Wykorzystanie biopaliw wzrasta na całym świecie, ponieważ węgiel jest wycofywany w coraz szybszym tempie. W krajach Unii Europejskiej wykorzystanie bioenergii, napędzane różnymi dotacjami i zachętami, wzrosło o 150% w porównaniu z poziomem z 2000 r.
Zużycie biomasy w wytwarzaniu energii elektrycznej w samych tylko krajach UE wzrosło w ciągu kilkudziesięciu lat pięciokrotnie. Scenariusze opracowane przez różnych specjalistów przewidują, że biomasa będzie coraz bardziej potrzebna do produkcji energii, prowadząc do rosnącej roli zarządzania jakością paliw i wprowadzania nowych technologii.
Finlandia pionierem tej technologii
Jednym z głównych użytkowników paliw drzewnych w Europie jest Finlandia, która ma kilkudziesięcioletnie doświadczenie w stosowaniu paliw drzewnych na dużą skalę w produkcji energii. Paliwa drzewne są największym pojedynczym źródłem energii w Finlandii. W 2020 roku pokryły już 28% całkowitego zużycia energii, a wskaźniki te będą nadal rosnąć.
Czytaj również: Zrównoważona biomasa – wiedza (nie) tajemna
Biopaliwa charakteryzują się wahaniami jakości, zwłaszcza pod względem wilgoci i zanieczyszczeń. Wahania jakości powodują wyzwania dla procesu m.in. eksploatacji i cen paliw. Problemy z jakością paliwa znajdują odzwierciedlenie w dostępności, wydajności i kosztach utrzymania zakładu. Fińskie firmy od dziesięcioleci opracowują rozwiązania dla tych wyzwań.
Na przykład światowi liderzy rynku wielkoskalowych biokotłów i systemów przetwarzania biomasy pochodzą głównie z Finlandii. To w tym kraju stale rozwijane są systemy pomiarowe i narzędzia programowe związane z zarządzaniem jakością paliw, a nowe technologie systematycznie wprowadzane w elektrowniach. Na przykład pomiar jakości paliwa i ceny w nowych bioelektrowniach opierają się głównie na pomiarach jakości w czasie rzeczywistym.
System FUELCONTROL
System pomiaru jakości paliwa FUELCONTROL firmy Inray Oy Ltd zdecydowanie poprawia zarządzanie
paliwem, a tym samym rentowność zakładu. System wykorzystuje technologię rentgenowską, która umożliwia określenie jakości paliwa bezpośrednio z przenośnika. Dzieje się to niemal w taki sam sposób, w jaki skanowany jest bagaż na lotniskach.
Różnica polega na tym, że proces pomiaru paliw takich jak biomasa nie wymaga pracy ręcznej, ponieważ wszystko dzieje się automatycznie. Skaner rentgenowski określa w czasie rzeczywistym m.in. wilgoć i ciała obce ze strumienia paliwa. W niektórych elektrowniach usuwanie szkodliwych ciał obcych z procesu jest zautomatyzowane. System wykrywa za pomocą promieni rentgenowskich m.in. duże kamienie i metale oraz usuwa te szkodliwe przedmioty w kontrolowany sposób, zanim spowodują one uszkodzenie sprzętu technologicznego. Proces pomiaru jest w pełni automatyczny. Gdy ciężarówka/statek dojeżdża do zakładu, system sterowania zakładem wysyła do skanera sygnał startowy zawierający niezbędne informacje o mierzonym ładunku, takie jak:
- numer identyfikacyjny,
- nazwa dostawcy
- rodzaj paliwa.
Następnie rozpoczyna się pomiar, a uzyskane dane w czasie rzeczywistym są przesyłane do sterowni. Podczas rozładunku system alarmuje o dużych ciałach obcych. Po zmierzeniu całego ładunku i udostępnieniu danych o jego masie, obliczana jest jego wartość energetyczna, która to informacja trafia do systemu zarządzania paliwem.
Skanery FUELCONTROL są szeroko stosowane w Finlandii w elektrociepłowniach w zakresie wielkości od 50 do 400 MW. Jedną z nich jest wielopaliwowa elektrownia Turku Seudun Energiantuotanto Oy (TSE), która została ukończona w 2017 roku i produkuje 2950 GWh energii elektrycznej i ciepła rocznie.
Zakład wykorzystuje m.in. zrębki, korę, trociny, pniaki i drewno z recyklingu. Oprócz biopaliw zakład wykorzystuje również niewielkie ilości torfu i węgla. W ostatnich latach zużycie węgla znacznie spadło, a zostanie zakończone w ciągu najbliższych kilku lat.
Większość paliwa pochodzi z okolicznych terenów i dostarczana jest transportem drogowym. Jednak coraz więcej paliwa dostarcza się również statkami z regionu Morza Bałtyckiego. W elektrowni TSE systematycznie rozwijano racjonalną gospodarkę paliwową i kontrolę jakości. Początkowo zakład posiadał zautomatyzowany system poboru próbek. Próbki z każdego ładunku trafiały do laboratorium, gdzie były analizowane pod kątem wilgotności i kaloryczności.
Inray Oy Ltd
Firma Inray Oy Ltd została założona w 2009 roku w celu opracowania systemów pomiarowych wykorzystujących technologię rentgenowską dla zwiększenia wydajności produkcji energii, biorafinerii i celulozowni. Systemy Inray FUELCONTROL® zostały zainstalowane w ponad 15 elektrociepłowniach różnej wielkości.
Nadrzędnym celem TSE był i jest ciągły rozwój kontroli jakości paliw. Od 2019 roku ocena biopaliw odbywa się za pomocą skanerów FUELCONTROL. Wraz ze zmianą zakład otrzymuje informacje na temat poziomu wilgoci i zanieczyszczeń w każdym ładunku, a informacje zwrotne dla dostawców paliwa są szybkie i czytelne. Korzyścią tej innowacji jest także to, że zmniejszono czas pracy operatorów, którym powierzono bardziej produktywne zajęcie. Stosowanie biopaliw, w tym biomasy stale wzrasta, a konkurencja jest coraz silniejsza, co prowadzi do sięgania po nowe rodzaje paliw. Te często są większym wyzwaniem pod względem technologii spalania, przez co na znaczeniu zyskują systemy zarządzania ich jakością. W przypadku tradycyjnej metody pobierania próbek kompleksowe monitorowanie jakości dużych przepływów masowych stanowi prawdziwe wyzwanie.
Natomiast pomiar jakości paliwa w czasie rzeczywistym to lepsza dostępność danych dla zakładu oraz bardziej wydajna i zoptymalizowana produkcja.
Inne wydania Magazynu Biomasa znajdziesz tutaj. Dlatego kliknij i czytaj!
Newsletter
Bądź na bieżąco z branżą OZE
