|
Nowoczesne technologie użytkowania gazu... Gospodarka Polski, po raz pierwszy w swojej powojennej historii, znalazła się w sytuacji nadwyżki podaży surowców i nośników energii nad ich zapotrzebowaniem. Wynika to w głównej mierze ze znacznego wzrostu efektywności wykorzystania energii zarówno w przemyśle, jak i w gospodarstwach domowych i komunalnych.
Energia XXII - Ciepło, Elektroenergetyka, Gaz
Dodatek reklamowy do RZECZPOSPOLITEJ nr 86
(5556) 11 kwietnia 2000 r.
Nowoczesne technologie użytkowania gazu
Siła napędowa rynku gazowego w Polsce
Gospodarka Polski, po raz pierwszy w swojej powojennej
historii, znalazła się w sytuacji nadwyżki podaży surowców i
nośników energii nad ich zapotrzebowaniem. Wynika to w głównej
mierze ze znacznego wzrostu efektywności wykorzystania energii
zarówno w przemyśle, jak i w gospodarstwach domowych i komunalnych.
Warunki wewnętrzne, jak i zewnętrzne Polski stwarzają dogodną
sytuację do kontynuacji szybkiej modernizacji systemów
energetycznych w kraju. Z jednej strony spodziewane przystąpienie do
Unii Europejskiej oraz podjęte zobowiązania na "szczytach
ekologicznych" w Rio de Janeiro i Kioto zmuszają nas do ograniczenia
emisji CO2, SO2 i pyłów, z drugiej zaś strony aktualna nadwyżka
podaży gazu ziemnego nad jego zapotrzebowaniem w połączeniu z
zakontraktowanymi dostawami tego surowca z gazociągu Jamał - Europa
Zachodnia w latach najbliższych daje okazję do uczynienia gazu
ziemnego siłą napędową certyfikat-energetyczny.pl" target="_blank">modernizacji ogrzewnictwa, wytwarzania
energii elektrycznej i transportu. Nowe zastosowania gazu ziemnego
mogą spowodować przyspieszenie wzrostu zużycia gazu w Polsce. Pomimo
dobrych perspektyw w ostatnich latach obserwujemy stagnację na rynku
gazu ziemnego, bowiem przyrost zużycia gazu w gospodarce komunalnej
jest kompensowany spadkiem zużycia w przemyśle, głównie
metalurgicznym i nawozów azotowych. W dalszej części artykułu
przedstawiono nowoczesne techniki użytkowe z zastosowaniem gazu
ziemnego jako paliwa. W kolejności stopnia rozwoju są to:
- tradycyjne urządzenia do ogrzewania gazem,
- ogrzewanie w skojarzeniu z wytwarzaniem energii elektrycznej,
- pompy ciepła zasilane gazem ziemnym,
- ogniwa paliwowe zasilane gazem ziemnym,
- transport samochodowy zasilany sprężonym gazem ziemnym (CNG).
Tradycyjne urządzenia do ogrzewania gazem
Urządzenia grzewcze powszechnego użytku Obecnie dostępne
są następujące urządzenia grzewcze powszechnego użytku:
- kotły gazowe stojące,
- kotły gazowe stojące wyposażone w zbiornik ciepłej wody
użytkowej,
- kotły gazowe wiszące,
- kotły gazowe wiszące dwufunkcyjne,
- kotły gazowe kondensujące,
- ogrzewacze pomieszczeń gazowe konwekcyjne (grawitacyjne i z
przepływem wymuszanym powietrza),
- z otwartą komorą spalania (typu B),
- z zamkniętą komorą spalania (typu C),
- promienniki gazowe (typu A).
Urządzenia te mają sprawność od 87% dla ogrzewaczy konwekcyjnych
do około 107% dla kotłów kondensujących. Ich konstrukcja umożliwia
ogrzewanie pomieszczeń mieszkalnych niemal w każdej możliwej
sytuacji budowlanej, to jest niezależnie od dostępności układów
kominowych. W przypadku, gdy istnieją wolne przewody kominowe można
zastosować, po zainstalowaniu w nim odpowiedniego przewodu ze stali
nierdzewnej, klasyczny kocioł gazowy z otwartą komorą spalania. Przy
braku przewodów kominowych można stosować ogrzewacze konwekcyjne z
zamkniętą komorą spalania i wyprowadzeniem spalin poprzez ścianę
budynku (do 5 kW) lub zastosować kocioł ze specjalnym przewodem
powietrzno-spalinowym wyprowadzonym powyżej dachu budynku.
Promienniki gazowe bez odprowadzenia spalin mogą być stosowane
wyłącznie pod okapem z odprowadzeniem spalin lub w pomieszczeniach
otwartych - balkony, tarasy, altanki, itp.
Urządzenia grzewcze stosowane w przemyśle Przy ogrzewaniu
pomieszczeń przemysłowych odchodzi się obecnie od stosowanego
poprzednio powszechnie centralnego ogrzewania, zwłaszcza w przypadku
pracy na jedną lub dwie zmiany. Stosowane są następujące urządzenia
grzewcze:
- nagrzewnice powietrza,
- nagrzewnice powietrza kondensujące,
- ogrzewacze pomieszczeń typu rura promieniująca,
- promienniki gazowe,
- nagrzewnice powietrza bezwymiennikowe.
Tabela 1 Dane techniczne gazowej pompy ciepła o mocy 8
kW
| |
Nowy model |
Konwencjonalny model |
| Producent |
MITSUBISHI |
| Wydajność [kW] |
|
|
| - chłodzenie |
8,0 |
8,0 |
| - ogrzewanie |
10,0 |
10,0 |
| COP (sprawność) |
|
|
| - chłodzenie |
0,96 |
0,79 |
| - ogrzewanie |
1,02 |
1,02 |
| Poziom hałasu [dB] |
49 |
49 |
| Wymiary (w-s-g) [in] |
1,3-1,015-0,34 |
1,73-0,8-0,38 |
| Opcja |
ogrzewanie podłogowe |
- |
| Okres pracy pomiędzy przeglądami [h] |
6 000 |
2 000 |
Tabela 2 Parametry ogniw paliwowych
| Typ ogniwa paliwowego |
Elektrolit |
Temperatura pracy |
Zastosowanie |
Moc |
| AFC |
KOH |
600C + 1200C |
wojskowe, kosmiczne |
|
| PAFC |
stężony
H3PO4 |
1600C + 2200C |
systemy energetyczne, ciepło odpadowe, T<1800C |
11 MW |
| MCFC |
węglany:
LiCO3
K2CO3 |
6000C + 6500C |
systemy energetyczne, ciepło odpadowe, wysoka temperatura,
produkcja energii elektrycznej |
100 + 250 kW półtechnika |
| SOFC |
stały ceramiczny:
ZrO2, Y2O3 |
9000C + 10000C |
systemy energetyczne, produkcja energii elektrycznej |
3 + 25 MW |
Szczególnie atrakcyjne ekonomicznie jest ogrzewanie pomieszczeń
przemysłowych lub usługowych na drodze promieniowania. Uzyskane
certyfikat-energetyczny.pl" target="_blank">oszczędności energii w porównaniu z tradycyjnym ogrzewaniem
centralnym dochodzą do 35÷40% dla budynków nowoczesnych o dobrej
izolacji i nawet do 60% dla budynków Ľle izolowanych. Oszczędności
te znacznie rosną przy pracy jednozmianowej, ze względu na szybki
rozruch ogrzewaczy tego typu. Przy zastosowaniu ogrzewania na drodze
promieniowania możliwe jest ogrzewanie bezpośrednio ludzi i
stanowisk pracy bez konieczności ogrzewania całej objętości
budynków. Ten rodzaj ogrzewania staje się coraz bardziej popularny w
Polsce. Nagrzewnice powietrza bezwymiennikowe stosowane są
przeważnie do ogrzewania powierzchni magazynowych, w których ludzie
przebywają rzadko.
Ogrzewanie w skojarzeniu z wytwarzaniem energii elektrycznej
Skojarzone wytwarzanie energii cieplnej i elektrycznej jest
korzystne zarówno dla dostawców nośników energii, ich użytkowników,
jak i całych społeczeństw. Lepsze wykorzystanie paliwa pozwala na
zmniejszenie jego zużycia, a więc na ograniczenie jego kosztów i
zmniejszenie zanieczyszczenia środowiska.
Rys. 1. Sprawności wytwarzania energii elektrycznej różnymi
metodami
Podstawową korzyścią dla użytkowników energii jest znaczne
obniżenie jej kosztów oraz niższe inwestycje związane z wytwarzaniem
energii elektrycznej, a także obniżenie emisji CO2, pyłów i związków
siarki na skutek zastąpienia węgla gazem ziemnym oraz podniesienie
sprawności procesu. Skojarzenie wytwarzania ciepła i energii
elektrycznej jest możliwe tylko wtedy, gdy istnieje zapotrzebowanie
na obie formy energii. W niektórych krajach energia elektryczna
wytwarzana w skojarzeniu z energią cieplną stanowi aż 65% - w Danii
i 35% - w Holandii. W literaturze światowej wymienia się trzy
rodzaje przeszkód utrudniających szersze zastosowanie układów
skojarzonych, a mianowicie:
- przeszkody strukturalne, wynikające głównie z istniejącej
infrastruktury energetycznej. Przedsiębiorstwa wytwarzające
energię elektryczną mają na ogół charakter przedsiębiorstw
użyteczności publicznej. Energetyka jest zarządzana i regulowana
przez agencje rządowe; w tej sytuacji ceny energii są ustalane
centralnie i mają charakter polityczny. Dopiero ostatnio obserwuje
się w Unii Europejskiej deregulację sektora energetycznego,
- przeszkody ekonomiczne wynikają z faktu, że amortyzacja
inwestycji w układ skojarzony w zakładzie przemysłowym powinna
nastąpić w okresie, w jakim następuje amortyzacja urządzeń
wytwarzających podstawowy jego produkt. Spełnienie tego warunku
jest trudne, gdyż inwestycje energetyczne mają zazwyczaj znacznie
dłuższy okres zwrotu (10-15 lat). Jednocześnie wiadomo, że
zbudowane wcześniej Ľródła energii istnieją i mogą być dalej
wykorzystywane,
- przeszkody technologiczne wynikają z tego, że małe układy
skojarzone muszą spełniać te same funkcje co duże elektrownie,
jeśli chodzi o sterowalność, bezpieczeństwo, synchronizację z
siecią energetyczną, itp. Wymagania te znacznie podwyższają koszty
inwestycyjne. Również emisja zanieczyszczeń, choć mniejsza, odbywa
się często w miastach, co powoduje protesty władz lokalnych. To
samo dotyczy hałasu.
W Polsce znanych jest kilka projektów układów skojarzonych
opalanych gazem ziemnym. Największym jest modernizacja
elektrociepłowni w Gorzowie. Elektrociepłownia jest zasilana gazem
ziemnym zaazotowanym ze złoża Barnówko-Mostno-Buszewo (BMB) w ilości
263 mln m3/rok. Wartość opałowa gazu wynosi 20,2 MJ/m3. Blok
parowo-gazowy ma następujące parametry:
- moc elektryczna turbozespołu GT&C - 54, 49 MW,
- prędkość obrotowa - 6200 obr/min,
- temperatura spalin za komorą spalania - 1100°C,
- ciśnienie pary wodnej za kotłem - 4,0 MPa,
- nominalna wydajność kotła - 140 t/h.
W wyniku uruchomienia elektrociepłowni zasilanej gazem ziemnym
emisja pyłu zmniejszy się o 90%. Brak danych odnośnie sprawności.
Innym przykładem układu skojarzonego jest produkcja ciepła i energii
elektrycznej dla potrzeb rozdzielni gazu w Wielkopolskim Okręgowym
Zakładzie Gazownictwa, gdzie zastosowano agregat o następujących
parametrach:
- moc doprowadzona - 24 kW,
- moc mechaniczna - 6 kW,
- moc elektryczna - 5 kW,
- moc cieplna - 12,5 kW,
- sprawność elektryczna - 63,3%,
- sprawność cieplna - 51,8%,
- sprawność ogólna - 88,1%.
Układ zasilano gazem ziemnym zaazotowanym GZ-35. Przeprowadzona
analiza ekonomiczna wykazała zwrot nakładów inwestycyjnych po
okresie 8 lat. Pozostałe zapotrzebowanie ciepła rozdzielni gazu
pokrywają dwa kotły gazowe o mocy sumarycznej 560 kW. Analizy
techniczno-ekonomiczne przeprowadzane dla potencjalnych użytkowników
niewielkich układów skojarzonych na rynku polskim pozwalają na
wyciągnięcie następujących wniosków:
- stosowanie układów skojarzonych dla obiektów typu motel może
być uzasadnione dużą dysproporcją w odległościach pomiędzy
Ľródłami energii,
- w stacjach paliwowych zwłaszcza wyposażonych w zaplecze
gastronomiczne uzyskuje się wysokie stopnie wykorzystania energii
elektrycznej i ciepła,
- w budynku mieszkalnym zastosowanie wymuszonej wentylacji daje
możliwość stałego poboru energii elektrycznej w skojarzeniu z
poborem ciepła dla podgrzewania ciepłej wody użytkowej.
- układy skojarzone małej mocy są idealnym rozwiązaniem dla
obiektów wymagających dwóch Ľródeł zasilania energią elektryczną
(banki, szpitale itp.). Przy poborze ciepła dla podgrzewania
ciepłej wody użytkowej i wydzielonego sektora odbiorników energii
elektrycznej o pracy ciągłej, można uzyskać bardzo wysoką
efektywność ekonomiczną pracy takiego układu z możliwością
natychmiastowego przełączenia energii do obszaru chronionego.
Ogólnie można stwierdzić, że przy stosunkowo jeszcze
umiarkowanych cenach nośników energii w Polsce i wysokich cenach
urządzeń, zastosowanie układów skojarzonych napędzanych gazem nie
jest powszechne i powinno być analizowane indywidualnie, przy
uwzględnieniu lokalnych uwarunkowań. Polityka Urzędu Regulacji
Energetyki poprzez ceny i taryfy powinna preferować takie
rozwiązania.
Pompy ciepła zasilane gazem ziemnym stosowane do ogrzewania i
chłodzenia Podstawowym zadaniem pompy ciepła jest przenoszenie
ciepła ze Ľródła o niższej temperaturze do odbiornika ciepła o
wyższej temperaturze. Zazwyczaj Ľródłem ciepła o niższej
temperaturze jest powietrze atmosferyczne, ziemia względnie woda. Na
ogół pompy ciepła używane są zarówno do ogrzewania pomieszczeń w
zimie, jak i do ich schładzania latem. Stąd największy rozwój tych
urządzeń nastąpił w Stanach Zjednoczonych i w Japonii, gdzie warunki
klimatyczne zmuszają do ogrzewania zimą i chłodzenia latem, a
jednocześnie są to kraje o wysokim stopniu rozwoju technicznego.
Tradycyjnie pompy ciepła były zasilane energią elektryczną, jednak w
ostatnich latach również przemysły gazownicze wielu krajów zaczęły
interesować się możliwością zarówno podwyższenia zużycia gazu
ziemnego w okresie letnim dzięki wykorzystaniu go do zasilania pomp
ciepła pracujących w cyklu chłodzenia, jak i zmniejszenia zużycia
gazu w zimie, dzięki większej sprawności (współczynnik wydajności -
coefficient of performance COP) pomp ciepła pracujących w cyklu
ogrzewania od tradycyjnych. Dla przykładu poniżej podano sprawności
(COP) różnych urządzeń grzewczych i chłodniczych:
- ogrzewanie: kocioł tradycyjny 0,85 ÷ 0,9, kocioł kondensujący
1,1, pompa cieplna 1,4,
- chłodzenie: pompa cieplna konwencjonalna 0,7, pompa cieplna
nowoczesna 0,8, pompa cieplna w trakcie badań 0,9.
W niektórych krajach (Japonia, USA, Włochy, Hiszpania), w których
największe zużycie energii elektrycznej występuje w miesiącach
letnich, również przemysł elektroenergetyczny jest zainteresowany
wzrostem zużycia gazu do zasilania urządzeń chłodzących.
Pompy ciepła sprężarkowe Sprężarkowe pompy ciepła zasilane
gazem są szczególnie popularne w USA i Japonii, gdzie już poprzednio
powszechnie stosowano pompy ciepła i klimatyzatory napędzane
silnikami elektrycznymi. Przykładem gazowej pompy ciepła jest
urządzenie o mocy 8 kW, które jest rozwijane w ramach rządowego
programu rozwojowego. W tabeli 1 podano niektóre parametry tej
gazowej pompy ciepła. W ramach tego programu badany jest także układ
o mocy 5,6 kW (w cyklu chłodzenia). Przewiduje się, że pompy ciepła
będą konkurencyjne w stosunku do pomp napędzanych silnikami
elektrycznymi zarówno pod względem kosztów, jak i parametrów pracy.
Należy podkreślić, że w Japonii w roku 1997 sprzedano przeszło 35
tys. gazowych pomp ciepła.
Absorpcyjne pompy ciepła Przykładem absorpcyjnej pompy
ciepła są urządzenia badane przez Interofex Ltd. będącą spółką Gas
Natural SDG SA (Hiszpania), British Gas plc. (W. Brytania), Lennox
Industries Inc. (USA) i Fagor Electrodemesticos Coop SA (Hiszpania).
Niektóre prace badawcze są prowadzone w ramach programu THERMIE Unii
Europejskiej. Proces Interofex wykorzystuje typowy układ desorber/kondensator
połączony z pompą ciepła w podwójnym obiegu. Dotychczasowe badania
pozwoliły na uzyskanie COP na poziomie 0,8, a także pozostałych
parametrów zgodnie z założeniem. Przewiduje się osiągnięcie
planowanego COP = 0,9.
Ogniwa paliwowe zasilane gazem ziemnym
Ogniwa paliwowe zostały wynalezione 150 lat temu przez W. R. Grove,
jednak ich rozwój i zastosowanie nastąpiły dopiero w amerykańskich
programach kosmicznych. Od tego czasu są one intensywnie rozwijane,
głównie w USA i Japonii, ale także w kilku krajach europejskich
(Francja, RFN, Szwajcaria, Hiszpania, Włochy, Holandia, Norwegia).
Ogniwo paliwowe jest elektrochemicznym przetwornikiem energii
chemicznej paliwa (wodór lub mieszanina wodoru i innych gazów)
bezpośrednio na energię elektryczną. Paliwo jest doprowadzane w
sposób ciągły do anody, a utleniacz - czysty tlen lub powietrze jest
również w sposób ciągły podawany do katody. Na anodzie wodór jest
donorem ujemnego ładunku elektrycznego, zachodzi w niej proces
elektrochemicznego utleniania, natomiast na katodzie tlen jest
akceptorem ładunku ujemnego i zachodzi proces elektrochemicznej
redukcji. W wyniku tych procesów następuje przepływ elektronów od
anody do katody. Zamknięcie obwodu następuje dzięki jonom
przenoszonym przez elektrolit. Proces ten jest zjawiskiem odwrotnym
do procesu elektrolizy, w której pod wpływem prądu elektrycznego
następuje rozkład wody na tlen i wodór. Proces wytwarzania energii
elektrycznej w ogniwie paliwowym charakteryzuje się wysoką
sprawnością nie ograniczoną obiegiem Carnota. W obecnie istniejących
jednostkach osiąga się sprawności wytwarzania energii elektrycznej w
granicach 40÷55%, przewidywana sprawność jest oceniana na 65%.
Porównanie sprawności wytwarzania energii elektrycznej w znanych
procesach przedstawiono na rysunku. Ponieważ napięcie prądu
wytwarzanego w pojedynczej celi ogniwa paliwowego jest niewielkie
(poniżej 1V), to ogniwa zestawiane są zwykle w postaci stosów
składających się z kilkudziesięciu lub kilkuset ogniw. Poza wysoką
sprawnością ogniwa paliwowe mają szereg zalet, a mianowicie:
- nie wytwarzają substancji odpadowych i hałasu, całkowita
emisja zanieczyszczeń ograniczona jest do kilku ppm. Mają także
najniższą emisję dwutlenku węgla;
- mogą być zasilane różnymi rodzajami paliwa. Gaz ziemny ulega
konwersji w samym ogniwie;
- mogą być szybko dostosowywane do zmiennego zapotrzebowania na
energię;
- mają stałą i niezależną od obciążenia sprawność;
- łatwe instalowanie i całkowita automatyzacja pracy.
Ogniwa paliwowe mają jednak także kilka wad:
- stosunkowo wysoki koszt inwestycyjny;
- ograniczony czas pracy ogniwa (do około 40 000 h);
- wrażliwość na zanieczyszczenie paliwa (w różnym stopniu,
zależnie od typu ogniw).
Obecnie znane są cztery główne typy ogniw paliwowych:
- zasadowe ogniwa paliwowe - AFC (Alkaline Fuel Cell);
- ogniwa paliwowe z kwasem fosforowym - PAFC (Phosphoric Acid
Fuel Cell);
- ogniwa paliwowe z ciekłymi węglanami - MCFC (Molten Carbonate
Fuel Cell);
- ogniwa paliwowe z tlenkami w fazie stałej - SOFC (Solid Oxide
Fuel Cell)
Ogniwa typu PAFC wykorzystywane są już na skalę techniczną, np. w
okolicach Tokio pracuję elektrownia o mocy 11 MW. W ogniwach typu
MCFC i SOFC ciepło odpadowe może być łatwo wykorzystane do celów
grzewczych. W tabeli 2 przedstawiono podstawowe parametry pracy
ogniw paliwowych. Ogniwa paliwowe mogą w przyszłości znaleĽć
zastosowanie w systemach skojarzonego wytwarzania energii
elektrycznej i ciepła. Dotyczy to zwłaszcza ogniw paliwowych typu
PAFC, MCFC i SOFC pracujących w wysokich temperaturach. Ostatnio
firma Vaillant w porozumieniu z amerykańskimi firmami Plug Power i
GE Fuel Cell System wprowadza do swej oferty handlowej
miniciepłownie oparte na skojarzeniu energii ogniw paliwowych. Firma
ta przewiduje, że w najbliższej przyszłości urządzenia te będą
stanowić jej podstawę obrotu handlowego. Koszt wytworzenia energii
elektrycznej dla ogniw paliwowych typu PAFC był w roku 1993 niemal
dwukrotnie wyższy niż dla elektrowni konwencjonalnych. Poszczególne
elementy kosztów dla trzech typów elektrowni przedstawia tabela 3.
Polski przemysł gazowniczy powinien prowadzić badania rozwojowe
wytypowanego procesu i posiadać przynajmniej jedną instalację
demonstracyjną tego typu.
Tabela 3 Zestawienie kosztów wytworzenia energii
elektrycznej w RFN dla różnych technologii w elektrowni o mocy 1 MW
| |
Gazowe silniki tłokowe |
Turbiny gazowe |
Ogniwa typu PAFC |
Koszty inwestycji
pf [kWh] |
6,98 |
6,98 |
6,35 |
6,35 |
6,35 |
5,71 |
22,21 |
15,23 |
7,91 |
Koszty paliwa
pf [kWh] |
13,24 |
13,24 |
13,24 |
17,31 |
16,67 |
15,51 |
11,25 |
11,25 |
10,71 |
Koszty eksploatacyjne
pf [kWh] |
2,16 |
2,16 |
2,16 |
1,80 |
1,80 |
1,80 |
8,90 |
6,58 |
4,14 |
Koszty całkowite
pf [kWh] |
23,38 |
22,34 |
21,75 |
25,46 |
24,82 |
23,03 |
42,36 |
33,06 |
22,28 |
Tabela 4 Emisja substancji toksycznych z silników
autobusów
| Składniki |
Wartość emisji [g/kWh] |
Limit europ. |
| |
Silnik Diesla
Wg danych holenderskich |
Silnik Diesla
MAN
dane belgijskie |
Silnik zasilany
CNG
dane holenderskie |
Silnik zasilany
CNG
firmy MAN |
Silnik zasilany
CNG
mieszanka uboga |
|
| NOx |
13,4 |
8,01 |
2,09 |
0,94 |
2,5 |
5,0 |
| CO |
4,6 |
1,01 |
0,3 |
1,12 |
0,2 |
2,0 |
| CH4 |
- |
- |
2,7 |
- |
0,05-0,2 |
- |
| CnHm |
5,9 |
0,33 |
0,03 |
0,16 |
2,5 |
0,6 |
| cząstki stałe |
0,3 |
0,25 |
0,06 |
< 0,05 |
0,02 |
0,1 |
Wykorzystanie gazu ziemnego w transporcie samochodowym
Wykorzystanie gazu ziemnego do napędu pojazdów napędzanych silnikami
spalinowymi nie jest sprawą nową. Warto przypomnieć, że już w latach
50. wykorzystano, głównie na Górnym Śląsku, sieć stacji Autogaz
przeznaczonych do zasilania samochodów ciężarowych sprężonym gazem
ziemnym (CNG). Ponownie zainteresowanie gazem ziemnym, jako
alternatywnym paliwem dla taboru samochodowego nastąpiło w drugiej
połowie lat 70., po tzw. kryzysie naftowym. W latach 90. dynamiczny
rozwój w Polsce układów wykorzystujących gaz płynny (LPG) spowodował
zakończenie rozpoczętych prac rozwojowych nad wykorzystaniem
sprężonego gazu ziemnego do zasilania pojazdów samochodowych. W
ostatnim czasie daje się zaobserwować wzrost zainteresowania gazem
ziemnym, jako alternatywnym paliwem dla taboru samochodowego,
głównie przeznaczonego do poruszania się w obrębie miast. Już
obecnie np. w Przemyślu 21% autobusów MZK jest zasilanych gazem
ziemnym. Przewiduje się, że w mieście tym do roku 2010 wszystkie
autobusy miejskie zostaną przestawione na gaz ziemny. Podobne
tendencje obserwuje się w wielu krajach świata, np. już w roku 1999
liczba stacji dystrybucji sprężonego gazu ziemnego CNG w Europie
wynosiła ok. 200, a ich lokalizacja pozwala na przejazd na trasie od
Madrytu do Swierdłowska. Zainteresowanie gazem ziemnym jako paliwem
dla transportu samochodowego wynika głównie z konieczności
ograniczenia emisji substancji szkodliwych w aglomeracjach
miejskich, ale także ze względów ekonomicznych oraz większej, w
niektórych rejonach świata, dostępności tego surowca. W tabeli 4 dla
przykładu podano wartości emisji substancji toksycznych z silników
autobusów. Z powyższych danych wynika, że silniki zasilane CNG są
znacznie bardziej przyjazne dla środowiska niż silniki zasilane
olejem napędowym. Gaz ziemny ma również bardzo dobre parametry
techniczne (wartość energetyczną, liczba oktanowa). Jedyną wadą jest
konieczność magazynowania go w ciężkich butlach stalowych pod
ciśnieniem około 20 MPa. Prowadzone są prace nad zastosowaniem butli
aluminiowych, jak i wykonanych z włókien szklanych lub węglowych,
które wyeliminują tę wadę. W Polsce brak jakiejkolwiek polityki
ukierunkowanej na zwiększenie zużycia CNG w transporcie
samochodowym, zarówno ze strony władz państwowych, jak i Polskiego
Górnictwa Naftowego i Gazownictwa S.A., dla którego ta dziedzina
gospodarki może być potencjalnym rynkiem zbytu.
*
- Około połowa gazu ziemnego zużywanego w Polsce
jest użytkowana przez gospodarstwa domowe oraz w sektorze
komunalnym na cele grzewcze. Sektor ten powinien więc być
przedmiotem specjalnego zainteresowania przemysłu gazowniczego, ze
względu na potencjalne możliwości wzrostu zużycia gazu.
- Liberalizacja rynku energii elektrycznej i gazu
będzie stymulowała rozwój procesów skojarzonego wytwarzania ciepła
i energii elektrycznej. Celowe jest propagowanie gazu ziemnego w
tych procesach.
- Ogniwa paliwowe umożliwiające bezpośrednie
wytwarzanie energii elektrycznej, a także cieplnej mogą być w
przyszłości znaczącym rynkiem zbytu dla gazu ziemnego. Celowe jest
wybudowanie instalacji doświadczalnej.
- Powszechne zastosowanie pomp ciepła zasilanych
gazem dla celów ogrzewania i chłodzenia w Polsce, ze względu na
umiarkowany klimat jest mało prawdopodobne. Tym niemniej
zastosowanie tego typu urządzenia w jednym z nowych obiektów PGNiG
byłoby celowe.
- Gaz ziemny jest obecnie konkurencyjnym nośnikiem
energii, jednak powszechne jest przekonanie, że jest przeciwnie.
Należy w większym stopniu prowadzić właściwy marketing. Po
uwolnieniu cen nie należy dopuścić do ich nadmiernego wzrostu.
- PGNiG SA powinien w większym niż obecnie stopniu
finansować prace nad nowymi technologiami użytkowania gazu do
wytwarzania ciepła, a także energii elektrycznej i zastosowania
gazu ziemnego w transporcie samochodowym.
Andrzej Froński
Zdzisław Gebhardt
Instytut Górnictwa Naftowego i Gazownictwa w Krakowie
|
|
|
Promocje:
|
|