Energy and economic effectiveness of gas and gas-steam combined heat and power units fired with natural gas

• Autorzy: Zaporowski Bolesław

Identyfikatory

DOI

10.33223/epj/111669

Warianty tytułu

PL

Efektywność energetyczna i ekonomiczna kogeneracyjnych bloków gazowych oraz gazowo-parowych opalanych gazem ziemnym

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper presents an analysis of energy and economic effectiveness of the combined heat and power (cogeneration) technologies fired with natural gas that may be deemed prospective for the Polish electric power system. The current state of the cogeneration technologies fired with natural gas in Poland is presented. Five cogeneration technologies fired with natural gas, prospective from the point of view of the Polish electric power system, were selected for the analysis. Namely, the paper discusses: gas-steam combined heat and power (CHP) unit with 3-pressure heat recovery generator (HRSG) and steam interstage reheat, gas-steam CHP unit with 2-pressure HRSG, gas-steam CHP unit with 1-pressure HRSG, gas CHP unit with small scale gas turbine, operating in a simple cycle and gas CHP unit with gas engine. The following quantities characterizing the energy effectiveness of the cogeneration technologies were selected for the analysis: electricity generation efficiency, heat generation efficiency, primary energy savings (PES) and CO_{2/ unit emission. The economic effectiveness of particular technologies was determined based on unit electricity generation costs, discounted for 2019, including the costs of purchasing CO2/ emission allowances. The results of calculations and analyses are presented in a table and on a figures.}

PL

W artykule przedstawiono aktualny stan kogeneracyjnych źródeł wytwórczych, opalanych gazem ziemnym w Polsce oraz analizę efektywności energetycznej i ekonomicznej tych źródeł. Zdefiniowano 5 perspektywicznych kogeneracyjnych technologii, opalanych gazem ziemnym, wybranych do analizy, a mianowicie: ciepłowniczy blok gazowo-parowy z 3-ciśnieniowym kotłem odzysknicowym i międzystopniowym przegrzewaniem pary, ciepłowniczy blok gazowo-parowy z 2-ciśnieniowym kotłem odzysknicowym, ciepłowniczy blok gazowo-parowy z 1-ciśnieniowym kotłem odzysknicowym, ciepłowniczy blok gazowy z turbiną gazową małej mocy pracującą w obiegu prostym oraz ciepłowniczy blok gazowy z silnikiem gazowym. Dla wybranych do analizy technologii kogeneracyjnych opalanych gazem ziemnym, wyznaczono wielkości charakteryzujące ich efektywność energetyczną, takie jak: sprawność wytwarzania energii elektrycznej w skojarzeniu, sprawność wytwarzania ciepła w skojarzeniu oraz oszczędność energii pierwotnej, a także jednostkową emisję CO_{2/. Dla analizowanych technologii kogeneracyjnych opalanych gazem ziemnym wyznaczono również jednostkowe, zdyskontowane na 2019 rok, koszty wytwarzania energii elektrycznej, z uwzględnieniem kosztów uprawnień do emisji CO2/, jako wielkości charakteryzujące ich efektywność ekonomiczną. Wyniki obliczeń i analiz przedstawiono w tabelach i na rysunkach. Artykuł jest zakończony wnioskami wskazującymi na zalety technologii kogeneracyjnych dla elektrociepłowni dużej, średniej i małej mocy opalanych gazem ziemnym.}

Słowa kluczowe

EN

natural gas; cogeneration technologies; energy effectiveness; economic effectiveness

PL

gaz ziemny; technologie kogeneracyjne; efektywność energetyczna; efektywność ekonomiczna

• Wydawca: Instytut Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN
• Czasopismo: Polityka Energetyczna
• Rocznik: 2019
• Tom: T. 22, z. 3
• Strony: 33--44
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Zaporowski Bolesław

• Poznań University of Technology, Institute of Electric Power Engineering, Poznań, Poland

Bibliografia

• Directive of the 2012/27/EU of the European Parliament and Council of 25 October 2012 on energy efficiency. Official Journal of the European Union, 2012, L315/1-315/56.
• Statistical Information on Electricity (Informacja statystyczna o energii elektrycznej). 2018. No. 12. Agencja Rynku Energii S.A.
• Notice of the Speaker of the Sejm of the Republic of Poland of 10th May 2018 on publishing the uniform text of the Emission Trading Scheme, Journal of Laws 2018, item 1201 (Obwieszczenie Marszałka Sejmu Rzeczypospolitej Polskiej z dnia 10.05.2018 r. w sprawie ogłoszenia jednolitego tekstu ustawy o systemie handlu uprawnieniami do emisji gazów cieplarnianych. Dz.U. 2018, poz. 1201).
• Notice of the Speaker of the Sejm of the Republic of Poland of 4th May 2019 on publishing the uniform text of the Energy Act, Journal of Laws 2019, item 755 (Obwieszczenie Marszałka Sejmu Rzeczypospolitej Polskiej z dnia 04.05.2019 r. w sprawie ogłoszenia jednolitego tekstu ustawy – Prawo energetyczne. (Dz.U. 2019, poz. 755).
• Statistics of the Polish Power Industry 2017 (Statystyka Elektroenergetyki Polskiej 2017). 2018. Agencja Rynku Energii S.A.
• Statistics of the Polish Heat Industry 2016 (Statystyka Ciepłownictwa Polskiego 2016). 2017. Agencja Rynku Energii S.A.
• Zaporowski, B. 2016. Energy Effectiveness and Economic Performance of Gas and Gas-Steam Combined Heat and Power Plants Fired with Natural Gas. Acta Energetica 1/26, pp. 152–157.
• Zaporowski, B. 2017. Modern cogeneration technologies (Nowoczesne technologie skojarzonego wytwarzania energii elektryczneji ciepła). Polityka Energetyczna – Energy Policy Journal Vol. 20, Issue 3, pp. 41–53 (in Polish).
• Zaporowski, B. 2018. Natural gas electricity generation development perspectives in Poland (Perspektywy rozwoju wytwarzania energii elektrycznej z gazu ziemnego w Polsce). Rynek Energii 5(138), pp. 3–8 (in Polish).

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2020).