Možnosti spolu-spalování uhlí a biomasy

Verze PDF

Spalování uhlí spolu s biomasou se jeví jako životaschopná strategie k udržitelnému uspokojení poptávky po energiích a současně snižování emisí. Z technologického hlediska naráží ale spolu-spalovací proces na bariéru odlišných fyzikálních a chemických vlastností obou materiálů.
Spalitelná biomasa, coby uhlíkově neutrální složka, může zlepšit emisní bilanci uhelných elektráren, které zapracují do provozu spolu-spalitelné technologie. Funkční koncept je ale zapotřebí řešit přímo z hlediska konkrétního typu/druhu biomasy a užitého spalovacího procesu.

Využitelné výstupy: 
  • Jedním ze zásadních technických problémů je přizpůsobení spalovacích kotlů pro spolu-spalování, tedy samotný příjem upravené biomasy a rozemletého uhlí. Určitou cestu řešení nabízí nikoliv spolu-spalování, ale technologie spolu-zplynování.

 

  • Stávající dosažitelná energetická efektivita spolu-spalování se pohybuje mezi 36 – 44 %. Průměrná dosahovaná efektivita spolu-spalování činí jen 20 %. Technicky je přitom strop proveditelnosti blízký 50 % účinnosti. Technologie spolu-spalování je dosud využívána jen pro asi 5 % případů, přičemž okamžitá využitelnost biomasy pro spolu-spalovací proces činí asi 20 %.

 

  • Investice do úpravy stávající uhelné elektrárny pro proces spolu-spalování biomasy se pohybují od 430-500 $/kW (společná zavážka paliva, nižší účinnost spalovacího procesu) až po moderní modely nepřímé separované nakládky, 3000-4000 $/kW. Tyto ceny jsou řádově pořád nižší, než náklady na výstavbu čistě biomasu spalující elektrárny.

 

  • Průměrná cena na světovém trhu za pelety z biomasy je stále o 12 € /MWh vyšší než za uhlí.

 

  • Do roku 2010 realizovalo projekty spolu-spalování více než 150 uhelných elektráren (USA 40, Švédsko 15, Německo 27, Finsko 14). Nejefektivněji se zatím tento model jeví ve Velké Británii, kde je tímto způsobem generováno 7 % národní spotřeby.

 

  • Z chemického hlediska je problematická zejména devolatilizace, tj. odstranění těkavých látek, ke kterému dochází při termálním rozkladu organického materiálu (zejména CO2, CO, H2O, H2, CH4)

 

  • Zapracování biomasy do uhelné drti v rámci spalovacího procesu může částečně zmírnit negativa fosilních paliv (zejména pokud jde o emise oxidů síry, dusíku, uhlíku), prodloužit délku plamene, intenzitu žároviště i zkrátit délku hoření.
Grafické přílohy: 
Možnosti spolu-spalování uhlí a biomasy
Možnosti spolu-spalování uhlí a biomasy
Zdroj: 
Sahu, S.G., Chakraborty, N., Sarkar, P., 2014, Coal–biomass co-combustion:An overview, Renewable and Sustainable Energy Reviews,39. pp. 575–586
Zadal: 
Radomír Dohnal
EEA Grants Investice do rozvoje vzdělávání
Podpořeno grantem z Islandu, Lichtenštejnska a Norska. Supported by grant from Iceland, Liechtenstein and Norway.