasy, ktorá je v podmienkach SR len čiastočne využívaná na energetické účely a na výrobu stavebných materiálov, vo veľkej miere je však exportovaná do zahraničia.

Pohľad do skladu slamy

Pohľad na dopravník a rozdružovač slamy

Doprava rozdruženej slamy do špeciálneho horáka

Druhým dôvodom sú prijateľne ceny biomasy, ktoré sa pohybuju v rozmedzí 200 - 1 200 Sk/t. Po hlbšom preskúmaní zásobovacích možností sa zdá byť reálnou aj cesta vlastnej produkcie biomasy, na ktorej v súčasnosti fi rma Raden Košice buduje svoju energetickú stratégiu.

Potom s prihliadnutím na možnú palivovú základňu bola určená lokalita a tepelný výkon, ktorý by bol v danej lokalite optimálny. Nasledovala predprojektová a projektová príprava stavby, ktorá bola rozdelená na dve samostatné stavby a to výstavba skladu surovej biomasy - slamy a realizácia kotolne na spaľovanie slamy na sídlisku obce Turňa nad Bodvou.

Základné parametre vybranej kotolne

Kotolňa v Turni nad Bodvou bola naprojektovaná na základe existujúcich technológií českého výrobcu fi rmy Verner, na základe výsledkov vo verejnej súťaži najmä technickými parametrami a cenovými a platobnými podmienkami dodávaných technologických celkov. Kotolňa pracuje so spaľovaním biomasy - slamy. V kotolni je ešte pretlakový kotol na zemný plyn Viessmann s výkonom 3,2 MW.

Kotolňa zásobuje teplom základnú školu, takmer 300 bytov, slobodáreň a obchodné a iné terciálne priestory s rozlohou cca 100 m².

Ako palivo slúži pšeničná slama s výhrevnosťou Q₂ = 14,3 GJ/t. Celkový tepelný výkon kotolne 600 kW zabezpečuje kotol Verner Golem.

Pohľad na horák a za ním umiestnený kotol

Balíky slamy idú dopravnou cestou do rozdružovača - drviča slamy, ktorý upraví slamu na veľkosť vhodnú pre spaľovanie v horáku, do ktorého sa slama dostáva prostredníctvom dvoch sústav závitovkových dopravníkov, ktoré končia v ústi horáka. Pred kotlom je do dopravných ciest zaradené aj dávkovanie stabilizačného paliva (orechových škrupín), pre prípad zníženej kvality hlavného paliva pod projektované hodnoty. Prevádzkový zásobník stabilizačného paliva je plnený priamo zo skladu paliva a stabilizačné palivo sa dostáva do dopravných ciest slamy prostredníctvom malého závitovkového dopravníka. Doprava popola z kotlov do zásobníkov (popolníc) je automatická prostredníctvom závitovkových dopravníkov. Odvod spalín je realizovaný dvomi samostatnými dymovodmi Ø200 s cyklónovými odlučovačmi tuhých častíc a dvomi samostatnými trojplášťovými komínmi Ø200 s ušľachtilej ocele s nosnou oceľovou konštrukciou. Regulácia výkonu kotolne je automatická vrátane riadenia spaľovacích procesov v obidvoch kotloch, ktorú zabezpečujú 2 ks LAMBDA sondy a riadiaci systém vyhodnocujúci ich informácie a ovládajúci dopravné cesty palivá, primárne a sekundárne ventilátory spaľovacieho vzduchu a spalinové ventilátory. Obsluha kotolne je občasná a pozostáva len z kompletnej kontroly všetkých zariadení a výmeny plných popolníc za prázdne. Požiarna bezpečnosť skladu paliva je zabezpečená vodnou sprchou v dopravných cestách, ktorá ich zatopí v prípade zvýšenia teploty v nich nad stanovenú hodnotu.

Pohľad na cyklónové odlučovače

Zapaľovanie kotlov je plne automatické horúcim vzduchom.

Niektoré ekonomické ukazovatele výroby tepla z biomasy - slamy

Budúce nízke prevádzkové náklady na výrobu tepla z obnoviteľných zdrojov na jednej strane znamenajú prínos v oblasti znižovania zaťaženia životného prostredia, avšak na strane druhej aj vysoké investičné náklady na prípravu a dopravu paliva, na spaľovacie technológie, na činnosti spojené s odvozom popola v porovnaní s plynovou kotolňou pri rovnakom ekvivalente vyjadrenom napr. inštalovaným výkonom kotolne.

Optimalizačné ekonomické výpočty preukázali, že návrh kotolne s rovnakým inštalovaným výkonom avšak s inou palivovou základňou (technológia na spaľovanie biomasy - slamy) neumožňuje nahradiť 100 % doteraz inštalovaného výkonu v existujúcej plynovej technológii, ale môže byť len náhradou určitej časti bázického a pološpičkového tepelného výkonu zdroja.

Druhým vážnym problémom bola už v prípravnej fáze úprava až nezdravo optimisticky verejne šírených informácií o potenciály zdrojov biomasy (či drevnej štiepky, či slamy) a o jej cene na východnom Slovensku do podoby aspoň zmluvy o budúcej zmluve. Firma Raden Košice, musela z tohto dôvodu kúpiť vlastné zariadenie na prípravu balíkov slamy.

Po zhodnotení vlastných možností a po verifi kácii dostupnosti "fondov z EÚ" s ohľadom na významnosť akcie a lobovaciu náročnosť ich získavania, sa rozhodlo vedenie spoločnosti pre fi nancovanie stavby prostredníctvom úveru 90 % z banky a 10 % z vlastných prostriedkov.

Zhrnutie doterajších poznatkov

Po takmer štvormesačnej prevádzke (pri projektovanej kapacite) je možné konštatovať, že zvolená technológia môže bežne dosahovať priemerné denné využitie cca 100 % menovitého výkonu v teple a to aj v podmienkach, kedy je vlhkosť slamy väčšia ako 25 %.

Tieto skutočnosti potom Radenu Košice, ktorá je v energetickom hospodárstve obce Turňa nad Bodvou operátorom na dvoch zdrojoch s prijateľnými sekundárnymi rozvodmi, umožňujú v roku 2006 realizovať dodávku tepla odberateľom v cene s DPH (pre porovnanie cena tepla v roku 2005):

Hodnota v roku 2005 je prakticky vyššia o 80,- SKK/GJ, pričom cena pre rok 2006 je inertná voči vonkajším vplyvom súvisiacim s rokom 2005 v oblasti vstupov či iných povinností. Na toto isté obdobie (rok 2005) je predajná cena u najväčšieho dodávateľa tepla v Košiciach TEHO s.r.o. Košice s DPH 579,65 SKK/GJ. Avšak tu je potrené zdôrazniť skutočnosť, že v Košiciach sa jedná o kombinovanú výrobu tepla a elektriny, čo z hľadiska porovnávania ceny energie značne znevýhodňuje zdroje tepla vyrábajúce len toto energetické médium.

Variabilná zložka ceny tepla zo slamy, kde je náklad 1 060,- SKK/t (spolu s nákladmi na pohon dopravníkov, ventilátorov a riadiacich systémov) je nižšia o viac ako 160,- SKK/GJ pre obyvateľov Turne nad Bodvou.

Záver

V závere je možné konštatovať nasledovné:

1. Metóda EPC (Energy Performance Contraining) zavádzaná od roku 1996 Ministerstvom hospodárstva a Ministerstvom fi nancií SR sa ukázala ako veľmi životaschopná v znižovaní nákladov na vykurovanie a naviac odbremenila orgány samosprávy od veľmi nepríjemnej povinnosti a to výkonu energetického hospodárstva v teréne.

V tejto súvislosti je možné za pozitívum považovať poslednú novelu energetického zákona SR z roku 2004, ktorá ukladá obciam povinnosť vypracovať energetickú koncepciu každej obce a tým vytvoriť podmienky pre vyvážený technický a ekonomický rozvoj energetického hospodárenia obcí.

2. Energiu biomasy je možno využiť aj pre podnikanie s teplom, ak to ekonomika dovolí. Ide predovšetkým o to, aby budúci regulovaný subjekt dodávajúci teplo už v prípravnej fáze vykonal dostatok analytickej a optimalizačnej práce, najmä s umiestnením inštalovaného výkonu kotlov do ročného diagramu zaťaženia a predchádzal tak bankrotu (najmä s ohľadom na 250 až 300 % investičnú náročnosť oproti plynofi káciám) resp. prechodu obyvateľov na individuálne bytové kúrenie, čo v konečnom dôsledku spôsobí bankrot dodávateľa tepla tiež, ale nezníži našu závislosť na dovoze drahého zemného plynu (dovoz do SR je na úrovni 100 % z Ruskej federácie).

Substitúcia tohto zdroja za obnoviteľný zdroj energie, akým biomasa určite je, znamená tiež napĺňanie ratifi kovaných dokumentov EÚ z oblasti environmentálne udržateľného rozvoja.

Príspevok vznikol za láskavej podpory agentúry VEGA, konkrétne grantu VEGA č.1/1105/04.