V svetu energije obstajajo različni načini za proizvodnjo električne energije. Lahko se uporablja fosilna goriva (nafta, premog, zemeljski plin...) za proizvodnjo električne energije na številne načine. Težava pri njihovi uporabi je onesnaževanje, ki ga povzročajo, in omejen vir. Energijo lahko pridobivamo tudi preko obnovljivi viri kot so sončna, vetrna, geotermalna ali hidravlična, s čimer skrbimo za okolje, saj so te neizčrpne.
Ne glede na uporabljeni vir energije je učinkovitost v sistemih za proizvodnjo energije bistvena. Večja kot je energetska učinkovitost, bolje bomo izrabljali vire in proizvajali večjo količino kakovostne energije. Sistem, ki izstopa po visoki učinkovitosti, je sistem soproizvodnja.
Kaj je soproizvodnja?
Kogeneracija je visoko učinkovit sistem za proizvodnjo energije, ki hkrati proizvaja električna in toplotna energija, kar najbolje izkoristi porabljeno primarno energijo, ki običajno izvira iz zgorevanja fosilnih goriv, kot sta zemeljski plin ali nafta.
Ta proces je veliko bolj učinkovit od običajnih proizvodnih sistemov, saj ne samo proizvaja elektriko, ampak uporablja tudi toploto, ki nastane med procesom, ki bi bila sicer izgubljena. To pomeni znatno izboljšanje uporabe naravnih virov.
Prednosti soproizvodnje
Glavna prednost soproizvodnje je njena visoka energetska učinkovitost. Z izkoriščanjem toplote za pridobivanje toplotne energije se izognemo potrebi po dodatnih napravah, kot so običajni kotli. To pomeni, da namesto upravljanja dveh neodvisnih sistemov (enega za proizvodnjo električne energije in drugega za toploto) soproizvodnja rešuje obe potrebi v enem samem procesu.
Druga pomembna prednost je možnost soproizvodnje blizu mesta porabe, zmanjšanje izgub energije pri transportu. Te izgube, ki se v klasičnih električnih omrežjih lahko gibljejo med 25 % in 30 %, so v decentraliziranih sistemih soproizvodnje znatno zmanjšane.
V okoljskem smislu se večja učinkovitost odraža tudi v zmanjšanju Emisije CO2 in druge onesnažujoče pline. Če se odpadna toplota uporablja tudi za hlajenje (trigeneracija), je izkoristek še optimiziran.
Elementi soproizvodnje
Sistem soproizvodnje je sestavljen iz več elementov, ki skupaj dosegajo visoko učinkovitost:
- Primarni vir energije: Na splošno so to fosilna goriva, kot je zemeljski plin, čeprav se bioplin ali biometan lahko uporabljata tudi v posebnih aplikacijah.
- transformator mehanske energije: plinske, parne turbine ali batni motorji pretvorijo kemično energijo goriva v mehansko energijo.
- Izraba toplote: Kotli, izmenjevalniki toplote ali sušilniki vračajo toploto, ki nastane v procesu.
- Hladilni sistem: Kadar se del toplotne energije ne porabi, se uporablja hladilni sistem (hladilni stolpi ali aerokondenzatorji).
Vrste kogeneracijskih naprav
Obstaja več vrst kogeneracijskih naprav glede na elemente, ki jih uporabljajo za pretvorbo primarne energije:
- Tovarna plinskih motorjev: Uporabite zemeljski plin, dizel ali kurilno olje. Zagotavljajo visoko učinkovitost pri proizvodnji električne energije, vendar so manj učinkoviti pri proizvodnji toplote.
- Tovarna plinskih turbin: Toplotna energija izpušnih plinov se zlahka pridobi, kar se lahko uporabi za proizvodnjo pare.
- Parna turbina: uporablja ekspanzijo visokotlačne pare za pogon turbin in proizvodnjo električne energije.
- Obrat s kombiniranim ciklom: uporablja plinske in parne turbine za izboljšanje splošne učinkovitosti procesa.
Ugodnosti soproizvodnje
Soproizvodnja ustvarja vrsto prednosti, ki jih lahko razvrstimo v tri širše kategorije:
- Koristi za državo in družbo: Prihranki primarne energije, zmanjšanje emisij onesnaževal, ustvarjanje delovnih mest in regionalni razvoj.
- Uporabniške prednosti: Večja učinkovitost, zmanjšanje stroškov energije, skladnost z okoljskimi predpisi in povečana industrijska konkurenčnost.
- Koristi za elektro podjetje: Izogne se stroškom prenosa in distribucije energije ter izboljša načrtovanje oskrbe z električno energijo.
S svojo zmožnostjo hkratnega proizvajanja električne energije in toplote soproizvodnja ostaja ključna možnost pri razvoju trajnostnih energetskih tehnologij. Zaradi možnosti zmanjšanja emisij, zmanjšanja stroškov energije in povečanja učinkovitosti je ta sistem celovita rešitev za industrije, domove in celo urbana središča z visoko porabo energije.