potrebne karakteristike novih odr`ivih termoelektrana na...

Kemal Be~i} 1*, Izet Smajevi} 2

1 Podru`nica Termoelektrana „Kakanj”, Javno preduze}e Elektroprivreda BiH d. d. Sarajevo, Bosna i Hercegovina2 Javno preduze}e Elektroprivreda BiH d. d. Direkcija, Kapitalne investicije, Sarajevo, Bosna i Hercegovina

Potrebne karakteristike novih odrìvihtermoelektrana na ugalj u Bosni i HercegoviniStru~ni rad

Potrebe za energijom u svijetu rastu. Ugalj je jo{ uvijek globalno dominantan izvorprimarne energije u elektroenergetskom sektoru, ali je njegov budu}i zna~aj u tomsmislu diskutabilan. Zavisnost od fosilnih goriva je dugoro~no neodrìva zbogiscrpljivosti rezervi, one~i{}enja okoline i klimatskih promjena. Postizanje odrìvog razvoja podrazumijeva ve}i anga`man obnovljivih (u osnovi neupravljivih) izvoraenergije, smanjenje uticaja na okolinu i pove}anje energijske efikasnosti. Shodnotome, nove termoelektrane na ugalj moraju biti pogonski fleksibilne, energijskiefikasne, okolinski prihvatljive i uz sve to jo{ i ekonomski odrìve kako bi osiguralemjesto u globalnom portfoliju budu}ih elektrana. Bosna i Hercegovina moraobratiti posebnu pa`nju na ove zahtjeve pri projektovanju i izgradnji novihtermoelektrana, po{to od fosilnih goriva raspolaè jedino dokazanim rezervamauglja. Argumentovano odlu~ivanje o mogu}im najboljim karakteristikama novihtermoelektrana na ugalj u Bosni i Hercegovini traì provo|enje istraìvanja koja seodnose na: sagorijevanje doma}ih ugljeva, kosagorijevanje uglja s biomasom,kogeneraciju ili trigeneraciju elektri~ne i drugih formi upotrebljive energije,ugradnju postrojenja za redukciju emisije one~i{}uju}ih materija i ugljendioksida,te mogu}nost fleksibilnog pogona. U radu su prikazane zahtjevane karakteristikebudu}ih termoelektrana na ugalj, prema sada{njem razumijevanju energetskebudu}nosti u Evropi. Na primjeru Termoelektrane „Kakanj” je analiziranamogu}nost pozitivnog odgovora na te zahtjeve. Rezultati te analize su tako|erprikazani u radu.

Klju~ne rije~i: termoelektrana na ugalj, odrìvost, energijska efikasnost,pogonska fleksibilnost

Uvod

Ugalj je globalno dominantan izvor primarne energije u elektroenergetskom sektoru.njegov budu}i zna~aj u tom smislu je upitan zbog iscrpljivosti rezervi, prekomjernogone~i{}enja okoline i klimatskih promjena. Postizanje odrìvog razvoja traì ve}eangaòvanje obnovljivih izvora energije, smanjenje uticaja na okolinu i pove}anje energijskeefikasnosti. Nove termoelektrane na ugalj moraju biti energijski efikasne, okolinskiprihvatljive, pogonski fleksibilne i ekonomski odrìve. Bosna i Hercegovina mora voditi

K. Be~i} i dr.: Potrebne karakteristike novih odrìvih termoelektrana ...TERMOTEHNIKA, 2015, XLI, 1, 17-31 17

* Odgovorni autor; elektronska adresa: [email protected]

ra~una o ovim zahtjevima pri projektovanju i izgradnji novih termoelektrana, po{to od fosilnihgoriva raspolaè jedino dokazanim rezervama uglja. Argumentovano odlu~ivanje o mogu}imnajboljim karakteristikama novih termoelektrana na ugalj u Bosni i Hercegovini traìpoznavanje sagorijevanja doma}ih ugljeva, mogu}nosti kosagorijevanja uglja s otpadnombiomasom, kogeneracije ili trigeneracije elektri~ne i drugih formi upotrebljive energije,ugradnje postrojenja za izdvajanje one~i{}uju}ih materija i ugljendioksida iz dimnih gasova, te mogu}nosti fleksibilnog pogona.

Zna~aj i perspektive termoenergetike na bazi uglja

Klju~ni faktori razvoja

Ugalj je gorivo sa najve}im i najra{irenijim svjetskim zalihama koje se procjenjujuna oko 990 Gta {to je, pri sada{njem intenzitetu eksploatacije, dovoljno za 150 godina [1].Ugalj je trenutno pokriva 40% globalnih potreba za elektri~nom energijom. Procjenjuje se da}e u periodu 2010-2040 globalne potrebe za elektri~nom energijom porasti za 85% ali }e seudio uglja u pokrivanju tih potreba u 2040 smanjiti na 30% [2]. Ugalj ima prednost nadprirodnim gasom u slu~aju visokih i nestabilnih cijena gasa i nesigurne isporuke. S drugestrane, termoelektrane na prirodni gas su znatno povoljnije od termoelektrana na ugalj upogledu emisija SO2, NOx, ~vrstih ~estica i CO2. Prirodni gas sadrì do 0,1% sumpora, dok jesadràj sumpora u uglju znatno ve}i i kre}e se u rasponu 0,4-5,3%. Specifi~na emisija CO2 jezbog visoke efikasnosti kombinovanog gasno-parnog ciklusa i sadràja vodika u prirodnomgasu osjetno nià (oko 0,4 kg/kWh) nego u termolektranama na ugalj (0,9-1,1 kg/kWh) [3].Nesigurnost u pogledu budu}ih kretanja cijene CO2 moè zna~ajno oteàti planiranjeinvestiranja. U bliòj budu}nosti, elektroprivredna preduze}a }e razmatrati ugradnju ure|ajaza izdvajanje CO2 iz dimnih gasova kako bi zadovoljila ograni~enja emisije CO2. To moèzna~ajno pove}ati investicione tro{kove i smanjiti energijsku efikasnost termoelektrane.Konkurencija termoelektranama na ugalj }e biti i nuklearne termoelektrane i obnovljivi izvorienergije. Konkurentnost nuklearnih termoelektrana }e u najve}oj mjeri zavisiti odregulatornih aspekata, prihvatanja rizika od strane javnosti i dugoro~nih politika smanjivanjaCO2 [4].

Kori{tenje obnovljivih izvora energije doprinosi produènju trajanja rezervi fosilnihgoriva, otvaranju novih radnih mjesta, pove}anju sigurnosti opskrbe energijom, smanjenjuone~i{}enja okoli{a i suzbijanju klimatskih promjena. Procjenjuje se da }e u 2040-tojvjetroelektrane pokrivati 7% globalnih potreba za elektri~nom energijom, a solarne elektrane2% tih potreba [2]. U Evropskoj uniji se o~ekuje rast svih obnovljivih izvora energije, pri ~emu}e najbrè rasti vjetroenergija i fotonaponske solarne elektrane. Geotermalna energija }e ostatisa malim udjelom na trì{tu, dok }e biomasa imati udio 18% u strukturi obnovljivih izvoraenergije. U 2030-toj obnovljivi izvori energije }e pokrivati 36% potreba za elektri~nomenergijom Evropske unije [5]. Bosna i Hercegovina ima potencijal za pove}anje anga`manaobnovljivih izvora energije u elektroenergetskom sektoru. Instalisana snaga malihhidroelektrana je 4,4% raspoloìve snage, {to je malo u odnosu na druge evropske zemlje.Postoji ekonomski potencijal za razvoj oko 600 MW elektri~ne energije na bazi vjetra do2020-te. Procijenjena instalisana snaga lokacija dobrog potencijala je 720-950 MW smogu}om godi{njom proizvodnjom 1.440-1.950 GWh. Tehni~ki potencijal solarne energijeiznosi 685 PJ, ali je primjena solarne energije na niskom nivou zbog visokih investicionihtro{kova. Najzna~ajniji izvor biomase za potrebe energetske konverzije je otpadna drvna

K. Be~i} i dr.: Potrebne karakteristike novih odrìvih termoelektrana ...18 TERMOTEHNIKA, 2015, XLI, 1, 17-31

biomasa iz {umarstva i drvni otpad u drvno-preradjiva~koj industriji. Ukupni tehni~kipotencijal otpadne biomase prema{uje 33 PJ [6]. Potencijal geotermalne energije u Bosni iHercegovini je 33 MWt [6]. Tem per a ture na poznatim lokacijama su preniske za konverzijugeotermalne energije u elektri~nu energiju.

Kori{tenje uglja u termoelektranama

Na ve}ini termoenergetskih blokova su izvr{ene rekonstrukcije u cilju produènjaradnog vijeka za 15 godina uz pove}anje raspoloìve snage, energijske efikasnosti i smanjenjeemisije u zrak. Usprkos tome, sagorijevanje uglja u termoelektranama se i dalje odvija uz niskuefikasnost energijske konverzije i visoku specifi~nu emisiju SO2, NOx i CO2. Uzrok tome jestarost postrojenja i kori{tenje ugljeva niske toplotne mo}i, visokog udjela vlage, sumpora ipepela, kao i sklonost za{ljakivanju/zaprljanju zbog neprilago|enosti konstrukcije loì{taosobinama ugljeva koji u njima sagorijevaju [7]. Specifi~na emisija SO2 u termoenergetskimblokovima varira u rasponu 3-77 kg/MWh, dok specifi~na emisija NOx iznosi 1,9-3,6 kg/MWh[8]. Specifi~na emisija CO2 je visoka zbog niske energijske efikasnosti (oko 30%) i maletoplotne mo}i kori{tenih ugljeva i iznosi oko 1.100 kg/MWh. Termoelektrane na ugalj u Bosni iHercegovini pokrivaju oko 60% potreba za elektri~nom energijom [6] a o~ekuje se da }e ugaljzadràti ovaj zna~aj i u budu}nosti. Me|utim, potrebna je gradnja novih termoelektrana na ugaljjer je planiran prestanak rada postoje}ih blokova nakon 2020-te.

Energijska efikasnost i emisije u zrak

savremenih termoelektrana na ugalj

Energijska efikasnost

Prosje~na energijska efikasnost termoenergetskih blokova u zemljama koje koristeugalj varira u velikom rasponu, od manje od 30% do 47% (na bazi donje toplotne mo}i) [9].Termoelektrane na ugalj sa sagorijevanjem ugljene pra{ine u letu ~ine 97% termoelektrana naugalj u svijetu. Tipi~ni predstavnici ove tehnologije su termoelektrane sa podkriti~nimparametrima pare koje rade sa temperaturom pare 540-560 °C i pritiskom pare 15-18 MPa, temogu dosti}i efikasnost 38-39%. Termoelektrane na ugalj s nadkriti~nim parametrimanaj~e{}e rade na temperaturi pare 540-570 °C i na pritisku pare 24,5 MPa. Naprednijetermoelektrane sa ultranadkriti~nim parametrima dostiù stepen korisnosti 45-47%,temperaturu pare 600-620 °C i pritisak pare 28-30 MPa. U fazi razvoja su termoelektrane naugalj koje }e imati energijsku efikasnost 50-55%, a radi}e na temperaturama pare 700-760 °C ipritiscima pare 35-38 MPa [1]. Energijska efikasnost termoelektrana sa sagorijevanjem uglja u cirkuliraju}em fluidizovanom sloju je ne{to nià u odnosu na blokove sa sagorijevanjemugljene pra{ine u letu. Termoelektrane na ugalj sa kombinovanim ciklusom i integriranomgasifikacijom uglja dostiù energijsku efikasnost 39-48%. Ova tehnologija je u fazi razvoja samalim brojem demonstracionih postrojenja [4]. Na sl. 1 je prikazana energijska efikasnostsavremenih termoelektrana sa sagorijevanjem ugljene pra{ine u letu, dok su na sl. 2 prikazaniparametri pare u termoelektranama sa sagorijevanjem ugljene pra{ine u letu.

Kogeneracija i trigeneracija elektri~ne energije i drugih upotrebljivih oblika korisneenergije pove}ava efikasnost kori{tenja primarne energije na 90%, ali je ekonomski opravdana samo u slu~aju kada su lokalni zahtjevi za toplotom dovoljno veliki da opravdaju ve}einvesticione tro{kove kogeneracijskih postrojenja umjesto jeftinijih kondenzacionihtermoelektrana ili toplana.


Emisije SO2, NOx i ~vrstih ~estica izsavremenih termoelektrana na ugalj

Emisija SO2, NOx i ~vrstih ~estica iz termoelektrana na ugalj se ograni~ava zbog{tetnog djelovanja na zdravlje ljudi, ekosisteme i materijalna dobra. Smanjenje emisije SO2, NOx

i ~vrstih ~estica iz termoelektrana na ugalj je mogu}e posti}i primjenom raznih mjera prije ilitokom procesa sagorijevanja, me|utim, dana{nje stroge zahtjeve za ograni~enjem emisije SO2,NOx i ~vrstih ~estica naj~e{}e nije mogu}e zadovoljiti bez primjene tehnologija za izdvajanjeone~i{}uju}ih materija iz dimnih gasova. To se naro~ito odnosi na termoelektrane na ugalj sasagorijevanjem ugljene pra{ine u letu. Za smanjenje emisije NOx obi~no se koristi kombinacijaodgovaraju}e tehnologije sagorijevanja i tehnologije denitrifikacije dimnih gasova, naj~e{}eselektivne kataliti~ke redukcije. ^vrste ~estice se naj~e{}e izdvajaju elektroodvaja~ima, a uposljednje vrijeme sve ~e{}e i vre}astim filterima. Sumpor dioksid se izdvaja odsumporavanjemdimnih gasova, naj~e{}e mokrim postupkom [9].

Sagorijevanje uglja u cirkuliraju}em fluidizovanom sloju je komercijalnoraspoloìva tehnika kod koje se zbog specifi~nog reìma sagorijevanja postiù niske emisijeSO2 i NOx. Zavisno od vrste uglja i zakonskih ograni~enja ugradnja postrojenja zaodsumporavanje i denitrifikaciju se u nekim slu~ajevima moè izbje}i. Integralna gasifikacijauglja s kombinovanim gasno-parnim ciklusom je tehnika sagorijevanja u razvoju kod koje se ivr{i konverzija uglja u gas koji se potom koristi kao gorivo u kombinovanom gasno-parnomciklusu. Energijska efikasnost ove tehnike je na nivou energijske efikasnosti blokova sasagorijevanjem ugljene pra{ine u letu, ali uz znatno niè emisije SO2, NOx i ~vrstih ~estica.Primjenom trenutno raspoloìvih postrojenja za izdvajanje one~i{}uju}ih materija iz dimnihgasova mogu}e je smanjiti emisije NOx, SO2 i ~vrstih ~estica na vrijednosti znatno ispodnajstroìjih zakonskih ograni~enja1 [9]. U tabl. 1 su prikazani nivoi emisija SO2, NOx i ~vrstih~estica iz termoelektrana na kameni ugalj koje je trenutno mogu}e posti}i u svijetu.


Slika 1. Energijska efikasnost savremenihtermoelektrana na ugalj sa sagorijevanjem

ugljene pra{ine u letu [4]

Slika 2. Parametri pare u termoenergetskimblokovima sa sagorijevanjem ugljene pra{ine

u letu [9]

1 Termoelektrana na ugalj Isogo 2 u Japanu instalisane snage 600 MW, stepena korisnosti 42% saultranadkriti~nim parametrima pare (25 MPa, 600 °C/610 °C) postiè emisiju SO2 6 mg/m3

n, emisiju NOx 20 mg/m3

n, te emisiju ~vrstih ~estica 1 mg/m3n, svedeno na suhe dimne gasove sa 6% O2.

Otpra{ivanje se vr{i u elektroodvaja~u, odsumporavanje polusuhim postupkom, a denitrifikacija kroz selektivnu kataliti~ku redukciju [10]

Emisije CO2 iz savremenih termoelektrana na ugalj

Emisija CO2 iz termoelektrana na ugalj se ograni~ava zbog {tetnih posljedicauo~enih antropogenih klimatskih promjena. Termoelektrane na ugalj s podkriti~nimparametrima pare mogu dosti}i emisiju CO2 od oko 900 kg/MWh, dok najefikasnijetermoelektrane s ultranadkriti~nim parametrima mogu dosti}i emisiju od 740 kg/MWh.O~ekuje se da }e termoelektrane na ugalj sa stepenima korisnosti ve}im od 50% dosti}i emisiju CO2 u iznosu oko 670 kg/MWh. Smatra se da je klimatske promjene mogu}e suzbiti samougradnjom postrojenja za izdvajanje CO2 iz dimnih gasova, ~ime }e emisija CO2 iztermoelektrana na ugalj biti smanjena za 90%, tj. na oko 60–70 kg/MWh. Ova tehnika nijekomercijalno raspoloìva zbog velike potro{nje energije koja smanjuje energijsku efikasnostza 7-12% i iziskuje zna~ajna investiciona ulaganja. O~ekuje se da }e ova tehnika bitikomercijalno raspoloìva nakon 2025-te [1]. Jedan od na~ina za smanjenje emisije CO2 iztermoelektrana na ugalj je kosagorijevanje otpadne biomase. Kosagorijevanje otpadnebiomase u termoelektranama na ugalj je komercijalno raspoloìva tehnologija sa masenimudjelom biomase do 30%. Radi se uglavnom o termoelektranama sa sagorijevanjem ugljenepra{ine u letu instalisane snage 50-700 MWe. Kosagorijevanje je obuhvatilo komercijalnoraspoloìva ~vrsta fosilna goriva i {irok raspon razli~itih vrsta biomase [7]. Direktnokosagorijevanje je najrasprostranjenija tehnika kosagorijevanja biomase zbog jednostavnosti i niskih investicionih tro{kova. Biomasa se moè mije{ati sa ugljem sa udjelom 10-15%(maseno) [9, 11] bez modifikacija transportne opreme, mlinova i gorionika. Udio biomase semoè pove}ati ugradnjom zasebnih mlinova i gorionika za biomasu.

Pogonska fleksibilnost savremenihtermoelektrana na ugalj

Obnovljivi izvori energije biljeè rast u pokrivanju potreba za elektri~nomenergijom. Me|utim, uklju~ivanje sve ve}eg udjela intermitentnih obnovljivih izvora energijeu elektroenergetske sisteme moè dovesti do problema stabilnosti mreè i stvoriti problemedrugim konvencionalnim elektranama koje su spojene na isti sistem. Farma vjetroturbinamoè, zavisno od meteorolo{kih uslova, u vrlo kratkom periodu smanjiti snagu {to traì odtermoelektrana na ugalj da brzo reaguju kako bi kompenzovale nastale promjene. Zbog takvih


Tabela 1. Nivoi emisije SO2, NOx i ~vrstih ~estica koji se mogu posti}i u savremenim termoelektranamana ugalj [4, 9]

Tip postrojenjaEmisije u zrak [mgm3

n]*

SO2 NOx ^vrste ~estice

Sagorijevanje uglja u cirkuli{u}em fluidizuju}emsloju

50-100 <200 <50

Sagorijevanje ugljene pra{ine u letu(ultranadkriti~ni parametri)

<20‡100 <50‡100 <10

Kombinovani ciklus sa integralnomgasifikacijom** <20 <30 <1

*Svedeno na suhe dimne gasove sa 6% O2**Ova tehnika je u fazi razvoja, trenutno je u svijetu samo 6 postrojenja sa ovom tehnologijom

fluktuacija sve ve}i broj termoelektrana na ugalj vi{e ne radi samo na baznom optere}enju, ve}su prinu|ene da rade sa brìm i u~estalijim promjenama snage, brìm i u~estalijimstartovanjem iz hladnog i toplog stanja, te uz mogu}nost rada na manjim snagama kako bi sesmanjili tro{kovi zaustavljanja i ponovnog startovanja blokova. Fleksibilan pogontermoelektrana na ugalj koje su projektovane za rad na baznom optere}enju moè uticatinepovoljno na kotao, turbinu i druga pomo}na postrojenja. U tom smislu, ve} kodprojektovanja novih termoelektrana na ugalj mora se voditi ra~una o mogu}nosti fleksibilnogpogona. Budu}e termoelektrane sa fleksibilnim pogonom i sagorijevanjem ugljene pra{ine uletu }e dostizati brzinu promjene optere}enja ve}u od 70 MWe/min i tehni~ki min i mum 10% uzavisnosti od vrste i kvaliteta uglja [12].

Mogu}e najbolje karakteristike novih termoelektrana

na ugalj u Bosni i Hercegovini na primjeru novog bloka

u termoelektrani „Kakanj”

Podaci o termoelektrani „Kakanj”

Termoelektrana „Kakanj” se sastoji od 3 kondenzaciona termoenergetska blokainstalisane snage 450 MW. Blokovi 1, 2, 3 i 4 instalisane snage 128 MW ne rade od 2000 zbogzastarjelosti i neekonomi~nosti. Osnovni tehni~ki podaci o blokovima 5, 6 i 7 su prikazani utabl. 2. Kotlovi 5-7 su projektovani za ugljeve donje toplotne mo}i 9.800-16.750 kJ/kg, saudjelom pepela 22-52%, vlage 8-26% i sumpora 1,7-2,2% [13].

U kotlovima termoelektrane primjenjena je tehnologija sagorijevanja ugljenepra{ine u letu sa te~nim reìmom odvo|enja {ljake i temperaturom 1.450-1.550 °C {to rezultira visokim emisijama SO2 i NOx. Od mjera smanjenja emisije koriste se samo gorionici saniskom emisijom NOx i OFA zrak. Specifi~na emisija SO2 iznosi oko 8.000 mg/m3

n, dokspecifi~na emisija NOx iznosi 700-1.000 mg/m3

n. Otpra{ivanje dimnih gasova iz kotlova 5 i 6se vr{i u postrojenjima koja predstavljaju kombinaciju elektroodvaja~a i vre}astih filtera.Dimni gasovi bloka 7 se otpra{uju u elektroodvaja~u. Specifi~na emisija ~vrstih ~estica nablokovima 5 i 6 je manja od 10 mg/m3

n, dok je specifi~na emisija ~vrstih ~estica na bloku 7ve}a i iznosi 265 mg/m3

n [16].

Analiza uglja

U periodu 2010-2026 planirano je da se Termoelektrana „Kakanj” snabdijeva ugljem iz rudnika Kakanj, Breza, Zenica, Gra~anica, Bila i Tu{nica. Nakon prestanka eksploatacije


Tabela 2. Osnovni podaci o blokovima 5-7 u Termoelektrani „Kakanj” [14, 15]

BlokProjektna

instalisana snaga [MWe]

Godinapo~etka rada

Broj sati rada sa31. 12. 2012

Godina posljednjemodernizacije

Godina planiranogprestanka rada

5 110 1969 233.324 2003 2019

6 110 1977 178.699 2011 2026

7 230 1988 96.899 2005 2025

rudnika Gra~anica, Bila i Tu{nica u 2026 planirano je samo kori{tenje mje{avine ugljevaKakanj:Breza:Zenica u masenom omjeru 70:20:10 [17]. U tab. 3 su dati podaci o hemijskomsastavu i donjoj toplotnoj mo}i uglja koji }e biti kori{ten na novom bloku u TermoelektraniKakanj.

Izbor tehnologije sagorijevanja ireìma odvodjenja {ljake

Sagorijevanje bosanskohercegova~kih ugljeva je nedovoljno istraèno. U Institutu uBohumu u njema~koj je sredinom 2012 izvr{eno spaljivanje mje{avine ugljevaKakanj-Breza-Zenica u masenom omjeru 70:20:10 u cilju ispitivanja mogu}nostisagorijevanja u cirkuliraju}em fluidizovanom sloju. Ispitivanje je izvr{eno na pi -lot-postrojenju na temperaturama 830 °C i 870 °C uz koeficijent vi{ka zraka 1,15 i 1,2.Pokazalo se da je ispitivana mje{avina ugljeva problemati~na za siguran i stabilan radpostrojenja za sagorijevanje u cirkuliraju}em fluidizovanom sloju zbog tendencijeaglomeracije i niske reaktivnosti [19]. U Laboratoriji za sagorijevanje uglja i biomase naMa{inskom fakultetu u Sarajevu je u periodu 2004-2012 realizovano nekoliko istraìvanja sciljem da se sagorijevanjem bosanskohercegova~kih ugljeva u razli~itim tehnologijama ireìmima sagorijevanja identifikuju bitni aspekti tih reìma, te da se kosagorijevanjemmje{avine doma}ih ugljeva i otpadne drvne biomase utvrdi optimalan udio biomase. Pokazalose da srednjebosanski ugljevi mogu sagorijevati u suhom reìmu odvodjenja {ljake, te da sesniènjem tem per a ture smanjuju za{ljakivanje/zaprljanje ogrjevnih povr{ina i emisija SO2 iNOx. Emisije SO2 i NOx su zbog niìh temperatura znatno niè od emisija SO2 i NOx koje sepostiù u Termoelektrani „Kakanj” pri te~nom odvodjenju {ljake, a naro~ito pri stepenovanom dovo|enju zraka za sagorijevanje. Jako za{ljakivanje/zaprljanje ogrjevnih povr{ina se javljana temperaturi 1.400 °C, dok se umjereno za{ljakivanje/zaprljanje postiè na 1.250 °C i niè.Kosagorijevanje do 7% biomase (maseno) ne doprinosi porastu sklonosti takve mje{avine kaprljanju i za{ljakivanju ogrjevnih povr{ina, a smanjuje emisiju SO2 zbog manjeg sadràjasumpora u biomasi i pove}anja molarnog odnosa Ca/S. Preporu~eno je da se u pogonu budu}ih termoenergetskih blokova u Termoelektrani „Kakanj” ograni~i udio pepela u smjesi ugljeva


Tabela 3. Elementarna analiza uglja koji se predvi|a za kori{tenje u novom bloku uTermoelektrani „Kakanj” [18]

KomponentaMjernajedinica Kakanj Breza Zenica

Kakanj: Breza:Zenica 70:20:10

(maseno)

Ugljik % 28,5 39,96 44,2 32,37

Vodik % 3,04 3,37 3,15 3,12

Sumpor % 1,6 0,91 1,48 1,45

Kiseonik % 9,3 12,52 11,24 10,14

Azot % 0,47 0,66 0,59 0,52

Pepeo % 48,1 31,09 19,5 41,48

Vlaga % 8,98 11,49 19,84 10,56

Donja toplotna mo} MJ/kg 11.567 15.512 16.751 12,87

na 30% kako bi se pove}ala energijska efikasnost procesa. Istraìvanje u prethodnom smislu se nastavlja [20-25]. U skladu s rezultatima ovih istraìvanja kao najprikladnija tehnologijasagorijevanja za novi blok u Termoelektrani „Kakanj” preporu~uje se tehnologijasagorijevanja ugljene pra{ine u letu sa suhim reìmom odvo|enja {ljake.

Analiza radnih parametara pare ipotrebne energijske efikasnosti

Novi termoenergetski blok }e morati imati visoku energijsku efikasnost, pogonskufleksibilnost i niske emisije one~i{}uju}ih materija. To se jedino moè ostvariti sa nadkriti~nim parametrima pare. Savremeni blokovi sa nadkriti~nim parametrima pare imaju manji padenergijske efikasnosti na snagama manjim od nominalne u odnosu na blokove sa podkriti~nimparametrima. Efikasnost nadkriti~nih blokova na 75% snage je za oko 2% nià od nominalne upore|enju s blokovima s podkriti~nim parametrima, kod kojih je pad efikasnosti na ovoj snazioko 4% [6]. Direktiva 2008/1/EC [26] o integralnom spre~avanju i regulisanju zagadjivanja uEvropskoj uniji traì primjenu najboljih raspoloìvih tehnika u osiguranju energijskeefikasnosti u termoelektranama na ugalj, pri ~emu su vrijednosti energijske efikasnosti koje sepostiù primjenom tih tehnika propisane u Referentnom dokumentu o najboljim raspoloìvimtehnikama za velika loì{ta [27]. Na bazi ovog dokumenta, stanja blokova u pogonu ireferentnih termoenergetskih blokova u okruènju [28] name}e se izgradnja bloka instalisanesnage 450 MWe i energijske efikasnosti 44,5%.

Analiza mogu}nosti smanjenja emisijeSO2, NOx i ~vrstih ~estica

Emisija SO2, NOx i ~vrstih ~estica iz novog bloka u Termoelektrani „Kakanj”regulisana je Pravilnikom o grani~nim vrijednostima emisije u zrak iz postrojenja zasagorijevanje [29]. Pravilnik je proistekao iz transpozicije direktive 2010/75/EU [30] upogledu zahtjeva za nove termoelektrane na ugalj. Ograni~enja emisije SO2, NOx i ~vrstih~estica za nove termoelektrane na ugalj u Bosni i Hercegovini toplotne snage ve}e od 300 Mnjsu prikazana u tabl. 4.

U prethodnom poglavlju za novi blok u Termoelektrani „Kakanj” preporu~ena jetehnologija sagorijevanja ugljene pra{ine u letu sa suhim odvodom {ljake radi znatno niìhemisija SO2 i NOx u odnosu na te~ni reìm odvo|enja {ljake. Na osnovu rezultata pomenutih


Tabela 4. Ograni~enje emisije SO2, NOx i ~vrstih ~estica iz novih termoelektrana na ugalj u FBiH toplotne snage ve}e od 300 MWth [29]

One~i{}uju}a materijaSpecifi~na emisija*

[mgm ]n3-

Minimalno potrebnosmanjenje emisije [%]

SO2** 200 96

NOx 200 ‡

^vrste ~estice 20 ‡

*Prera~unato na suhe dimne gasove sa 6% O2**U slu~aju da zbog karakteristika uglja traèna ograni~enja ne mogu biti postignutapotreban stepen od sumporavanja je 96%

istraìvanja obavljenih na Ma{inskom fakultetu u Sarajevu, za potrebe daljih analiza usvojenaje temperatura sagorijevanja 1.250 °C. Prilikom razmatranja potrebnih smanjenja emisije SO2

i NOx nisu razmatrane vrijednosti specifi~ne emisije koje su dobijene u ispitnim reìmima bezstupnjevanja zraka. To je zbog toga {to je stepenovano sagorijevanje stan dard u gradnjisavremenih kotlova. Stoga je pretpostavljeno da }e ta mjera smanjenja emisije SO2 i NOx bitiprimjenjena na novom bloku u Termoelektrani „Kakanj”.

Za specifi~nu emisiju SO2 u iznosu 3.330 mg/m3n [25] potreban je stepen smanjenja

emisije od 94% kako bi se postigla vrijednost 200 mg/m3n. Kori{tenje uglja sa manjim udjelom

sumpora se smatra najboljom raspoloìvom tehnikom za smanjenje emisije SO2, me|utim,ova tehnika se smatra samo dodatnom mjerom za kotlove toplotne snage ve}e od 100 MW jerse ne mogu posti}i potrebni stepeni smanjenja [27]. U slu~aju Termoelektrane „Kakanj” opcija zamjene uglja nije izgledna i ne}e biti razmatrana. Suho odsumporavanje se uglavnom koristiza termoelektrane toplotne snage do 300 MW [27], pa za potrebno smanjenje na raspolaganjustoje samo polusuho i mokro odsumporavanje. Specifi~na emisija NOx u iznosu 697 mg/m3

n se prema rezultatima laboratorijskog istraìvanja [25] moè smanjiti za jo{ oko 50% uvo|enjemreburning tehnologije – prirodni gas. Uz te mjere i druga pobolj{anja u loì{tu smanjenjeemisije na 200 mg/m3

n bi se eventualno moglo posti}i i selektivnom nekataliti~komredukcijom, u vezi s ~im treba obaviti dodatna istraìvanja. Potrebni stepen smanjenja emisije~vrstih ~estica je odredjen tako {to je na bazi udjela pepela u uglju i specifi~ne zapremine suhihdimnih gasova izra~unata koncentracija ~vrstih ~estica u dimnim gasovima. Na osnovupreporuka iz istraìvanja [25] za udio pepela u uglju je pretpostavljena vrijednost 300 g/kg.Koncentracija ~vrstih ~estica u suhim produktima sagorijevanja svedena na 6% O2 je dobijenapomo}u relacije [31]:

Cp

Vgmnp

fgref

=- -( )

[ ]1 3a

(1)

gdje je:

p ‡ maseni sadràj pepela u uglju, [kgkg–1],

a ‡ stepen vezivanja ~vrstih ~estica u loì{tu, u konkretnom slu~aju 0,15, [–], i

Vfgref ‡ specifi~na zapremina suhih produkata sagorijevanja svedena na 6% O2, [m3

n/kg].

Specifi~na zapremina suhih produkata sagorijevanja za 6% O2 dobijena je prema relaciji

[30]:

V c s n c s h ofg = + + + + + -é

ë1867 0 7 0 8

79

211867 0 7 5 6 0 7, , , ( , , , , )ê

ù

ûú14, (2)

gdje je u [kgkg–1]: c – maseni sadràj ugljika u uglju, s – maseni sadràj sumpora u uglju, n – maseni

sadràj azota u uglju, h – maseni sadràj vodika u uglju, i o – maseni sadràj kiseonika u uglju.

Uvr{tenjem masenih udjela pojedinih komponenata u uglju iz tab. 3 u relaciju (1) istepena vezanja ~estica u loì{tu u (2) dobije se koncentracija 55,43 g/m3

n. Potreban je stepenredukcije 99,96% kako bi se postiglo 20 mg/m3

n {to se moè posti}i samo elektroodvaja~ima ivre}astim filterima i/ili u kombinaciji s postrojenjima za odsumporavanje. Iskustva shibridnim filterima pokazuju da je mogu}e posti}i emisiju ~estica manju od 10 mg/m3

n i bezpostrojenja za odsumporavanje [32]. Potrebno smanjenje emisije SO2 i NOx i ~vrstih ~esticapri sagorijevanju mje{avine ugljeva Kakanj-Breza-Zenica u masenom omjeru 70:20:10 uuslovima sagorijevanja ugljene pra{ine u letu sa suhim odvo|enjem {ljake na temperaturi1.250 °C, kao i najbolje raspoloìve tehnike za potrebna smanjenja su prikazani u tab. 5.


Analiza mogu}nosti i efekata kosagorijevanjauglja i otpadne biomase

Bosna i Hercegovina je stranka Protokola iz Kjota ali nema ograni~enu emisijustakleni~kih gasova. Krajem 2011-te postignut je dogovor o globalnom sporazumu zasmanjenje emisije stakleni~kih gasova koji }e stupiti na snagu 2020-te. To zna~i da }e Bosna iHercegovina nakon 2020-te morati prihvatiti ograni~enje emisije CO2.

Mogu}nost kosagorijevanja otpadne biomase sa srednjobosanskim ugljevima jeispitana eksperimentalno u Laboratoriji za sagorijevanje uglja i biomase na Ma{inskomfakultetu u Sarajevu. Ispitivana je mje{avina uglja Kakanj sa drvnom piljevinom sa masenimudjelima 7% i 20% u rasponu temperatura koji odgovaraju suhom reìmu odvo|enja {ljake ite~nom reìmu odvodjenja {ljake. Nije evidentirano zna~ajnije pogor{anje deponovanjapepela za tem per a ture do 1.250 ºC. Kosagorijevanje do 7% biomase (maseno) ne doprinosiporastu sklonosti ka zaprljanju/za{ljakivanju ogrjevnih povr{ina, a smanjuje emisiju SO2 zbogmanjeg sadràja sumpora u biomasi i pove}anja molarnog odnosa Ca/S. Tokom 2011-te uTermoelektrani „Kakanj” je realizovan probni pogon kosagorijevanja uglja i drvne piljevinena bloku 5 (110 MWe), s masenim udjelima biomase 5% i 7%. Mije{anje biomase s ugljem jeizvr{eno na depou uglja, a tako stvorena mje{avina je dopremana trakama do bunkera iuvo|ena u kotao kroz postoje}e mlinove i gorionike. Nije uo~en nepovoljan uticaj naenergijsku efikasnost, proces sagorijevanja i fleksibilnost pogona [11, 22].

Nove termoelektrane na ugalj }e morati kosagorijevati visoke udjele biomase (~ak ido 30%) zbog budu}ih obaveza Bosne i Hercegovine u pogledu smanjivanja emisije CO2.Udio biomase se moè pove}ati instaliranjem zasebnih mlinova i gorionika za biomasu.Kosagorijevanje visokih udjela biomase u Termoelektrani „Kakanj” moè biti ograni~enoraspoloìvo{}u biomase. Treba razmotriti kosagorijevanje energetskih zasada, otpadnepoljoprivredne biomase, organskog otpada od pre~i{}avanja kanalizacije iz doma}instava iorganskih ostataka iz komunalnog i industrijskog otpada. Kosagorijevanje visokih udjelabiomase u duèm periodu moè izazvati za{ljakivanje/zaprljanje ogrjevnih povr{ina u kotlu i


Tabela 5. Potrebno smanjenje emisije SO2, NOx i ~vrstih ~estica pri sagorijevanju uglja Kakanj: Breza:Zenica u masenom omjeru 70:20:10 u uslovima sagorijevanja ugljene pra{ine u letu sa suhimodvo|enjem {ljake na temperaturi 1.250 °C [25]

One~i{}uju}amaterija

Specifi~na emisija [mg / m ]n

3 *

Zakonskoograni~enje emisije

[mg / m ]n3

Potrebnosmanjenje

emisije [%]Najbolje raspoloìve tehnike

SO2 3.331 200 94Mokro ili polusuho

odsumporavanje

NOx 697** 200 71,3Gorionici s niskom emisijom NOx

i ure|aj za selektivnu kataliti~kuredukciju (SCR)

^vrste ~estice 55.430 20 99,96Elektrofilter ili vre}asti fil ter ukombinaciji sa postrojenjima zaodsumporavanje dimnih gasova

*Svedeno na suhe dimne gasove sa 6% O2**Uz reburning tehnologiju s prirodnim gasom i druga pobolj{anja u loì{tu mogu}e je posti}i koncentraciju 200 mg/m3

n i ...selektivnom nekataliti~kom reakcijom (SNCR)

visokotemperaturnu koroziju, te uticati nepovoljno na rad ure|aja za izdvajanje one~i{}uju}ihmaterija iz dimnih gasova. U cilju analize uticaja kosagorijevanja otpadne drvne biomase naemisiju CO2 izvr{en je prora~un emisije CO2 na novom bloku. Godi{nja proizvodnjaelektri~ne energije je izra~unata za 6.500 sati rada na snazi 450 MWe sa stepenom korisnosti44,5%. Kori{teni su maseni omjeri biomase 7%, 10% i 15%, pri ~emu je svaki od udjelabiomase razmatran sa 3.000, 4.500 i 6.500 radnih sati. Emisija CO2 [ta–1] u reìmukosagorijevanja biomase je izra~unata pomo}u relacije:

EQ

HK KCO

el

dh, b b2

= -3600

1 117.

( ) ,h

(3)

gdje je:

Kb ‡ maseni udio biomase pri kosagorijevanju uglja i biomase, [–]

Kh,b ‡ odnos broja radnih sati u reìmu kosagorijevanja i ukupnog broja radnih sati tokomkalendarske godine, [–]

ljel ‡ godi{nja proizvodnja elektri~ne energije bloka na pragu termoelektrane, [GJ]

h ‡ energijska efikasnost bloka na pragu termoelektrane, u konkretnom slu~aju 0,445, [–]

Hd ‡ donja toplotna mo} kori{tenog uglja, u konkretnom slu~aju 12,87 GJ/t,

3.600 ‡ konverzioni faktor za prera~unavanje razli~itih mjernih jedinica, [–]

1,17 ‡ koeficijent emisije CO2, [t/t]

Smanjenje emisije CO2 ostvareno pri kosagorijevanju drvne biomase natermoenergetskom bloku instalisane snage 450 MW i energijske efikasnosti 44,5% uTermoelektrani „Kakanj” je prikazano u tab. 6.

Godi{nja emisija CO2 pri 6.500 sati rada na instalisanoj snazi 450 Mnje bezkosagorijevanja drvne biomase iznosi 2.034.507 t, odnosno 738 kg/MWh. Kosagori- jevanjem7% biomase postiè se specifi~na emisija CO2 u rasponu 687-714 kg/MWh. Kosagorijevanjem10% drvne biomase mogu}e je posti}i specifi~nu emisiju CO2 664-704 kg/MWh, dok sekosagorijevanjem 15% biomase postiè specifi~na emisija CO2 u rasponu 627-687 kg/MWh.


Tabela 6. Smanjenje emisije CO2 pri kosagorijevanju drvne biomase na novom termoenergetskom bloku uTermoelektrani „Kakanj” instalisane snage 450 MWe i energijske efikasnosti 44,5%

Godi{nja proizvodnjaelektri~ne energije

[GWh/a]

Maseni udiobiomase

[%]

Broj sati u reìmu kosagorijevanja

[h/a]

Godi{njaemisija CO2

[t/a]

Smanjenje emisijeCO2 zbog

kosagorijevanja [t/a]

Koeficijentemisije CO2

[kg/MWh]

2.756

0 0 2.034.507 0 738

7

3.000 1.968.777 65.730 714

4.500 1.935.912 98.595 702

6.500 1.903.047 142.415 687

10

3.000 1.940.607 93.900 704

4.500 1.893.657 140.850 687

6.500 1.831.056 203.451 664

15

3.000 1.893.657 140.850 687

4.500 1.823.231 211.276 662

6.500 1.729.331 305.176 627

Analiza mogu}nosti smanjenja emisije CO2

kogeneracijom elektri~ne energije i toplote

U cilju analize mogu}nosti smanjenja emisije CO2 iz novog bloka u Termoelektrani„Kakanj” izvr{en je prora~un izbjegnute emisije CO2 usljed isporuke toplote za daljinskogrijanje Zenice. Godi{nja koli~ina toplote potrebna za grijanje podru~ja Zenice iznosi 255Gnjh. Emisija CO2 koja bi se ostvarila isporukom toplote iz Zeni~ke toplane se dobijemnoènjem potrebne toplote i koeficijenta emisije CO2. Za koli~inu toplote 255 Gnjh ikoeficijent emisije 0,44 t/MWh [17] dobije se godi{nja emisija CO2 u iznosu 112.200 t. Emisija CO2 iz novog bloka u Termoelektrani Kakanj za 6,500 sati rada na instalisanoj snazi 450 MWe

bez kogeneracije elektri~ne energije i toplote iznosi 2.034.507 t. Sabiranjem navedenihvrijednosti emisija dobije se emisija CO2 od 2.146.707 t. Emisija CO2 [t/a] iz novog bloka ureìmu kogeneracije elektri~ne energije i toplote je izra~unata prema relaciji [17]:

E

QQ

HCO chp

elt

d2

=

+

1173 3

3600,,

.h

(4)

gdje je:

3,3 ‡ pretpostavljeni ekvivalent elektri~ne energije i toplote na novom bloku u Termoelektrani„Kakanj”, [–]

Qt ‡ godi{nja isporu~ena toplota za grijanje podru~ja Zenice, [Gnjhth]

3.600 ‡ konverzioni faktor za prera~un razli~itih mjernih jedinica, [–]

h ‡ energijska efikasnost bloka na pragu termoelektrane, [–], i

Hd ‡ donja toplotna mo} kori{tenog uglja, [GJ/t].

Pretpostavljena je vrijednost Qth = 255 GWh za isporu~enu toplotu i Qel = 2.756 GWhza elektri~nu energiju. Uvr{tavanjem podataka u relaciju (4) dobija se ECO2chp = 2.082.676 t.Oduzimanjem ove vrijednosti emisije CO2 od vrijednosti emisije CO2 iz odvojene proizvodnjeelektri~ne energije i toplote dobije se izbjegnuta emisija CO2 u iznosu 64.031 t/a. U slu~ajunavedene kogeneracije i kosagorijevanja 15% biomase u trajanju 6.500 sati i stepena iskori{tenjabloka 44,5% izbjegnuta emisija CO2 bi iznosila 369.207 t.

Zaklju~ak

Nove termoelektrane na ugalj moraju biti pogonski fleksibilne, energijski efikasne, isa niskom emisijom one~i{}uju}ih materija i CO2. Dostizanje potrebnih karakteristika odstrane novih termoelektrana na ugalj u Bosni i Hercegovini }e zavisiti od poznavanjasagorijevanja doma}ih ugljeva, mogu}nosti kosagorijevanja uglja s otpadnom biomasom,mogu}nosti kogeneracije i trigeneracije elektri~ne energije i drugih upotrebljivih formienergije, mogu}nosti i efekata ugradnje postrojenja za izdvajanje one~i{}uju}ih materija i CO2

iz dimnih gasova, te mogu}nosti fleksibilnog pogona. Na primjeru Termoelektrane „Kakanj”analizirana je mogu}nost pozitivnog odgovora na navedene zahtjeve. Za potrebe analizausvojena je mje{avina ugljeva Kakanj:Breza:Zenica u omjeru 70:20:10. Imaju}i na umupotrebu da novi blok ima mogu}nost fleksibilnog pogona izabrani su nadkriti~ni parametripare. Na bazi stanja blokova u pogonu i referentnih termoenergetskih blokova u okruènju ~ijase gradnja planira name}e se instalisana snaga 450 MWe i energijska efikasnost 44,5%.


U skladu sa rezultatima istraìvanja sagorijevanja srednjobosanskih ugljevapreporu~uje se tehnologija sagorijevanja ugljene pra{ine u letu sa suhim reìmom odvodjenja{ljake, stepenovanim dovo|enjem zraka za sagorijevanje i temperaturom 1.250 °C. Zakonskaograni~enja emisije SO2 zahtijevaju stepen smanjenja 94%, {to moè biti postignuto mokrimili polusuhim odsumporavanjem. Zakonska ograni~enja emisije NOx zahtijevaju smanjenje za71% {to moè biti postignuto ugradnjom gorionika sa niskom emisijom NOx, ubacivanjemOFA zraka i ugradnjom postrojenja za selektivnu kataliti~ku redukciju. U slu~aju ugradnjereburning tehnologije s prirodnim gasom mogu}e je smanjiti emisiju NOx za oko 50% {to bi uz druga pobolj{anja u loì{tu omogu}ilo dostizanje 200 mg/m3

n primjenom selektivnenekataliti~ke redukcije (SNCR). U vezi s tim treba obaviti dodatna istraìvanja. Zakonskoograni~enje emisije ~vrstih ~estica traì stepen smanjenja 99,96%, {to se moè dosti}ielektroodvaja~ima i vre}astim filterima. Dio otpra{ivanja se postiè i u postrojenjima zaodsumporavanje. Iskustva sa vre}astim filterima u Termoelektrani „Kakanj” potvr|ujumogu}nost postizanja emisije manje od 10 mg/m3

n bez odsumporavanja.Specifi~na emisija CO2 novog bloka za 6.500 radnih sati na instalisanoj snazi

450 MWe bez kosagorijevanja biomase bi iznosila 738 kg/MWh. Izra~unata je emisija CO2 prikosagorijevanju 7%, 10% i 15% (maseno) biomase za 3.000, 4.500 i 6.500 sati u reìmukosagorijevanja. Kosagorijevanjem 7% biomase se u najboljem slu~aju specifi~na emisijaCO2 moè smanjiti na 687 kg/MWh. Kosagorijevanjem 10% biomase se postiè dodatnosmanjenje emisije CO2; u najboljem slu~aju na 664 kg/MWh. Pove}anjem udjela biomase na15% moè se dosti}i emisija CO2 u iznosu 627 kg/MWh, odnosno godi{nje smanjenje emisijeCO2 od 305.176 t. Isporukom 255 GWh toplote za daljinsko grijanje podru~ja Zenice tokomrada novog bloka u reìmu kogeneracije sa 2.756 Gnjh elektri~ne energije mogu}e je izbje}iemisiju od 64.031 t CO2. U slu~aju kogeneracije i kosagorijevanja 15% biomase uz energijskuefikasnost bloka 44,5% izbjegnuta emisija CO2 na godi{njem nivou bi iznosila 369,207 t.

Literatura

[1] Burnard, K., Bhattacharya, S., Ponjer from Coal, In ter na tional En ergy Agency, 2011[2] ***, Out look for En ergy: A Vienj to 2040, Ex xon Mo bile, 2013[3] Fereti}, D., i dr., Elektrane i okoli{, El e ment, Zagreb, 2000[4] ***, http://iea-etsap.org/njeb/ThanksDl.asp?file=E01[5] ***, EU En ergy Trends to 2030, Eu ro pean Com mis sion Di rec tory for En ergy, 2009[6] ***, Prvi nacionalni izvje{taj o klimatskim promjenama u Bosni i Hercegovini, 2009[7] Kazagi}, A., Istraìvanje sagorijevanja spra{enih bosanskohercegova~kih ugljeva usmjereno

na pobolj{anje postoje}ih i izbor novih tehnologija sagorijevanja u termoelektranama,doktorska disertacija, Ma{inski fakultet u Sarajevu, 2009

[8] ***, Studija uticaja na ìvotnu sredinu Termoelektrane Stanari, Institut IPSA 2007[9] ***, Tech nol ogy Roadmap High Ef fi ciency Lonj-Emis sion Coal-Fired Ponjer Gen er a tion, In -

ter na tional En ergy Agency, 2012[10] Topper, J., Fu ture Coal De mand: Roadmap for Coal-Fired Ponjer Plant Ef fi ciency and In ter -

ac tion njith CCS, IEA Clean Coal Cen tre, 2012[11] ***, êtvrti-finalni izvje{taj o realizaciji Pi lot projekta „Kosagorijevanje uglja s drvnom

biomasom na bloku 5 u Termoelektrani Kakanj”, JP Elektroprivreda BiH d. d. Sarajevo, 2011[12] Jeschke, R., Henning, B., Schreier, nj., Flex i bil ity through Highly-Ef fi cient Tech nol ogy, VGB

PonjerTech 5/2012, 64-68[13] ***, Pogonsko uputstvo za kotao 5, Termoelektrana Kakanj, 2008[14] ***, Izvje{taj o radu Termoelektrane Kakanj za decembar, 2012[15] ***, Podaci iz Sektora za proizvodnju JP Elektroprivreda BiH[16] ***, Podaci sa sistema za pra}enje emisije u zrak iz Termoelektrane Kakanj[17] ***, Studija opravdanosti snabdijevanja toplinskom energijom iz TE Kakanj podru~ja do/i

Zenice, Bosna-S/ENOVA, 2010


[18] ***, Procjena uticaja na okoli{ za novi blok 8 u Termoelektrani Kakanj, CETEOR, 2009[19] Haarman, S., Scherer, V., Testno spaljivanje uglja: RMU Kakanj, Breza, Zenica

aproksimativno u omjeru 70:20:10 u uslovima CFBC tehnologije sagorijevanja – Finalniizvje{taj, Rühr-Universitet Bohum, njema~ka, 2012

[20] Kazagi}, A., Smajevi}, I., Ex per i men tal In ves ti ga tion of Ash Be hav ior and Emis sions dur ingCom bus tion of Bosnian Coal and Bio mass, En ergy, 32 (2007), 10, 2006-2016

[21] Kazagi}, A., Smajevi}, I., Syn ergy Ef fects of Co-Fir ing of njoody Bio mass njith Bosnian Coal,En ergy, 34 (2009), 5, 699-707

[22] Smajevi}, I., et al., Cofiring Bosnian Coals njith njoody Bio mass: Ex per i men tal Stud ies on aLab o ra tory-Scale Fur nace and the 110 Mnje Ponjer Unit, Ther mal Sci ence, 16 (2012), 3,789-804

[23] Kazagi}, A., Smajevi}, I., Nui}, D., Se lec tion of Sus tain able Tech nol o gies for Com bus tion ofBosnian Coals, Ther mal Sci ence, 14 (2010), 3, 715-727

[24] Kazagi}, A., Smajevi}, I., Syn ergy Ef fects of Co-Fir ing of njoody Bio mass njith Bosnian Coal,En ergy , 34 (2009), 5, 699-707, doi: 10.1016/j.en ergy.2008.10.007.155-164

[25] Hoxi}, N., i dr., Testno spaljivanje uglja: RMU Kakanj, Breza i Zenica aproksimativno saomjerom 70:20:10 u uslovima klasi~ne tehnologije sagorijevanja spra{enog uglja u letu sasuhim postupkom odvo|enja {ljake i pepela iz lo`i{ta – kona~ni izvje{taj, Ma{inski fakultet,Sarajevo, 2012

[26] ***, Di rec tive 2008/1/EC Con cern ing In te grated Pol lu tion Pre ven tion and Con trol, Of fi cialJour nal of the EU, 2008

[27] ***, Ref er ence Doc u ment on Best Avail able Tech niljues in Large Com bus tion Plants, Eu ro -pean Com mis sion, 2006

[28] ***, Studija o utjecaju na okoli{ bloka 7 u Termoelektrani Tuzla, Rudarski institut, Tuzla,FBIH, 2009

[29] ***, Pravilnik o grani~nim vrijednostima emisije u zrak iz postrojenja za sagorijevanje,Slu`bene novine FBiH 3/13, 2013

[30] ***, Di rec tive 2010/75/EU on In dus trial Emis sions (In te grated Pol lu tion Pre ven tion andCon trol), Of fi cial Jour nal of the Eu ro pean Un ion 2010

[31] Guli~, M., Brki}, lj. Perunovi}, P., Parni kotlovi, Ma{inski fakultet, Beograd, 1988[32] Be~i}, K., \akovac, E., Efekti ugradnje vre}astih filtera na blokovima 5 i 6 (110 MWe) u

Termoelektrani Kakanj, Me|unarodna konferencija Elektrane 2012, Zlatibor, Srbija, 2012


Ab stract

Requested Char ac ter is tics of New Sus tain ableCoal-Fired Ther mal Power Plants inBosnia and Herzegovina

by

Kemal BE^I] 1* and Izet SMAJEVI] 2

1TPP "Kakanj", Pub lic En ter prise Elec tric Util ity of Bosnia and Herzegovina,.Sarajevo, Bosnia and Herzegovina2Pub lic En ter prise Elec tric Util ity of Bosnia and Herzegovina, De part ment for.Cap i tal In vest ment, Sarajevo, Bosnia and Herzegovina

World en ergy needs in crease. Coal is still glob ally dom i nant pri mary en ergysource in the elec tric power sys tem, but its fu ture im por tance in that sense is doubt ful. Fosilfu els de pend ence is un sus tain able in long-term pe riod be cause of lim ited coal re serves, en -vi ron ment pol lu tion and cli mate changes. Achiev ing sus tain able developmenassumesgreater de ploy ment of renewable (ba si cally undispatchable) en ergy sources, en vi ron mentin flu ence re duc tion, and en ergy ef fi ciency in crease. Ac cord ingly, new coal-fired ther malpower plants must be flex i ble in op er a tion, en ergy ef fi cient, en vi ron men tally ac cept able,and in ad di tion to all of that eco nom i cally sus tain able with the pur pose of pro vid ing place in global fu ture power plants port fo lio. Bosnia and Herzegovina must pay at ten tion to thoserequests dur ing de sign ing and build ing of new ther mal power plants, since as col lec tivi tyamong all fosil fu els pos sesses only proven coal re serves. Knowledge-based de ci sion mak -ing about pos si ble best char ac ter is tics of new coal-fired ther mal power plants in Bosnia andHerzegovina requires per form ing of re search with re spect to: coals com bus tion, cofiringcoal with bio mass, co-gen er a tion or tri-gen er a tion of elec tri cal and other forms of use fulen ergy, in stall ing plants for re duc tion of emis sion of pol lut ants and car bon di ox ide, andpos si bil ity of flex i ble op er a tion. This pa per out lines required char ac ter is tics of fu turecoal-fired ther mal power plants, ac cord ing to cur rent un der stand ing of Europeenergy fu -ture. In case of the Kakanj ther mal power plant pos si bil ity of pos i tive answer to thoserequests was ana lysed. Re sults of that anal y sis were also shown in the pa per.

Key words: coal-fired ther mal power plant, sustainability, en ergy ef fi ciency, op er a tionalflex i bil ity

*Cor re spond ing au thor; e-mail: [email protected]

Rad primljen: 7. juna 2014Rad revidiran: 8. marta 2015Rad prihva}en: 29. januara 2015


potrebne karakteristike novih odr`ivih termoelektrana na...

Documents