Biomasa a bioplyn ve službách energetiků

Jedním z perspektivních zdrojů výroby elektřiny v rámci Skupiny ČEZ je spalování biomasy. Právě na tuto část energetického mixu se Skupina ČEZ hodlá v budoucnu silněji zaměřit. Plány počítají také s výstavbou bioplynových stanic. V rámci portfolia obnovitelných zdrojů Skupiny ČEZ je biomasa druhou nejvýznamnější položkou po vodních elektrárnách. Pojem biomasa zahrnuje dřevařské, papírenské a zemědělské nezpracovatelné produkty či energetické plodiny. V konkrétní podobě (dřevní štěpka, piliny, peletky nebo i energetický šťovík a konopí) je Skupina ČEZ jako palivo používá v elektrárnách Hodonín, Poříčí a Tisová a v teplárně Dvůr Králové. V Polsku je spoluspalování biomasy s uhlím realizováno v elektrárnách Skawina a Chorzów ELCHO. V roce 2008 vyrobila Skupina ČEZ v domácích elektrárnách téměř 327 GWh elektřiny z biomasy. Ve srovnání s rokem 2007 jde o 31,2% nárůst. Za 12 měsíců roku 2008 se v elektrárnách Skupiny ČEZ v ČR spálilo více než 347 000 tun biomasy (vše formou spoluspalování s hnědým uhlím). V meziročním srovnání to znamená růst spáleného objemu o 43,8 %. Nejvýznamnější položkou v celkově spálené biomase v ČR byly loni rostlinné materiály (dřevní hmota) s více než 336 000 tunami, což je meziročně o 44,8 % více. Zmíněná produkce by pokryla roční spotřebu více než 93 000 domácností. Jde v tuto chvíli o nejdynamičtější oblast rozvoje obnovitelných zdrojů, když před třemi roky činila celoroční výroba z biomasy ve Skupině ČEZ pouze 115 000 MWh. Další potenciál skýtá dolnoslezská elektrárna Elcho, kde se koncem května 2008 s pozitivním výsledkem otestovala možnost spalování dřevěných pilin, briket a štěpků. Ročně by elektrárna Elcho mohla vyrobit až 80 GWh elektřiny z biomasy. Nejvíce elektřiny z biomasy vyrábí v rámci Skupiny ČEZ elektrárna Hodonín, která loni z biomasy vyprodukovala více než 149 GWh a meziročně zvýšila výrobu o 28,7 %. Cílovou metou by se zde v horizontu několika let mělo stát 300 000 MWh ročně. Největší meziroční nárůst zaznamenala elektrárna Poříčí (o 51,7 % na více než 120 GWh). Stanoveným cílem Skupiny ČEZ ve spalování biomasy v českých elektrárnách v průběhu několika let je hranice jednoho milionu MWh ročně. Elektrárna Hodonín je současně evropským unikátem v dodávce přeshraničního tepla, když z celkově ročně vyrobených 800 000 GJ tepla dodá 120 000 GJ do slovenského města Holíč. Jak to funguje? Biomasa je velmi složité palivo, protože podíl těkavé hořlaviny je velmi vysoký (u dřeva je 70 %, u slámy 80 %) a vzniklé plyny mají různé spalovací teploty. Proto se stává, že ve skutečnosti hoří pouze část paliva. Podmínkou dokonalého spalování je vysoká teplota, účinné směšování se vzduchem a prostor dostatečný k tomu, aby všechny plyny dobře shořely tam kde mají a nestávalo se, že budou hořet až v komíně. V elektrárnách se ještě před zavezením do kotle vytvoří smíšené palivo z uhlí a biomasy. Po namíchání pokračuje palivová směs dopravníky do fluidního kotle pro spoluspalování biomasy. Tento proces naopak nelze provádět v klasických kotlích např. severočeských elektráren, kde hoření probíhá velice rychle. Naproti tomu biomasa neshoří a pouze opálená zůstává v popelovinách. K čistému spalování biomasy jsou vhodné tzv. roštové kotle, které fungují např. v teplárně Dvůr Králové. Podle odhadů lze současný objem spalované biomasy v elektrárnách Skupiny ČEZ zvýšit až na trojnásobek dnešních stavů. Dosud tomu bránily nedostatečné kapacity zejména v systémech pro manipulaci a dopravu biomasy do kotle. To se rychle mění a např. v hodonínské elektrárně byly dokončeny úpravy těchto systémů, které jsou navrženy na zvýšení podílu spoluspalované biomasy do 60 % jmenovitého výkonu kotle FK2. Nedávno dokončený projekt modernizace fluidního kotle v Elektrárně Hodonín umožní nahradit až 60 % spalovaného lignitu biomasou. Provozem kotle na čistou biomasu docílíme vedle úspor lignitu také další podstatné snížení emisí škodlivin. Podle předběžných odhadů půjde až o 50% pokles. V areálu hodonínské elektrárny bylo vybudováno nové příjmové složiště biomasy a výrazně zkvalitněn její transport k vnějším dopravním pásům. Souběžně proběhla demolice odstavených uhelných bunkrů, výstavba nových sil na biomasu v kotelně i nových dopravních tras pro biomasy. Modifikací prošel také komplexní řídicí systém. Následně by měly podobnými úpravami projít i elektrárny v Tisové a Poříčí. Od 9. do 21. března proběhly v Hodoníně na kotli FK2 palivové zkoušky. V první polovině období probíhalo spalování směsi lignit + MUS, druhá část zkoušek byla ve znamení provozu na čistou biomasu. V současnosti probíhá analýza výsledků (např. porovnání nedopalu, porovnání volného CaO v popelovinách, srovnání emisí prachu, SO2 atd. Na jejich základě bude rozhodnuto o dalším postupu. Zkušenosti z kotle FK2 chtějí v Hodoníně využít pro úpravy kotle FK1, které jsou plánovány na rok 2010. Bioplyn ve znamení kogenerace Velký nástup se v příštích letech v rámci Skupiny ČEZ čeká od bioplynových stanic. Často se počítá s tzv. kogenerační výrobou, kdy je současně produkováno teplo i elektřina. Vstupními surovinami jsou kukuřičná siláž a vedlejší cukrovarské produkty. Ve fermentačních nádobách se uloží organické materiály bez přístupu vzduchu. Ty při fermentaci produkují bioplyn (s vysokým obsahem metanu), který je následně využit jako palivo k výrobě elektřiny. Kromě ní je výstupem také teplo v podobě horké vody. Samotné palivo (tedy kukuřičná siláž a řepné řízky a kořínky) je uloženo ve skladech i dostatečně překryto těsnicím materiálem. Fermentory - nádoby, v nichž dochází k produkci bioplynu - jsou pod střechou a takto utěsněny.