Heslerhof (Niemcy)

Kontekst

Rolnicy wytwarzający biogaz stają przed koniecznością wprowadzenia istotnych zmian w swoich instalacjach energetycznych. Wiele rządów wyznaczyło ambitne cele klimatyczne, które nakładają na gospodarstwa rolne obowiązek wytwarzania zrównoważonej energii przy jednoczesnym skutecznym zarządzaniu jej zużyciem. Operacje zapewniające obciążenie podstawowe z instalacji systemów skojarzonego wytwarzania energii elektrycznej i cieplnej (CHP) nie spełniają już tych wymagań. Poza tym przerwy w dostawie prądu, niestabilność odnawialnych źródeł energii, np. wiatrowej i słonecznej, oraz związana z tym konieczność zaspokojenia dodatkowych potrzeb z innych ekologicznych i zrównoważonych źródeł energii, np. biomasy... Wszystko to sprawia, że biogazownie muszą pracować elastycznie i wytwarzać energię wtedy, kiedy jest potrzebna. Zarządcy gospodarstwa Heslerhof już w 1999 r. dostrzegli potencjał zrównoważonego wytwarzania energii elektrycznej i cieplnej. Wybrali biogaz jako odnawialne źródło energii, co pozwoliło z czasem stworzyć biogazownię o mocy elektrycznej 50 kWel. Projekt ten miał na celu lepsze przystosowanie dostaw energii elektrycznej i cieplnej do potrzeb rynku oraz wyrównanie wahań dostaw energii ze źródeł odnawialnych, np. wiatru i słońca. Wkrótce potem udało się zrealizować dwa projekty na rzecz uzyskania jeszcze bardziej elastycznej pracy instalacji i osiągnięcia mocy 865 kWel w latach 2014 i 2016.

Przyszłościowe instalacje kogeneracyjne: niezbędny fundament transformacji energetycznej

W przypadku gospodarstwa Heslerhof wciąż zmieniające się wymogi sektora energetycznego wymusiły systematyczne podejście do ogólnej koncepcji kogeneracji / zasilania gazem i magazynowania ciepła, a także opracowania wszechstronnej strategii wykorzystania ciepła. Dzięki zamontowaniu silnika Jenbacher J420 oraz inwestycjom w duży zbiornik buforowy i zbiornik na gaz, na przełomie lat 2020/21 biogazownię udało się przekształcić w elektrownię magazynową ze źródłem odnawialnym zapewniającą elastyczną pracę zorientowaną na potrzeby rynkowe. Dzięki temu nowa instalacja aktywnie uczestniczy dziś w transformacji energetycznej i wspiera stabilność sieci dzięki zrównoważonemu i ekologicznemu wytwarzaniu energii ze źródeł dostępnych w regionie oraz elastycznej pracy.

Jako gotowa instalacja kontenerowa bazująca na silniku gazowym Jenbacher J420, układ ten dysponuje mocą elektryczną 1562 kW i cieplną 1760 kW. Układ jest wstępnie zmontowany i umożliwia szybkie dokończenie budowy u klienta. Odznacza się wysoką sprawnością i niezawodnością silnika. Maksymalna znamionowa moc elektryczna całej instalacji składającej się z kilku modułów kogeneracyjnych wynosi 350 kWel, a jej moc całkowita: 2222 kWel. Jednak przy obecnym, elastycznym reżimie pracy najwyższa moc instalacji wynosi aż 1722 kWel, i to przy zachowaniu maksymalnych rezerw!

Zastosowany w niej katalizator SCR zapewnia zgodność z wymaganymi prawnie niskimi limitami emisji. Dodatkowe zrównoważenie pod względem wpływu na środowisko uzyskano dzięki zastosowaniu układów odparowywania pofermentu Vapogant, które zmniejszają ilość pozostałej biomasy powstającej w procesie wytwarzania biogazu. Pochodne te stanowią podstawę do produkcji nawozów mineralnych. Ponadto ciepło pochodzące z wytwarzania biogazu można wykorzystać do odparowywania pofermentu. Dwa wymienniki ciepła ze spalin zapewniają wysoki stopień odprowadzania ciepła i wzrost sprawności instalacji. Układ zbiorników buforowych do magazynowania ciepła o pojemności 1000 metrów sześciennych umożliwia rozdzielenie instalacji niezbędne do optymalnego wykorzystywania ciepła.

Tego rodzaju modernizacje pozwalają zarządcom gospodarstwa Heslerhof jeszcze elastyczniej reagować na wahania rynku energii, a przy tym zwiększają ogólną efektywność kosztową instalacji, co pomaga zapewnić gotowość na wyzwania w przyszłości.

Wyniki

Dzięki zamontowaniu układu kogeneracyjnego Jenbacher J420 i dwóch wymienników ciepła ze spalin w celu zapewnienia znacznego stopnia odzysku ciepła, sprawność ogólna przekroczyła 90%. Gospodarstwo wytwarza własną energię do zasilania wszystkich niezbędnych urządzeń elektrycznych, w tym budynku mieszkalnego. Nadwyżki trafiają do sieci dzięki atrakcyjnym taryfom gwarantowanym po stawkach rynkowych. Kolejnym czynnikiem decydującym o powodzeniu tej elastycznej biogazowni było oferta firmy INNIO dostosowana do potrzeb klienta. Oprócz szybkiej dostępności części i błyskawicznej pomocy technicznej na miejscu szczególnie atrakcyjne okazały się: infolinia czynna przez całą dobę oraz szybkie rozwiązywanie problemów za pośrednictwem zdalnego serwisu.

„Elastyczne podejście zorientowane na potrzeby rynku energetycznego decyduje o teraźniejszości oraz przyszłości każdej biogazowni. Postanowiliśmy stopniowo zwiększać elastyczność naszego zakładu, aby przekształcić go w elektrownię magazynową ze źródłem odnawialnym bazującą na technologii kogeneracji Jenbacher. Dzięki temu możemy zoptymalizować nasz potencjał dochodowy, a jednocześnie lepiej wykorzystywać surowce”.

Clemens Maier, wspólnik w spółce Clemens und Gregor Maier GbR, Heslerhof

Korzyści dla klientów

• Optymalizacja dochodów dzięki elastycznej pracy
• Oszczędne wykorzystywanie surowców do wydajnego wytwarzania energii elektrycznej i cieplnej
• Wydajna, zrównoważona i przyszłościowa koncepcja, która optymalnie przygotowuje zakład na wyzwania przyszłości