POWER GEN EUROPE 2009

Třebaže ČR ve své době patřila mezi technicky vyspělé země a její teplárenství náleželo mezi nejvýznamnější v Evropě, současný stav je výrazně jiný. Technicky nemáme světu co nabídnout. A pokud přece jen něco konkrétního v některých firmách umí, pak to zpravidla nedokážeme světu ukázat. Součástí posledního Power Genu byl rozsáhlý odborný program. Na fundované konferenci však nevystupoval žádný český odborník. Ať už ve službách mateřské české firmy, či ve službách zahraničního vlastníka. Květnový Kolín nad Rýnem hostil pod heslem Meeting the energy Challenge nejprestižnější a největší evropskou trojici výstav energetických technologií a s tím spojené konference POWER-GEN EUROPE, RENEWEBLE ENERGY WORLD a POWERGRID EUROPE. Nebyla to jeho energetická premiéra. Kolín je pro pořadatele zaslíbené město: POWER GEN EUROPE se tu konal naposledy v roce 2006. Akce tradičně pořádala britská společnost PennWell International Power Group. Zúčastnilo se jí na 15 000 registrovaných návštěvníků. Konference všech tří akcí byly rozděleny do 11 témat. Proběhlo 75 sekcí, na nichž vystoupilo 250 speakerů. Na výstavě bylo zastoupeno 500 společností prezentujících výrobní technologie, technická řešení, software a servisní služby. Před zahájením POWER GEN prohlásil evropský komisař pro energetiku Andris Piebalgs, že technologie výroby energie z obnovitelných zdrojů je jeden z pilířů evropské energetické politiky a je nutností k dosažení cílů stanovených klimatických změn. Akce je tradičně zahájena společnou Joint Opening Keynote Session, která je stejná pro všechny tři konference. Vlastní konferenci POWER GEN tradičně zahájil Nigel Blackaby. Byla rozdělena do 7 témat se zaměřením na: Strategie pro evropský obchod; Snižování emisí a technologie Carbon capture storage; Výroba elektrické energie spalováním plynu; Výroba elektrické energie spalováním uhlí, biomasy a jaderné elektrárny; Elektrárny a jejich řídicí systémy; Provoz, údržba a optimalizace provozu elektráren; Decentralizovaná výroba energie, kombinovaná výroba tepla a elektřiny a energetické využití biomasy. Celá akce vyjadřovala tři základní myšlenky současné energetické politiky vyspělých zemí ve světě a v Evropě: Zvýšení účinnosti současných zdrojů elektrické energie použitím nových technologií, ať už při retrofitech stávajících, anebo při výstavbě nových zdrojů. Maximální využití obnovitelných zdrojů (energie biomasy, vodní energie, energie slunce, geotermální energie, energie větru, energie mořských vln apod.) s cílem snížit emise CO2 a skleníkových plynů. Posílení účinnosti všech spotřebičů energie, jež v konečném efektu přinese snížení spotřeby energie a snížené zatížení životního prostředí. Tyto tři základní myšlenky jsou obsaženy rovněž v klimaticko-energetickém balíčku Evropské komise „20-20-20“. Dr. Johannes Lambertz (prezident a výkonný ředitel RWE Power AG) ve svém příspěvku na Joint Opening Keynote Session mj. zdůraznil, že Evropa je technologickým leaderem v oblasti účinnosti uhelných elektráren. Průměrná celosvětová účinnost uhelných elektráren činí 31%. Účinnost samotných evropských elektráren je 38 %. Elektrárny v USA a v Číně dosahují účinnosti 30 %. Účinnost připravované elektrárny Wilhelmhaven 500 MW (na černé uhlí) je na hranici 50 %. Uvedl, že Evropě je přiřazena klíčová role v transferu technologií. To vyplývá ze skutečnosti že 65 % evropských tepelných elektráren je ve II. polovině své životnosti a studie předpokládají, že do roku 2030 bude nutné vybudovat nové kapacity (nebo náhrady stávajících kapacit) o celkovém výkonu 740 GW, a to v členění: 150 GW uhlí, 180 GW olej a plyn, 30 GW jádro, 50 GW voda, 200 GW vítr, 130 GW ostatní. Při požadavku na splnění snížení emisí CO2 to znamená, že cca 20 % nově budovaných zdrojů by mělo být s technologií CCS (Carbon capture storage). Při uvažovaném jednotkovém výkonu 800 MW to přestavuje cca 40 takto vybavených elektráren. Dr. Joachim Schneider (prezident ABB a člen vedení ABB AG) ve svém příspěvku „Nové elektrárny potřebují nové sítě – šance pro investování v Evropě“ uvedl, že spotřeba energie v SRN v roce 2005 činila 530 TWh a trendy pro rok 2025 jsou v rozmezí +63 % a –36 %. Byly definovány požadavky na Smart Grid, které musí přizpůsobit produkci a dodávku energie ke spotřebě. Přitom je nutné umožnit přístup zdrojů všech typů a velikostí. Musí umožnit interakci a komunikaci mezi zdroji, distribucí a přenosem a spotřební stranou. Nutný je efektivní, spolehlivý provoz a minimální výpadky přenosu a distribuce. Smart Grid musí nabídnout nejefektivnější řešení pro budoucí požadavky. Wolfgang Dehen (výkonný ředitel a člen vedení SIEMENS AG) se vyslovil za zavedení integrovaného energetického systému. Důvodů je podle něj několik: demografický vývoj, kdy Země v roce 2020 bude mít 7,5 miliardy obyvatel a 27 megacities s více než 10 miliony obyvatel; klimatické změny, kdy se zvyšují požadavky na dlouhodobé snížení emisí skleníkových plynů; bezpečnost dodávek palivoenergetických zdrojů, kdy 70 % ložisek ropy a zemního plynu je v několika málo zemích s nepříliš stabilními režimy. Scénář globálního energetického mixu pro rok 2030 vychází z celkové spotřeby 21 000 TWh v roce 2008, kdy podíl OZE (bez vodní energie) činil 3 % s meziročním nárůstem 2,6 %, na konečných 37 000 TWh s celkovým podílem OZE 14 %. Z toho vyplývá, že fosilní paliva tvoří a budou nadále představovat základ energetických zdrojů. Podíl OZE však bude již významný. Definoval 3 základní kroky k dosažení únosného a trvale udržitelného systému zásobení energií : nasazení OZE (zejména vítr a slunce), využití plynových zdrojů a paroplynových cyklů s velkou účinností, s nízkými emisemi a s rychlým startem, nasazení nízkoemisních uhelných zdrojů v základním pásmu zatížení, zdrojů IGCC, nukleárních zdrojů a vodních zdrojů. Zde je nutné připomenout podíl firmy Siemens na největší větrné offshore farmě London Array s instalovaným výkonem 630 MW (175 turbín, jmenovitý výkon 3,6 MW); zvýšení účinností po celé délce řetězce výroby, transformace, přenosu, distribuce a spotřeby elektrické energie. Zatím největší dosažená účinnost plynové turbíny firmy Siemens o výkonu 340 MW byla dosažená v kombinovaném cyklu 60 % ( světový rekord). Oproti běžně dosahované účinnosti 58 % znamená roční úsporu emisí 40 000 t CO2. Siemens se aktivně podílí na vývoji dálkového přenosu elektrické energie z vodních elektráren v Číně, kde připravuje dálkový přenos výkonu stejnosměrným vedením o kapacitě 5000 MW s napětím 800 kV na vzdálenost 1400 km. Rozdíl účinností stejnosměrného přenosu v hodnotě 96–97 % a střídavého přenosu v hodnotě 93–95 % přináší značné úspory energie a emisí. Důležitým krokem je systémová optimalizace prostřednictvím Smart Grid, kdy obousměrně komunikují všechny tři základní členy elektrizační soustavy – zdroje, přenosy, distribuce a významné spotřebiče vybavené Smart měřením. Ústav jaderného výzkumu Řež (jako jediná česká firma na konferenci) předsedala 4. sekci „COAL, NUCLEAR & BIOMASS GENERATION“, v části Large Plants and Steam Turbines – Towards 700 °C. Přednáška „660MW Supercritical Boiler for the Next Brown Coal Fired Plant Generation Ledvice“ od trojice autorů (Stamatelopoulos – Alstom Power, Randák – ČEZ, a Ambrož – Škoda Praha Invest) měla mimořádný úspěch a obdržela hodnocení 90 bodů ze 100. Zaujal rovněž Lubor Žežula z Ústavu jaderného výzkumu Řež, a.s., s přednáškou „Preparatory Studies for New Nuclear Power Source for the Czech Republic“, zabývající se problematikou přípravy nového jaderného zdroje v ČR. Zajímavé pro dukty a prezent ace Ústředním exponátem jednoho z největších hráčů na trhu – výrobce, distributora a dodavatele elektrické energie a zemního plynu v SRN firmy RWE Power – byla vizualizace vyvíjené a zkoušené technologie vypírky oxidu uhličitého ze spalin uhelných elektráren, jeho následné stlačení, transport plynovodem a následné vtlačení do zemných hlubin – technologie CCS (Carbon Capture Storage). Výzkumem a vývojem této technologie se intenzivně zabývají všechny firmy, které mají co říci v branži nových energetických technologií. V současné době se zkouší jednotlivé části technologie CCS, příp. demo verze. Do komerčního provozu by měla být uvedena kolem roku 2015. Rakouská firma Austrian Energy & Environment, do jejíhož portfolia patří i část bývalé První brněnské strojírny, prezentovala projekt, jenž řeší spalování biomasy, která může být za normálních okolností obtížně a nákladně likvidovatelný odpad. Jedná se o projekt BMC Moerdijk v jihozápadní části Nizozemska. Jako palivo používá 440 000 t odpadu z farem, kde se chovají kuřata (podestýlka a trus). V provozu je instalován parní kotel AE&E typu ECOFLUID (bubbling fluidised bed), který je schopen spálit palivo s výhřevností 3 až 20 MJ.kg-1. Vlastní palivo má výhřevnost 6 až 9 MJ.kg-1, parní kotel vyprodukuje za hodinu 132 t páry (67 barů, 487 °C). Za kotlem následuje kondenzační parní turbína s elektrickým výkonem 36 MW. Předpokládané roční využití je 8000 hodin. Předpokládaná roční výroba elektrické energie je 270 GWh. Elektrárna byla zprovozněna v září 2008. Investiční náklady dosáhly 150 mil. €. Obsluhu elektrárny tvoří 25 pracovníků. Firma ALSTOM prezentovala jako příspěvek ke zvýšení účinnosti elektrárny a snížení emisí CO2Project Claus C v nizozemském Maabrachtu, v jihovýchodním cípu země. Stávající konvenční parní elektrárna Claus B z roku 1978 (postavená na parní turbíně 640 MW s účinností výroby 40 % a parním kotlem spalujícím zemní plyn s parním výkonem 530 kg.s-1, 245 bar a 535 °C) bude nahrazena moderní technologií. Nové osazení elektrárny bude tvořit trojice plynových turbín ALSTOM typu GT 26 se vzduchem chlazeným generátorem ALSTOM TOPAIR 400 MVA a parogenerátorem HRSG. Parogenerátory jsou napájeny ze společné napájecí nádrže. Jejich výstupy jsou spojeny a přivedeny na retrofit původní parní turbíny s elektrickým výkonem 478 MW. Kompletní paroplynový cyklus bude mít elektrický výkon 1280 MW, sníží emise o 40 % a celková účinnost vzroste z původních 40 % na konečných 58,5 %. Finská firma METSO, resp. její joint venture MW POWER, s další finskou firmou Wärtsilä představila 2 verze modulového provedení tepelného zdroje na spalování biomasy pro výrobu elektřiny a pro kombinovanou výrobu tepla a elektřiny CHP s elektrickým výkonem 3–10 MW. Modulová řada Biopower 5 se spalováním biomasy BioGrate s rotačním kónickým roštem a výkonem kotle 18 MW má parametry páry 62 bar, 480 °C, elektrický výkon 2,6– 5,6 MW a tepelný výkon se liší podle provedení. Modulová řada Biopower 8 se spalováním biomasy v bubbling fluidised bed a výkonem kotle 29 MW vykazuje parametry páry 90 bar, 480 °C, elektrický výkon 7,6–9,6 MW a také její tepelný výkon se liší podle provedení. Dánská firma BABCOCK & WILCOX VÖLUND prezentovala řadu realizovaných projektů a referencí při využití tepla biomasy, odpadů a zplyňování dřeva. Ze zařízení na spalování biomasy lze uvést provoz Strängnäs Energi AB ve Švédsku. Tam byl vloni zprovozněn multifuel kotel (dřevní odpad/komunální odpad) s parametry páry 48 t.h-1, 482 °C, 72 bar, s parní turbínou s elektrickým výkonem 8 MW. Ze zařízení na spalování odpadů upoutal Reno Nord Aalborg o jmenovité kapacitě zpracovaného odpadu 20 t.h-1 a s výhřevností 12 MJ.kg-1. Za 1 hodinu vyprodukuje 79 t páry s parametry 425 °C, 50 bar. Parní turbína generuje elektrický výkon 18 MW. Z realizovaných provozů, kde se využívá technologie zplynování dřevěných třísek lze uvést teplárnu Harbo?re, kde se výstupní plyn ze zplyňovacího reaktoru po vyčištění využívá pro spalování v kotli a pro vytápění, příp. pro kogenerační jednotku pro kombinovanou výrobu tepla a elektrřiny. Ruská firma Technopromexpost Moskva prezentovala heliobarickou technologii TTORNADO. Využívá přímé solární radiace, energii větru a komínový tah teplého vzduchu s instalovaným elektrickým výkonem 150 kW a tepelným výkonem 350 kW. Zařízení se staví ve Volgogradském regionu a bude produkovat 1,2 GWh elektrické energie. Německá firma Kraftanlangen Mnichov prezentovala solární tepelnou elektrárnu v Jülichu, která byla zprovozněna v prosinci 2008. Sestává z 18 000 m2 zrcadlových ploch, které koncentrují sluneční záření na absorbér ve věži s výškou 60 m, kde se dosahuje teplota 700 °C. Horký vzduch z absorbéru je dmýchán do parogenerátoru. Pára z parogenerátoru má parametry: 485 °C a 27 bar. Elektrický výkon generátoru parní turbíny činí 1,5 MW. Kanadská firma Dynamic Fuel Systems Inc. předvedla generátor vodíku na bázi elektrolýzy vody Jetstar. Používá se v Kanadě a v USA. Vodík je přiváděn do sání dieselových motorů kamionů a stabilních dieselových motorů. Přisávání vodíku a jeho spalování má příznivý vliv na snížení spotřeby nafty pro pohon motorů a snížení emisí takto doplněného naftového motoru. Moderní plynové turbíny Plynové turbíny jsou důležitým prvkem výroby elektrické energie, ať už v jednoduchém otevřeném cyklu, anebo jako součást paroplynových cyklů. Bohužel, výroba plynových turbín pro energetické využití byla v ČR nenávratně zrušena a v podstatě zůstala jako součást malých energetických zdrojů v PBS Velká Bíteš. Rozsah spektra nejvyšších výkonů plynových turbín v zahraničí zahajuje kupř. Siemens s turbínou o výkonu 340 MW. Následuje řada výrobců – ALSTOM, GE Energy, Rolls-Royce, Kawasaki, Pratt&Whitney, TURBOMACH atd. – s turbínami a výkony v jednotkách až desítkách MW. Výkony ve stovkách kW až 1 MW pokrývají mikroturbíny TURBEC 100 a Capstone se svými výkony 30, 60, 200 kW a vícenásobným modulovým uspořádáním. Nizozemská firma MTT prezentovala mikroturbínu (palivo zemní plyn, propan butan) jako energetický zdroj pro rodinné domy a pohonnou jednotku pro parkující kamiony s elektrickým výkonem 3 kW a tepelným výkonem 15 kW. Zaujala rovněž Israel Electric Corporation Ltd. Tato národní elektrárenská společnost provozuje v Izraeli 71 elektráren s celkovým instalovaným výkonem 11 300 MW, z toho je cca 5000 MW na uhlí, zbytek na zemní plyn a topný olej. Česká účast na POWER GEN Tradičním vystavovatelem na Power Genu je plzeňská ŠKODA POWER, která uspěla svým řešením parní turbíny 135 MW pro paroplynový cyklus pro jordánskou elektrárnu Al Qatrana. Podruhé se na tomto veletrhu prezentovala ČKD Group: pochlubila se kontraktem, kdy její společnost ČKD Praha DIZ, postaví pro německého zákazníka za 50 mil. € závod na výrobu bioetanolu. Vstupní surovinou bude melasa dovážená z Brazílie. Produkt se bude přidávat do pohonných hmot. Na podmořském plynovodu North Stream získala zakázku za 17,8 mil. €. Z domácích projektů lze připomenout výstavbu energetického zdroje na spalování biomasy pro Plzeňskou teplárenskou. Tradičním vystavovatelem je rovněž Ústav jaderného výzkumu Řež, jenž má pod svými křídly divizi ENERGOPROJEKT, která je bývalým Energoprojektem. Stánek sdílel společně s firmou ZAT, Příbram, která zajišťuje řídící systémy technologických procesů, zejména elektráren. Firma se mj. podílí na modernizaci jaderné elektrárny Dukovany. Na společném stánku obou firem probíhaly téměř nepřetržitě jednání s partnery. Novým vystavovatelem byla kupř. firma Prague casting services, která využívá technologie a know-how z letecké výroby (Walter) pro výrobu přesných odlitků metodou voskového vytavitelného modelu z uhlíkových, korozivzdorných, tepelně odolných materiálů až po niklové a kobaltové superslitiny. Přesné odlitky v v rozmezí 4 g–60 kg jsou dodávány pro letectví, jaderné strojírenství, energetiku a zdravotnictví. Dalším novým vystavovatelem byla firma FANS, Hlinsko, která se prezentovala chladicími věžemi a chladicími okruhy pro energetiku. Posledním vystavovatelem byla brněnská firma Unis, která kromě elektronických komponentů silnoproudé elektrotechniky (měniče a regulátory) prezentovala společný projekt s britskou firmou Talbotts. Jedná se o zařízení na kombinovanou výrobu tepla a elektřiny spalováním biomasy. Pro výrobu elektrické energie je použita mikroturbína z PBS Velká Bíteš. Hnacím médiem je horký vzduch, který se ohřívá ve speciálním výměníku vytápěném biomasou. Elektrický výkon činí 100 kW, tepelný výkon 150 kW. Podle vyjádření vystavovatelů je v provozu 8 referencí ve Velké Británii a jedna ve Švýcarsku. A co kogener ace? Z výrobců pístových kogeneračních jednotek tradičně vystavovala firma Wärtsilä. Prezentovala kombinaci větrné elektrárny a pístové kogenerační jednotky jako řešení vyšší stability dodávky elektrické energie. Představila řešení kogeneračních jednotek, které používají jako palivo olej živočišného a rostlinného původu produkovaný a dostupný v příslušné části světa – jatropha oil, fish oil, chicken oil apod. Z dalších výrobců pístových kogenerací byli zastoupeni GE Energy (Jenbacher) se svým 24válcem o výkonu 4 MW, německé firmy MTU, MWM, Schmitt Enertec, španělská firma GUASCOR POWER aj. Výstavy se tradičně nezúčastnila česká firma firma TEDOM, výrobce kogeneračních jednotek. Trendy do budoucna Výstava a konference ukázaly a potvrdily několik základních trendů v oblastí výroby tepla a energie: Využití nejmodernějších poznatků vědy a techniky ke zvyšování účinnosti výroby elektrické energie a tepla; Snaha o maximální snížení emisí skleníkových plynů jako základní příčiny klimatických změn v ovzduší naší Země; Využití obnovitelných zdrojů energie – biomasa, vítr, slunce, voda, geotermální energie - jako náhrada za omezené zdroje fosilních paliv. Souběžně však potvrdila, že obnovitelné zdroje v současnosti sehrávají pouze roli doplňkového zdroje; Využití moderních počítačových systémů pro návrh, konstrukci, výrobu, řízení výstavby, provozování, údržbu a servis energetických zařízení. Příští konference POWER GEN EUROPE se koná ve dnech 8.-10. června 2010 v Amsterdamu. S ohledem na rozvoj a renesanci jaderné energetiky v Evropě a ve světě bude akce rozšířena o sekci Nuclear Power Europe. S ohledem na zkušenosti našich odborníků lze předpokládat, že českou jadernou energetiku bude v Amsterdamu vidět více. A ještě jeden důležitý moment: třebaže některé osobnosti si u nás neuvědomují závažnost klimatických změn a snaží se vyvrátit závěry řady vědců, celá Evropa (jako jeden muž) příčiny těchto změn chápe. Snaží se chovat a realizovat řadu investičně velmi náročných opatření, které by nepříznivé vlivy klimatických změn eliminovaly. Ing. František Koukal Kolín nad Rýnem