| Παραγωγή ενέργειας >> Συμπαραγωγή >> Περιβαλλοντική συμπεριφορά | ||||||||||||
Περιβαλλοντική συμπεριφορά Χάρη στην αποδοτικότερη εκμετάλλευση του καυσίμου, η συμπαραγωγή συντελεί σε άμεση μείωση των εκπεμπόμενων ρύπων, όπως πολύ παραστατικά δείχνει το παρακάτω σχήμα, με την προϋπόθεση ότι το καύσιμο που χρησιμοποιεί δεν είναι κατώτερης ποιότητας από εκείνο της χωριστής παραγωγής ηλεκτρισμού και θερμότητας. Η μείωση της κατανάλωσης καυσίμου συνοδεύεται επίσης και από μια έμμεση μείωση ρύπων από τον υπόλοιπο κύκλο καυσίμου: εξόρυξη, επεξεργασία, μεταφορά, αποθήκευση. Η ποσοτικοποίηση του κόστους αυτού είναι δύσκολη και εξαρτάται από διάφορους παράγοντες: τεχνολογία, καύσιμο, τοπικές συνθήκες, κ.λ.π.
Όταν πολλές μικρές και διεσπαρμένες μονάδες συμπαραγωγής αντικαθιστούν μεγάλους κεντρικούς σταθμούς με υψηλές καπνοδόχους, τότε δεν είναι εξασφαλισμένη η βελτίωση της ποιότητας του περιβάλλοντος. Οι κεντρικοί σταθμοί βρίσκονται κατά κανόνα έξω από αστικά κέντρα και οι υψηλές καπνοδόχοι συντελούν σε ικανοποιητικό διασκορπισμό των ρύπων. Αντίθετα, οι μικρές μονάδες συμπαραγωγής, που έχουν και σχετικά χαμηλότερες καπνοδόχους, είναι εγκατεστημένες κοντά ή και μέσα στις κατοικημένες περιοχές επιβαρύνοντας το περιβάλλον τους. Από τις διαθέσιμες τεχνολογίες συμπαραγωγής οι κινητήρες Diesel και Otto έχουν τις υψηλότερες εκπομπές ρύπων. Καθώς οι κινητήρες αυτοί είναι οι πιο κατάλληλοι, λόγω μεγέθους, για εφαρμογές συμπαραγωγής στον εμπορικό-κτιριακό τομέα, ο κίνδυνος από τις εκπομπές τους είναι αυξημένος διότι στις κατοικημένες περιοχές οι κάτοικοι είναι άμεσα εκτεθειμένοι στους ρύπους του αέρα και η διασπορά των ρύπων εμποδίζεται από τα μεγάλα κτίρια. Οι κυψέλες καυσίμου είναι καταλληλότερες από τους κινητήρες Diesel ή Otto για τέτοιου είδους εφαρμογές, διότι έχουν σημαντικά μικρότερες εκπομπές ρύπων. Η διακίνηση των καυσίμων και η απομάκρυνση των στερεών καταλοίπων της καύσης μπορεί να προκαλέσει ρύπανση του εδάφους και των υδάτων της περιοχής. Τέλος, ο θόρυβος αυξάνει τη ηχητική ρύπανση, τόσο από τη λειτουργία του ιδίου του συστήματος συμπαραγωγής όσο και από την κίνηση που αναπτύσσεται για την εξυπηρέτησή του. Ώστε, η εγκατάσταση συστήματος συμπαραγωγής σε κατοικημένες περιοχές προϋποθέτει την
Προκειμένου να διερευνηθεί η επίδραση ενός συστήματος συμπαραγωγής στην ποιότητα του αέρα του περιβάλλοντος, πρέπει να υπολογισθούν οι εκπομπές ρύπων του συστήματος συμπαραγωγής και οι εκπομπές των συμβατικών συστημάτων χωριστής παραγωγής ηλεκτρισμού και θερμότητας παίρνοντας υπόψη το είδος του καυσίμου που χρησιμοπιεί το καθένα από τα συστήματα αυτά. Οι εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα εξαρτώνται από το είδος και την ποσότητα του καυσίμου. Υπολογίζονται για οποιοδήποτε σύστημα (όχι μόνον σύστημα συμπαραγωγής) με τη σχέση
mCO2 μάζα του εκπεμπομένου διοξειδίου του άνθρακα, μCO2 μάζα εκπεμπομένου διοξειδίου του άνθρακα ανά μονάδα μάζας καύσιμου (π.χ. kg CO2/kg καυσίμου) c περιεκτικότητα κατά μάζα του καυσίμου σε άνθρακα mf κατανάλωση καυσίμου Ε ενέργεια-προϊόν του συστήματος η βαθμός απόδοσης του συστήματος Ημ κατώτερη θερμογόνος δύναμη του καυσίμου H Εξ. (2) στηρίζεται στην παραδοχή ότι όλος ο άνθρακας, που περιέχεται στο καύσιμο, μετατρέπεται σε διοξείδιο του άνθρακα, κάτι που βρίσκετε πολύ κοντά στην πραγματικότητα όταν η καύση γίνεται με περίσσεια αέρα και τα συστήματα καύσης είναι σε καλή κατάσταση και σωστά ρυθμισμένα. Τιμές των c, μCO2, και Ημ για ορισμένα καύσιμα δίνονται στον πίνακα 1. Οι τιμές αυτές έχουν χρησιμοποιηθεί για τον προσδιορισμό των εκπομπών CO2 των συστημάτων που παρουσιάζονται στους πίνακες 3-5.
Εάν δεν υπάρχουν πληροφορίες από τους κατασκευαστές των συγκεκριμένων συστημάτων ή από σχετικές μετρήσεις, πρώτες εκτιμήσεις των εκπεμπομένων ρύπων μπορούν να γίνουν με τα στοιχεία που δίνουν οι πίνακες 3-5. Οι τιμές αυτές είναι ενδεικτικές. Διαφορές στα μηχανήματα, το καύσιμο, την αντιρρυπαντική τεχνολογία κ..ά. μπορούν να διαφοροποιούν σημαντικά τις εκπομπές ρύπων από τη μια εγκατάσταση στην άλλη.
Η επίδραση της συμπαραγωγής από πλευράς ρύπων εκφράζεται με τη διαφορά εκπομπών, που ορίζεται με τη σχέση ΔΜΧ = ΜΧΣΣ - ΜΧΗ - ΜΧΘ (4) όπου ΔΜΧ η διαφορά εκπομπών του ρύπου Χ ΜΧΣΣ η εκπομπή ρύπου Χ του συστήματος συμπαραγωγής ΜΧΗ η εκπομπή ρύπου Χ του συστήματος παραγωγής ηλεκρισμού, το οποίο αντικαθίσταται από το σύστημα συμπαραγωγής ΜΧΘ η εκπομπή ρύπου Χ του συστήματος παραγωγής θερμότητας, το οποίο αντικαθίσταται από το σύστημα συμπαραγωγής. Εάν ο προσδιορισμός των εκπομπών πρόκειται να στηριχθεί στα δεδομένα των Πινάκων 3-5, τότε ισχύουν οι σχέσεις: όπου
mΧΣΣ, mΧΗ και mΧΘ (σε gr) οι εκπομπές του ρύπου Χ για παραγωγή ενέργειας 100 kWh, όπως δίνονται από τους πίνακες 3,4 και 5, ΕΗ η ηλεκτρική ενέργεια, που παράγεται από το σύστημα συμπαραγωγής ΕΘ η θερμότητα που παράγεται από το σύστημα συμπαραγωγής PHR μέση τιμή του λόγου ηλεκτρισμού προς θερμότητα: PHR = ΕΗ / ΕΘ Μερικά παραδείγματα σύγκρισης παρουσιάζονται στον πίνακα 6. Εντυπωσιακή είναι η μείωση εκπομπών CO2: 50-100 kg ανά 100 kWh ηλεκτρικής ενέργειας. Ακόμη και αν θεωρηθεί ότι ισχύει η κατώτερη από τις τιμές του διαστήματος αυτού, 50 kg ανά 100 kWh, τότε σε κάθε TWh ηλεκτρικής ενέργειας, που παράγεται με συμπαραγωγή, αντιστοιχεί μείωση 500.000 τόνων CO2. Το γεγονός αυτό σε συνδυασμό με την εξοικονόμηση καυσίμου δικαιολογεί τη θέσπιση κινήτρων για τη διάδοση της συμπαραγωγής. Όταν το καύσιμο σε συστήματα συμπαραγωγής είναι το φυσικό αέριο, οι εκπομπές οξειδίων του θείου και στερεών σωματιδίων, που παρουσιάζονται από την καύση άνθρακα ή υγρών καυσίμων σε σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής, σχεδόν εξαφανίζονται. Αξιοσημείωτη είναι επίσης η μεγάλη μείωση εκπομπών ΝΟΧ που επιτυγχάνεται με στοιχεία καυσίμου, όπως δείχνει ο πίνακας 2.
|
