Syncraft Frauenfeld (Szwajcaria)

Kontekst

Firma Bioenergie Frauenfeld, stanowiąca własność producenta cukru Schweizer Zucker i Energie 360°, zbudowała nową instalację kogeneracyjną opalaną drewnem w mieście Frauenfeld w kantonie Turgowia. Cel? Skuteczne wykorzystanie zielonej energii i jednoczesna redukcja emisji CO₂. Takie połączenie umożliwia najnowsza generacja technologii skojarzonego wytwarzania energii elektrycznej i cieplnej (CHP) Jenbacher firmy INNIO, która wykorzystuje odpady drzewne jako źródło energii odnawialnej. Ogromne zasoby odpadów drzewnych w tym regionie pochodzą z drewna niewykorzystanego podczas prac w ramach gospodarki leśnej i planowania krajobrazu, wykrotów albo drewna zaatakowanego przez szkodniki.

Rozwiązanie

Aby osiągnąć wyznaczone cele ekologiczne, firma Bioenergie Frauenfeld zdecydowała się na innowacyjną instalację SynCraft zasilaną czterema silnikami INNIO Jenbacher. Instalacja ta, stanowiąca owoc wspólnych starań na rzecz optymalizacji, rocznie odzyskuje energię z 25 000 ton drewna odpadowego pozyskiwanego lokalnie. Instalacja o mocy 4 MW to jeden z największych tego rodzaju obiektów na świecie. Jest to obiekt neutralny pod względem emisji dwutlenku węgla, który dostarcza energię elektryczną do 8000 gospodarstw domowych, a ponadto ciepło do miejscowej cukrowni i miasta Frauenfeld. Pierwszy etap procesu zakłada suszenie drewna w celu uzyskania zawartości wody poniżej 10% przy użyciu ciepła o niskiej temperaturze pochodzącego z chłodzenia gazu technologicznego. Potem następuje dwuetapowa ekstrakcja gazu. Na początku biomasę rozkłada się w drodze pirolizy na części składowe, aby wytworzyć cząstki stałe i gaz, a następnie podlega zgazowaniu w następnej strefie redukcji. Potem gotowy gaz, schłodzony do około 750°C, opuszcza górną część reaktora i podlega oddzieleniu od karbonizatu (biowęgla). Następnie schładza się gaz do ok. 100°C, a uzyskane w ten sposób ciepło trafia do sieci grzewczej. Po ponownym schłodzeniu do temperatury od 25°C do 30°C gaz osiąga temperaturę roboczą niezbędną do wytwarzania energii elektrycznej w czterech wysokosprawnych silnikach gazowych Jenbacher J420, które zoptymalizowano specjalnie do takiego zastosowania. Każda jednostka może wyprodukować moc 1 MW.

 

„Instalacja kogeneracyjna opalana drewnem we Frauenfeld umożliwia nam wyznaczanie nowych standardów wykorzystania bioenergii, co staje się coraz ważniejsze w miarę postępującej transformacji energetycznej. Serce naszego flagowego projektu stanowią cztery wysokosprawne silniki Jenbacher opalane gazem drzewnym, które świetnie dostosowano do wymagań technologii gazyfikacji SynCraft”.

Stefan Ellenbroek, kierownik projektu w Bioenergie Frauenfeld

Wyniki

Instalacja CHP opalana drewnem we Frauenfeld to popisowa inwestycja, która niezmiernie wydajnie wykorzystuje biomasę i stanowi doskonały przykład potencjału drewna jako surowca do odzysku. Energia elektryczna wytwarzana w instalacji CHP Jenbacher trafia do sieci lokalnej i jest objęta dotacjami ze szwajcarskiego systemu płatności gwarantowanych. Ciepło to ważny czynnik w procesach składowych w Schweizer Zucker AG, a jednocześnie wykorzystywane jest do zaopatrywania gospodarstw domowych i firm w rejonie Frauenfeld West za pośrednictwem komunalnej sieci ciepłowniczej. W przeciwieństwie do instalacji konwencjonalnych, które generują popiół, obiekty kogeneracyjne w technologii Syncraft pozwalają otrzymać wysokiej jakości węgiel drzewny, czyli tzw. biochar („biowęgiel”), który korzystnie wpływa na środowisko, ponieważ skutecznie blokuje węgiel i zmniejsza emisje CO₂. Biowęgiel stosuje się w rolnictwie i przemyśle. Co do zasady, instalacja o ujemnym śladzie węglowym usuwa z atmosfery 9000 ton CO₂ rocznie. Obiekt ten powstał we współpracy ze szwajcarskim dystrybutorem IWK Integrierte Wärme Kraft AG i specjalistą w dziedzinie instalacji kogeneracyjnych opalanych drewnem, czyli SynCraft. Firma INNIO od wielu lat ściśle współpracuje z SynCraft. Zakłady kogeneracyjne w technologii SynCraft wyposażone w silniki gazowe Jenbacher doskonale sprawdzają się w Austrii, Niemczech, Włoszech, Chorwacji, Szwajcarii oraz Japonii. Od ponad 30 lat INNIO zdobywa wiedzę i doświadczenie w pracy z gazami specjalnymi do zastosowań energetycznych, np. z gazem drzewnym, który w ok. 40% składa się wodoru. Dotychczas powstało przeszło 100 instalacji bądź elektrowni opalanych gazem drzewnym. Układy opalane gazem drzewnym osiągają całkowite wykorzystanie surowców rzędu 92%, co jeszcze raz pokazuje, że w instalacjach korzystających z surowców odnawialnych tkwi ogromny potencjał dla transformacji energetycznej.

Korzyści dla klientów

Instalacje kogeneracyjne opalane drewnem w technologii CHP Jenbacher mają wiele zalet:

• Zoptymalizowana sprawność ogólna dzięki wieloletniej ścisłej współpracy ze specjalistą w dziedzinie instalacji CHP opalanych drewnem, SynCraft
• Wysokowydajny odzysk energii z miejscowych odpadów drewnianych
• Produkt uboczny w postaci najwyższej jakości biowęgla
• Technologia zero-waste
• Znaczne obniżenie emisji CO₂