Az energia világában az áramtermelésnek számos módja van. Használható fosszilis tüzelőanyagok (olaj, szén, földgáz...) sokféle módon villamos energiát termelni. Használatuk problémája az általuk generált szennyezés és az, hogy korlátozottak az erőforrások. Ezen keresztül is nyerhetünk energiát megújuló források nap-, szél-, geotermikus vagy hidraulikus, így gondoskodva a környezetről, mivel ezek kimeríthetetlenek.
A felhasznált energiaforrástól függetlenül a hatékonyság elengedhetetlen az energiatermelő rendszerekben. Minél nagyobb az energiahatékonyság, annál jobban fogjuk felhasználni az erőforrásokat, és annál nagyobb mennyiségű minőségi energiát termelünk. A rendszer, amely kiemelkedik nagy hatékonyságával, az kapcsolt energiatermelés.
Mi az a kapcsolt energiatermelés?
A kapcsolt energiatermelés egy rendkívül hatékony energiatermelő rendszer, amely egyidejűleg termel elektromos energia és hőenergia, maximálisan kihasználva a felhasznált primer energiát, amely általában fosszilis tüzelőanyagok, például földgáz vagy olaj elégetéséből származik.
Ez az eljárás sokkal hatékonyabb, mint a hagyományos termelőrendszerek, hiszen nemcsak villamos energiát termel, hanem a folyamat során keletkező hőt is felhasználja, amely egyébként kárba vész. Ez a természeti erőforrások felhasználásának jelentős javulását jelenti.
A kapcsolt energiatermelés előnyei
A kapcsolt energiatermelés fő előnye az magas energiahatékonyság. A hő kihasználásával hőenergia előállítására nincs szükség további berendezésekre, például hagyományos kazánokra. Ez azt jelenti, hogy a kapcsolt energiatermelés ahelyett, hogy két független rendszert kezelne (az egyik villamos energia, a másik hőtermelés), mindkét igényt egyetlen folyamatban oldja meg.
Egy másik fontos előny, hogy a kapcsolt energiatermelés megvalósítható közel a fogyasztási helyhez, csökkenti az energiaveszteséget a szállítás során. Ezek a veszteségek, amelyek a hagyományos elektromos hálózatokban 25% és 30% között mozoghatnak, jelentősen csökkennek a decentralizált kapcsolt energiatermelő rendszerekben.
Környezetvédelmi szempontból a nagyobb hatékonyság egyben csökkenti is CO2-kibocsátás és egyéb szennyező gázok. Ha a hulladékhőt hűtésre (trigenerációra) is használják, a hatásfokot tovább optimalizálják.
A kapcsolt energiatermelés elemei
A kapcsolt energiatermelő rendszer több elemből áll, amelyek együtt működnek a magas teljesítmény elérése érdekében:
- Elsődleges energiaforrás: Általában fosszilis tüzelőanyagok, mint például a földgáz, bár a biogáz vagy a biometán bizonyos alkalmazásokban is használható.
- mechanikus energia transzformátor: A gáz-, gőzturbinák vagy dugattyús motorok az üzemanyag kémiai energiáját mechanikai energiává alakítják át.
- Hőfelhasználás: A kazánok, hőcserélők vagy szárítók visszanyerik a folyamat során keletkező hőt.
- Hűtőrendszer: Ha a hőenergia egy részét nem használják fel, hűtőrendszert (hűtőtornyokat vagy aerokondenzátorokat) használnak.
A kapcsolt erőművek típusai
A kogenerációs erőműveknek többféle típusa létezik, attól függően, hogy milyen elemeket használnak a primer energia átalakítására:
- Gázmotor üzem: Használjon földgázt, gázolajat vagy fűtőolajat. Nagy hatékonyságot kínálnak a villamosenergia-termelésben, de kevésbé hatékonyak a hőtermelésben.
- Gázturbinás üzem: A kipufogógázok hőenergiája könnyen visszanyerhető, amiből gőzt lehet előállítani.
- Gőzturbinás üzem: A nagynyomású gőz expanzióját használja turbinák meghajtására és elektromos áram előállítására.
- Kombinált ciklusú üzem: Gáz- és gőzturbinákat egyaránt használ a folyamat általános hatékonyságának javítására.
A kapcsolt energiatermelés előnyei
A kapcsolt energiatermelés számos előnnyel jár, amelyek három nagy csoportba sorolhatók:
- Előnyök az ország és a társadalom számára: Primer energia megtakarítás, szennyező kibocsátás csökkentése, munkahelyteremtés és regionális fejlesztés.
- Felhasználói előnyök: Nagyobb hatékonyság, energiaköltségek csökkentése, környezetvédelmi előírások betartása és az ipari versenyképesség növekedése.
- Előnyök az elektromos cég számára: Elkerüli az energiaátviteli és -elosztási költségeket, és javítja az áramellátás tervezését.
A kapcsolt energiatermelés, mivel egyszerre képes villamos energiát és hőt termelni, továbbra is kulcsfontosságú lehetőség marad a fenntartható energiatechnológiák fejlesztésében. A károsanyag-kibocsátás csökkentésének, az energiaköltségek csökkentésének és a hatékonyság növelésének lehetősége miatt ez a rendszer átfogó megoldássá teszi a nagy energiaigényű iparágak, otthonok és városi központok számára.