loader image

Συμπαραγωγή

Αρχική » Συμπαραγωγή

Βασικές αρχές συμπαραγωγής

Η συμπαραγωγή (Combined Heat and Power – CHP) είναι μια αποδοτική, καθαρή και αξιόπιστη τεχνολογία παραγωγής ενέργειας που παράγει ταυτόχρονα ηλεκτρισμό και θερμότητα από την ίδια πηγή καυσίμου. Σε αντίθεση με τη συμβατική παραγωγή όπου η θερμότητα χάνεται, η συμπαραγωγή αξιοποιεί τη θερμότητα που παράγεται, επιτυγχάνοντας ενεργειακή απόδοση έως και 90%. Αυτό συμβάλλει στη μείωση της κατανάλωσης καυσίμων και των εκπομπών CO₂, ενώ ενισχύει την ενεργειακή ασφάλεια και την τοπική παραγωγή ενέργειας.

τυπικο συμβατικο συστημα παραγωγησ ενεργειας

100%

Καύσιμο

100%

Καύσιμο

36%

Ηλεκτρική ενέργεια

80%

Θερμική ενέργεια

58%

Συνολική
απόδοση

100%

Καύσιμο

36%

Ηλεκτρική ενέργεια

100%

Καύσιμο

80%

Θερμική ενέργεια

58%

Συνολική απόδοση

τυπικο συστημα συμπαραγωγης ηλεκτρισμου και θερμοτητας

100%

Καύσιμο

35%

Ηλεκτρική ενέργεια

55%

Θερμική ενέργεια

90%

Συνολική
απόδοση

100%

Καύσιμο

35%

Ηλεκτρική ενέργεια

55%

Θερμική ενέργεια

90%

Συνολική απόδοση

Τα πλεονεκτήματα της συμπαραγωγής

Υψηλή ενεργειακή απόδοση

Έως και 40% πιο αποδοτική τεχνολογία σε σχέση με την ανεξάρτητη παραγωγή ηλεκτρισμού και θερμότητας.

Αξιόπιστη τεχνολογία παραγωγής ισχύος βάσης

Η ΣΗΘΥΑ δεν χαρακτηρίζεται από στοχαστικότητα όπως άλλες ΑΠΕ. Έτσι, μπορεί να εξυπηρετήσει θερμικά και ηλεκτρικά φορτία που απαιτούν υψηλή αξιοπιστία και απρόσκοπτη λειτουργία. Η διαθεσιμότητα των εγκαταστάσεων ΣΗΘΥΑ είναι επίσης πολύ υψηλή.

Μείωση εκπομπών CO2

Η συμπαραγωγή μειώνει τις εκπομπές CO2 σε σχέση με την ανεξάρτητη παραγωγή ηλεκτρισμού και θερμότητας λόγω της εξοικονόμησης πρωτογενούς ενέργειας.
Εκτιμάται πως η ΣΗΘ/ΣΗΘΥΑ γλιτώνει ετησίως:

  • 200 εκατομμύρια τόνους CO2 στην Ευρώπη, που ισοδυναμούν με τις εκπομπές από 42,5 εκατομμύρια επιβατικά οχήματα
  • 800 εκατομμύρια τόνους CO2 στις ΗΠΑ, που ισοδυναμεί με την απομάκρυνση του 50% του υφιστάμενου στόλου επιβατικών οχημάτων από την κυκλοφορία
Μειωμενο κοστος ενεργειας

Η υψηλή απόδοση και η εξοικονόμηση πρωτογενούς ενέργειας συνεπάγονται μείωση του απαιτούμενου κόστους καυσίμου για την κάλυψη των θερμικών και ηλεκτρικών καταναλώσεων. Αυτό το πλεονέκτημα συνδέεται άμεσα με την ενίσχυση της αγροτικής και βιομηχανικής παραγωγής στην Ελλάδα.

Επιπλέον, η παραγόμενη θερμότητα και η ηλεκτρική ενέργεια μπορούν να καταναλωθούν επί τόπου (π.χ. σε βιομηχανικές εγκαταστάσεις), μειώνοντας το απαιτούμενο κόστος ανάπτυξης ηλεκτρικών δικτύων. Επίσης, σε περιπτώσεις όπου γίνεται χρήση ΣΗΘΥΑ για τηλεθέρμανση, αποφεύγεται η ανάπτυξη δικτύου διανομής αερίου εντός της πόλης εξασφαλίζοντας υψηλότερα επίπεδα ασφάλειας και καθαρότερο ατμοσφαιρικό αέρα στις πόλεις.

Συμπληρωματική τεχνολογία με τις ΑΠΕ
  1. Επειδή η ΣΗΘΥΑ υποστηρίζει τη λειτουργία του ηλεκτρικού δικτύου σε συνθήκες χαμηλής παραγωγής από ΑΠΕ.
  2. Επειδή η ίδια η τεχνολογία της συμπαραγωγής μπορεί να έχει ως βάση ΑΠΕ: βιομάζα, υδρογόνο ή συνθετικό φυσικό αέριο από ηλεκτρόλυση τροφοδοτούμενη από ΑΠΕ, ηλιακή ενέργεια σε φωτοβολταϊκά υβριδικά πάνελ (PVT), ηλιοθερμικά με οργανικό κύκλο Rankine (ORC) κ.α. Ένα μερίδιο 27% των καυσίμων που χρησιμοποιούνται για ΣΗΘ στην Ευρώπη είναι ανανεώσιμα.
  3. Επειδή οι τεχνολογίες αποθήκευσης θερμότητας (βραχυπρόθεσμη και εποχική αποθήκευση) που συνδυάζονται συνήθως με εγκαταστάσεις ΣΗΘ/ΣΗΘΥΑ μπορούν να αξιοποιηθούν για την αποθήκευση πλεονάζουσας ηλεκτρικής ενέργειας που αποκόπτεται.
Μείωση των απαιτήσεων για εισαγωγές καυσίμου

Οι μονάδες ΣΗΘΥΑ μπορούν να λειτουργήσουν χωρίς την ανάγκη εισαγωγών καυσίμου αν τροφοδοτηθούν από ΑΠΕ άμεσα (π.χ. ηλιακή ενέργεια) ή έμμεσα μέσω εγχώρια παραγόμενων συνθετικών καυσίμων. Ακόμα όμως και κατά το μεταβατικό στάδιο με ορίζοντα το 2050 όπου αναμένεται το ΦΑ να αποτελέσει σημαντική πηγή ενέργειας στη χώρα μας και στην Ευρώπη, οι μονάδες ΣΗΘΥΑ προσφέρουν το μοναδικό πλεονέκτημα να εξασφαλίζουν εξοικονόμηση πρωτογενούς ενέργειας και επομένως μείωση εισαγωγών ΦΑ κατά μέσο όρο 20%, σε σχέση με την ανεξάρτητη χρήση του σε μονάδες ηλεκτροπαραγωγής και σε λέβητες για παραγωγή θερμότητας.

Βελτιστοποιηση παραγωγικων δραστηριοτητων και περιβαλλοντικη διαχειριση αποβλητων
Σε ορισμένες εφαρμογές η ΣΗΘ δίνει μοναδικά πλεονεκτήματα. Για παράδειγμα, στα θερμοκήπια μπορούν να αξιοποιηθούν όχι μόνο η θερμότητα (και η ηλεκτρική ενέργεια σε περίπτωση μη συνδεδεμένων εγκαταστάσεων), αλλά και το περιεχόμενο CO2 στα καυσαέρια των μηχανών για την ανθρακολίπανση της καλλιέργειας και την αύξηση της παραγωγικότητας. Επίσης, σε πολλές βιομηχανικές διεργασίες που απαιτούν θερμότητα και ηλεκτρική ενέργεια μπορούν να αξιοποιηθούν ως καύσιμα παραπροϊόντα χαμηλής αξίας που προκύπτουν από την ίδια τη διεργασία, ώστε να καλυφθεί μέρος των ανωτέρω απαιτήσεων ενέργειας μειώνοντας το κόστος λειτουργίας και την απόρριψη αποβλήτων στο περιβάλλον. Τέλος, η τεχνολογία ΣΗΘΥΑ μπορεί να αξιοποιηθεί για την περιβαλλοντική διαχείριση των απορριμμάτων και να συνδυαστεί με συστήματα τηλεθέρμανσης στη Β. Ελλάδα ή να καλύψει τη θερμική ζήτηση βιομηχανικών καταναλωτών σε περιοχές όπου η κατανάλωση για θέρμανση χώρων δεν είναι σημαντική (τέτοια λύση εφαρμόζεται στο Mannheim της Γερμανίας ήδη από το 1965). Ειδικά στην Ελλάδα όπου η διαχείριση αποβλήτων υπολείπεται των πρακτικών που εφαρμόζονται στην υπόλοιπη Ευρώπη, αυτή η λύση θα μπορούσε να υιοθετηθεί για τα σύμμεικτα απορρίμματα σε συνδυασμό με διεργασίες ανάκτησης υλικών.

Τεχνολογίες Συμπαραγωγής

Συμβατικες Τεχνολογιες

Παλινδρομικές Μηχανές Εσωτερικής Καύσης (Παλινδρομικές ΜΕΚ): Ιδανικοί για μικρές και μεσαίες εγκαταστάσεις.

Αεριοστρόβιλοι (Gas Turbines): Κατάλληλοι για μεγάλες εγκαταστάσεις και δίκτυα τηλεθέρμανσης.

Σταθμοί Συνδυασμένου Κύκλου (CCGT): Μέγιστη αποδοτικότητα με αεριοστρόβιλο και ατμοστρόβιλο.

Ατμοστρόβιλοι (Steam Turbines): Ισχυρή λύση για βιομηχανικές εφαρμογές και δίκτυα τηλεθέρμανσης.

Καινοτομες Τεχνολογιες

Μικροστρόβιλοι (Microturbines): Μικρές, ευέλικτες μονάδες για σύγχρονες ανάγκες.

Μηχανές Stirling: Λύσεις χαμηλής ισχύος, ιδανικές για χρήση με βιομάζα.

Κυψέλες Καυσίμου (Fuel Cells): Συμπαραγωγή με μηδενικές εκπομπές και υψηλή ενεργειακή απόδοση.

Συστήματα Οργανικού Κύκλου Rankine (ORC): Αξιοποίηση χαμηλής θερμοκρασίας απορριπτόμενης θερμότητας.

Ανανεωσιμες Πηγες

Συγκεντρωτικά Ηλιοθερμικά Συστήματα (CSP): Ηλιακή συμπαραγωγή μεγάλης κλίμακας.

Υβριδικά Φωτοβολταϊκά-Ηλιοθερμικά Συστήματα (PVT Panels): Συνδυασμός παραγωγής ηλεκτρισμού και θερμότητας από την ηλιακή ενέργεια.

Εφαρμογές Συμπαραγωγής

Οι μονάδες ΣΗΘ μπορούν να έχουν δυναμικότητες από μόλις 1 kW έως και πάνω από 1 GW. Επομένως η τεχνολογία της συμπαραγωγής περιλαμβάνει από μικρές εφαρμογές σε επίπεδο κατοικίας μέχρι εγκαταστάσεις που καλύπτουν βιομηχανίες, βιομηχανικά πάρκα ή ολόκληρες πόλεις.

Βιομηχανία

Στη χημική βιομηχανία, σε διυλιστήρια, στη χαρτοβιομηχανία, σε μονάδες επεξεργασίας λυμάτων και σε κάθε είδους εργοστάσια όπου οι παραγωγικές διαδικασίες καταναλώνουν ηλεκτρική ενέργεια και θερμότητα.

Τηλεθέρμανση

Η θερμότητα που παράγεται σε μονάδες ΣΗΘΥΑ μπορεί να διοχετευτεί σε δίκτυο τηλεθέρμανσης πόλεων για τη θέρμανση κτιρίων και για την παραγωγή ζεστού νερού χρήσης (ΖΝΧ).

Αγροδιατροφικός τομέας

Εγκαταστάσεις ΣΗΘΥΑ συναντώνται τόσο στον πρωτογενή τομέα όσο και σε εγκαταστάσεις επεξεργασίας τροφίμων. Μια συνήθης εφαρμογή της ΣΗΘΥΑ είναι στα θερμοκήπια.

Εμπορικά κτίρια και κτίρια υπηρεσιών

Μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε εμπορικά κέντρα, νοσοκομεία, ξενοδοχεία, πανεπιστήμια κ.α. Επίσης, η παραγόμενη θερμότητα χρησιμοποιείται σε ψύκτες απορρόφησης για την ψύξη κέντρων δεδομένων (data centers).

Μικρές οικιακές εφαρμογές

Η ΣΗΘΥΑ βρίσκει εφαρμογή και σε κτίρια κατοικιών (και πολυκατοικιών) όπου υπάρχει σημαντική ζήτηση για θέρμανση χώρων και ΖΝΧ.

Εφαρμογές Συμπαραγωγής στην Ελλάδα

Τα συστήματα Συμπαραγωγής μπορούν να εγκατασταθούν σε ενεργοβόρες βιομηχανίες, στον τριτογενή τομέα (νοσοκομεία, ξενοδοχεία, μεγάλα κτίρια, αθλητικά κέντρα, κλπ), ή να καλύψουν τις θερμικές και ηλεκτρικές ανάγκες μιας αστικής περιοχής, μέσω συστημάτων τηλεθέρμανσης / τηλεψύξης.