Галузевий журнал "Energie & Management" регулярно представляє комбіновану теплоелектростанцію (ТЕЦ) місяця. У жовтні цю нагороду отримала біогазова станція MIT.BIO Großen-Buseck GmbH, в якій Stadtwerke Gießen (SWG) володіє 51% акцій. SWG також експлуатує дві ТЕЦ на території сільськогосподарського підприємства Klos, яке є співпартнером і постачальником кукурудзи та трави для виробництва біогазу.
"Ефективність, сталість та захист клімату" - ось характеристики станції, пише "Енергетика та управління" у жовтневому номері. Ключові терміни, які Матіас Функ, керівник відділу централізованого теплопостачання SWG, також вважає важливими: "Наша концепція базується на використанні сировини з регіону для виробництва тепла та електроенергії безпосередньо на об'єкті. Ми також надавали великого значення досягненню максимально можливої ефективності, що нам вдалося зробити". Штефан Зайбель, керівник проекту у відділі централізованого теплопостачання, додає: "З точки зору екології та економічної ефективності ця порівняно невелика станція є однією з найкращих у Німеччині".
Перевага тепломережі
Обидві когенераційні установки мають електричну потужність 185 кіловат (кВт) кожна та теплову потужність від 275 до 300 кВт кожна. Двигуни працюють ефективно і є особливо сприятливими для клімату, частково завдяки додатковому теплообміннику, який також утилізує тепло вихлопних газів і подає його в систему опалення. Тільки ця технологія дозволяє досягти значення 275 кВт і навіть 300 кВт при відповідній температурі зворотного потоку. Це підвищує теплову ефективність з 51 до 61 відсотка порівняно з когенераційною установкою без теплообмінника відпрацьованих газів, а загальну ефективність - до 97 відсотків. Маттіас Функ пояснює: "Повне використання тепла від генераторних установок має пріоритет над подачею якомога більшої кількості електроенергії в мережу відповідно до Закону про відновлювані джерела енергії. Тому влітку ми використовуємо лише одну з двох когенераційних установок одночасно".
"Максимально повне використання" тепла, за словами Матіаса Функа, стало можливим, перш за все, завдяки сусідній тепломережі в Гроссен-Бузеку, яка має довжину близько 1,5 кілометрів і експлуатується компанією SWG у муніципалітеті з 1995 року. Спочатку теплову енергію для під'єднаних об'єктів забезпечували ТЕЦ та газовий котел, які використовують природний газ як паливо. Близько 100 будинків, місцева школа, плавальний басейн і спортивний зал забезпечуються теплом через тепломережу. Оскільки двигуни біогазової установки взяли на себе виробництво тепла, котел на природному газі працює лише під час пікових навантажень. Це, наприклад, ранкові та вечірні години протягом зимових місяців.
Система управління, розроблена компанією Bosch, регулює використання двох когенераційних блоків біогазової установки - завжди відповідно до попиту на тепло. Фахівці також можуть втручатися вручну в будь-який час з центру управління SWG. "У нашому розпорядженні було багато важелів для підвищення ефективності і, відповідно, захисту клімату. Наш успіх ґрунтується на тому, що ми всі внесли деякі корективи, навіть якщо в деяких випадках це означало більше зусиль, ніж зазвичай. Але воно того варте. Тому що за допомогою економічного модельного заводу в Гроссен-Бузеку ми можемо показати, що можливо, коли ставиш перед собою високі цілі", - підкреслює Штефан Зайбель.
Співпраця з наукою та дослідженнями
Зараз біогазова установка допомагає скоротити викиди CO2 в муніципалітеті приблизно на 4 000 тонн на рік. Це також стало можливим завдяки співпраці з Технічним університетом Центрального Гессену (THM) та Університетом Юстуса Лібіха (JLU). Науковці з THM та JLU працювали разом з муніципальними службами над оптимізацією процесів ферментації в біогазовій установці - іншими словами, над збільшенням виходу палива з наявного гною великої рогатої худоби, кукурудзи та трави. Лише цей крок дозволив виробляти достатньо біогазу для двох блоків ТЕЦ на відносно невеликій установці.
"Звичайно, можна було б встановити більший метантенк, - каже Штефан Зайбель. Однак це означало б випустити з уваги ключову вимогу. Зрештою, мета полягала в тому, щоб закуповувати всю сировину в місцевому регіоні, уникаючи при цьому монокультур.
Важливі висновки
SWG має намір використати досвід, отриманий під час будівництва та експлуатації біогазового заводу в Гроссен-Бузеку, для подальшого сприяння енергетичному переходу в регіоні. Стратегія полягає у використанні існуючих місцевих ресурсів замість того, щоб покладатися виключно на паливо з Близького Сходу або Росії. Тому цього року в Хойхельхаймі муніципальні служби побудували другу біогазову установку, до якої застосовуються ті ж самі стандарти, що й у Ґрассен-Бузеку.
Наразі триває пробна експлуатація. Для виробництва біогазу використовуються гній і гноївка з ферми місцевих фермерів Торстена і Ганса Клюг, а також трав'яний і кукурудзяний силос - у співвідношенні 60 на 40. Це стосується і нового заводу: для того, щоб покрити попит на кукурудзу і траву для ферментації, достатньо лише незначно розширити відповідні площі вирощування. Вирішальну роль у плануванні відіграли шляхи доступу та доставки, а також оптимальне поєднання біомаси. SWG також знову співпрацювала з Технічним університетом Центрального Гессену для оптимізації процесів ферментації.
За допомогою біогазу ТЕЦ на цьому об'єкті в майбутньому вироблятиме понад 2 мільйони кіловат-годин (кВт/год) електроенергії на рік - цього достатньо для забезпечення потреб близько 600 домогосподарств. ТЕЦ також виробляє понад 3 мільйони кВт-год тепла на рік. Цього достатньо, щоб забезпечити близько 160 односімейних будинків по сусідству відновлюваною енергією з регіону. Планується підключити станцію до мережі централізованого теплопостачання компанії Rinn & Cloos та до тепломережі будівельного майданчика біля басейну.
Наслідуючи приклад Гросен-Бузека та Хойхельхайма, муніципальні комунальні служби хочуть реалізувати інші проекти в майбутньому - але завжди з максимою, яку Маттіас Функ вважає важливою: "Біогаз є частиною енергетичного балансу SWG. У тих масштабах, в яких ми використовуємо його сьогодні і в майбутньому, це цілком виправдано - економічно, екологічно і в інтересах населення".