POWER GEN EUROPE 2010

Akce se konala v zemi, která je jednou z nejohroženějších zemí vlivem klimatických změn, kdy dochází k tání ledovců a vzrůstu hladiny světového oceánu.

Právě proto je Nizozemí jedním z iniciátorů změn v oblasti klimatických změn, současně však nizozemská ekonomika realizuje řadu opatření, která pozitivně působí na snížení emisí skleníkových plynů..

Akci pořádala tradičně britská společnost PennWell International Power Group, která tímto oslavila sté výročí založení firmy. Celá akce byla bohatě navštívena, zúčastnilo se jí kolem 15 tisíc registrovaných návštěvníků, konference všech tří akcí byly rozděleny do 11 témat, proběhlo 80 sekcí na kterých vystoupilo 280 speakerů, na výstavě bylo zastoupeno 500 společností prezentujících nejnovější výrobní technologie, hardwarová a softwarová řešení a servisní služby.

Před zahájením POWER GEN EUROPE prohlásil bývalý nizozemský předseda vlády Ruud Lubbers, že Evropská unie by měla být předvojem a motorem opatření nízkouhlíkové ekonomiky, to znamená ekonomiky jejímž cílem je celkové omezení a snížení emisí CO2.

V tomto vyjádření je vidět snahu na straně jedné a nutnost na straně druhé obyvatel Holandska na snížení vlivu, respektive omezení klimatických změn, protože jak již bylo řešeno, je Holandsko jedním z nejohroženějších zemí.

Akce je tradičně zahájena společnou Opening Keynote Session, která je společná pro všechny tři konference, které se pak dělí na jednotlivé odborné části. Vlastní konference POWER GEN tradičně zahájil Nigel Blackaby, ředitel konference, tato byla rozdělena do sedmi témat (track 1 až 6) se zaměřením : Strategie pro evropský energetický průmysl; Snížení emisí CO2 z elektrátren využívající fosilní paliva; Technologie využívající zemní plyn; Využití biomasy a odpadů k výrobě elektřiny; Elektrické a řídící systémy elektráren, Provoz, údržba a optimalizace provozu elektráren.

Prezentace technických řešení a zejména diskuse k předneseným prezentacím v jednotlivých sekcích probíhaly po všechny tři dny trvání akce.

Prvním speakerem Opening Keynote session byl již zmíněný bývalý holandský ministerský předseda Ruud Lubbers, který hovořil o Rotterdamské klimatické výzvě, která vychází ze snížení emisí CO2 na 50 procent úrovně roku 1990. Dále vyjádřil přesvědčení, že další směr rozvoje energetiky bude kombinace technologie CCS ( carbon capture storage), zvýšení účinnosti stávajících energetických zdrojů a významného zvýšení podílů obnovitelných energetických zdrojů.

Frank Wouters, výkonný ředitel společnosti Masdar Power ze Sjednocených arabských emirátů ve svém příspěvku představil firemní vizi „ democratic energy“, která podle jeho slov znamená že trh energií bude diktovat směr rozvoje průmyslu a energetiky. Dále se zabýval masivním rozvojem fotovoltaiky v Německu se všemi pozitivními i negativními důsledky.

Třetím řečníkem byl Joost van Dijk, výkonný ředitel společnosti E.ON Benelux, který představil společnost E.ON jako společnost jejímž hlavním posláním je bezpečný, klimaticky příznivý a dostupný přenos a distribuce energie.

Společnost E.ON má 88 tisíc zaměstnanců, obrat 82 miliard € v roce 2009, 30 milionů zákazníků; ve svém výhledu uvažuje nárůst spotřeby energie v Holandsku z původních 350 PJ v roce 1990 na 700 PJ v roce 2050, to je nárůst o 100 procent !!!

Firma se výrazně angažuje v oblasti obnovitelných zdrojů – větrné energie, předpokládá výstavbu 1000 MW instalovaného výkonu v offshore větrných farmách v oblasti London Array – mělké pobřežní vody v blízkosti ústí řeky Temže do Severního moře na jihovýchodním pobřeží Anglie, tento výkon představuje zajištění elektrické energie pro 750 tisíc domácností a úsporů emisí CO2 v ročním objemu 1,9 milionů tun.

Tyto realizované projekty mají přinést měrnou úsporu emisí oxidu uhličitého CO2 z původních 0,72 tuny/MWh v roce 1990 na 0,49 tuny/MWh v roce 2006 a na konečných 0,36 tuny/MWh v roce 2030.

Výkonný ředitel E.ON Benelux dále specifikoval hlavní směry činnosti, kterými se bude E.ON zabývat:

Nové jaderné zdroje a intenzifikace stávajících jaderných zdrojů

Zvýšení podílu obnovitelných zdrojů

Vývoj a zavádění technologie CCS ( carbon capture storage)

Nové vysoce efektivní fosilní zdroje s nadkritickými parametry

Nové vysoce efektivní plynové zdroje, zejména paroplynové cykly

Závěrem představil příspěvek společnosti E.ON k lokálnímu řešení technologie CCS, které řeší jako joint venture společně se společností Electrabel - zachycení emisí CO2 z fosilního zdroje 250 MW v ročním objemu 1,1 milionů tun, transport prostřednictvím podmořského plynovodu světlosti DN 400 v délce 25 km s maximální roční přenosovou kapacitou 5 milionů tun a vtlačení–uložení do vytěženého ropného ložiska, předpokládané zahájení projektu je v roce 2015.

Společný program konference pokračoval další den společným zasedáním s podtitulem Climate policy uncertainty– Where does power industry go from here ?, panelové diskuse se zúčastnili odborníci, vrcholoví manažeři výrobců energetických technologií a producentů energie, anpříklad Doosan, Siemens, Ansaldo Energia, RWE apod.

Ústředním exponátem, byť roztroušeným na stáncích jednotlivých významných dodavatelů technologie pro energetiku byly modely, panely případně vizualizace technologie CARBON CAPTURE STORAGE, to je technologie, která zajišťuje absorpci – vypírku oxidu uhličitého ze spalin fosilního zdroje, jeho následnou separaci, kompresi, přenos a uložení vtlačením do země.

První výsledky pilotních projektů technologie CCS předvedli všichni významní hráči na trhu energetických technologií.

Například firma Mitsubishi Heavy Industries představila celkem sedm pilotních projektů této technologie v Asii, první byl uveden do provozu již v roce 1999, jedná se o vypírku ze spalin kotlů na zemní plyn s denní kapacitou maximálně 450 tun, zachycený CO2 je ve všech případech použit v chemickém provozu pro výrobu močoviny.

Firma Toshiba prezentovala výsledky svého pilotního projektu CCS, respektive PCC ( post combustioni capture - zachycení oxidu uhličitého ze spalin) na zařízení v lokalitě Mikava, kde je v provozu zařízení s kapacitou 10 tun CO2 denně s účinností zachycení 90 % a více od září roku 2009.

Firma Alstom jako velmi významný hráč na trhu s komponenty jaderných elektráren a dlouhodobý partner v čínském jaderném programu na svém stánku předvedla svou vlajkovou loď – model turbosoustrojí ARABELLE s elektrickým výkonem 1750 MW, která bude spolupracovat s EPR reaktorem společnosti AREVA na nově budované jaderné elektrárně Flamanville 3 ve Francii, elektrárna by měla být uvedena do provozu v roce 2012.

Alstom uvádí následující charakteristická data:

Elektrický výkon 1750 MW, jeden kombinovaný vysokotlaký a středotlaký díl + tři nízkotlaké díly parní turbíny, svařovaný rotor turbíny, jmenovité otáčky 1500/min, pára se vstupními parametry 75 bar a 290 °C, přihřátá pára 11 bar a 275 °C, tlak v kondenzátoru 46 mbar, čtyřpólový generátor GIGATOP 2000 MVA, chlazení generátoru vodíkem a vodou.

Dle vyjádření pracovníků firmy Alstom může čtyřpólové provedení (poloviční otáčky turbosoustojí oproti klasickému dvoupólovému provedení) přinést zvýšení účinnosti až o 50 MW.

Při konferenci samotné, případně na prezentacích na stáncích některých firem byly prezentovány výsledky rekonstrukcí elektráren, případně jejich klíčových prvků (zvyšování parametrů ze superkritických na ultrasuperkritické, apod.), které zvyšují účinnost zdrojů, snižují emise apod.

V konferenci byl například uveden příspěvek rekonstrukce původní japonské elektrárny Isogo s palivem černé uhlí s výkonem 2 * 265 MW z roku 1969, která byla v roce 2009 rekonstruována na 2 * 600 MW, při rekonstrukci kromě výrazného zvýšení výkonu byl výrazně snížen vliv na životní prostředí prach z původních 50 mg/m3 na 5, respektive 10 mg/m3, NOx z původních 150 mg/m3 na 13 a 20 mg/m3, SO2 z původních 60 na 10 a 20 mg/m3, při tom bylo dosaženo účinnosti 42,2%.

Kromě tohoto příspěvku byla přednesena řada dalších příspěvků, které ukazovaly dosažení maximálních dostupných hodnot emisí a účinností energetických zdrojů.
Bohužel tyto principy a požadavky v našich zeměpisných šířkách vždy neplatí, je to snad tím, že nejsme přímo ohrožení nárůstem hladiny světového oceánu ?

Z tiskových konferencí
Firma Siemens představila na své tiskové konferenci několik významných řešení z oblasti výroby přenosu a užití elektřiny.

V zemi pořádání akce POWER GEN byly představeny čtyři nové paroplynové cykly – Sloe (výkon 2 * 436 MW, udávaná účinnost 59 %), MaasStroom Energie (výkon 428 MW, udávaná účinnost 59 %), Enecogen a Hemweg. V této souvislosti byly prezentovány regulační možnosti, respektive schopnosti nových paroplynových cyklů, které jsou žádoucí a nutné s ohledem na velmi omezenou predikci provozu větrných a fotovoltaických elektráren což zejména v Německu – v zemi s jejich vysokým instalovaným výkonem vytváří jisté problémy, které se s ohledem na propojenou přenosovou soustavu přenáší do ostatních zemí. Na konci roku 2008 bylo instalováno v zemích EU 27 celkem 64 935 MW, z toho v Německu 23 903 MW a na síť společnosti E.ON bylo připojeno 9 000 MW.

Lothar Balling ve své prezentaci ukázal výsledky náběhu paroplynového cyklu francouzské elektrárny Pont sur Sambre za 27 minut se strmostí cca 15 MW/min, v případě nového paroplynu Sloe byl uveden náběh za 30 minut se strmostí 30 MW/min a v případě již zmíněné Irsching 5 v Německu náběh za 30 minut se strmostí rovněž 30 MW/min. Tyto paroplynové zdroje jsou označovány jako Fast-cycling.

Testy samotné plynové turbíny SGT5-8000H prokázaly schopnost turbíny sjet z výkonu cca 380 MW na výkon 225 MW, což je cca 60 % v čase cca 1 minuta a opětné najetí na původní výkon opět v čase cca 1 minuta.

S ohledem na aktivity v oblasti větrných elektráren byl představen dálkový přenos elektrické energie mezi jihovýchodním pobřežím Anglie a lokalitou Maasvlakte blízko Rotterdamu, jedná se o dálkový přenos stejnosměrným velmi vysokým napětím 450 kV s délkou 260 kilometrů a přenosovou kapacitou 1000 MW.

Současně bylo prezentováno řešení e-mobility, to znamená vozidel poháněných elektrickou energií z akumulátorů, byly prezentovány nabíjecí stanice, elektrické osobní automobily, na stánku Siemensu vzbuzoval velkou pozornost E–chopper.

Geotermální energie může za určitých podmínek tvořit část zdrojů elektřiny, které pracují v základním pásmu zatížení. Na výstavě byla prezentována geotermální elektrárna, která využívá technologii EGS Enhanced geothermal systém, také označovaný jako Hot dry rock s výkonem 1,5 MW Soultz-sous-Forets ve Francii, dále pak první komerčně úspěšný projekt geotermální elektrárny Landau v Německu, připravují se další projekty v Británii, Portugalsku, Španělsku a na Slovensku.

V České republice je připravován projekt využití geotermální energie v oblasti Litoměřic, dále je znám projekt využití tepla termální vody pro vytápění v části města Děčín.

Novinkou byla premiéra mobilní úpravy vody britské firmy Ecolutia Services, která představovala technologii využívající reverzní osmózu s výkonem až 65 m3/hod a s výstupní vodivostí do 5 S/cm. Samozřejmostí je napájení příslušných čerpadel z měničů frekvence firny Danfoss AQUA Drive. Mobilní úpravna je umístěna v běžném kontejneru s délkou 12 metrů.

Významným alternativním zdrojem elektrické energie lokálního významu mohou být jednotky na bázi organického Rankinova cyklu, označované zkratkou ORC. Tyto jednotky mohou generovat elektrickou energii, přičemž využívají jinak prakticky nevyužitelné teplo relativně s malým potenciálem (nízkou teplotou) ze spalování biomasy, ze spalin z velkých kogeneračních jednotek, spalin z technologických procesů, teplo ze solárních termických zařízení, geotermální energii apod.

Jedním z nejvýznamnějších evropských výrobců je italská firma TURBODEN, která má instalováno kolem 150 jednotek po celém světě, nejvíce 66 ks v Německu a 32 ks v Rakousku na využití ze spalování biomasy. V České republice jsou instalovány dvě jednotky ORC na využití tepla ze spalování biomasy s výkony ve stovkách kW na městské teplárně Trhové Sviny a Třebíč.

Jednotky s menším výkonem prezentovala na výstavě americká firma Calnetix s elektrickým výkonem 125 kW, výrobce požaduje minimální vstupní teplotu nositele odpadního tepla 121 °C. Holandská firma TRI-O-GEN nabízela jednotku s elektrickým výkonem 165 kW, výrobce požaduje minimální vstupní teplotu nositele odpadního tepla 350 °C, cena dodávky této jednotky se pohybuje kolem 450 tis. €.

Všechny výše uvedené jednotky ORC využívají turbínu, kterou pohání stlačené páry pracovního média. Americká firma ElectraTherm nabízí jednotku ORC s elektrickým výkonem 30 až 50 kW, kde je požadována minimální teplota nositele odpadního tepla 90 až 120 °C, zvláštností je, že expanze par pracovního média probíhá ve šroubovém elementu (principiálně stejném jako element šroubového vzduchového či chladivového kompresoru, ale s opačnou funkcí). Tuto americkou firmu v České republice zastupuje firma Hennlich Industrietechnik, spol.s r.o. Litoměřice, dle vyjádření jednoho z manažerů firmy je již připravována první aplikace jednotky v české republice.

Plynové turbíny
Plynové turbíny jsou důležitým prvkem výroby elektrické energie, v převážné většině se u velkých výkonů používají jako součást paroplynových celků, bohužel jsme tento segment energetických zařízení zavrhli a v České republice se nevyrábějí. Na straně druhé plynové turbíny a hlavní komponenty paroplynových celků jako jsou spalinové kotle vyrábí úspěšně řada rozhodujících hráčů na trhu, o významu plynových turbín a paroplynových cyklů svědčí skutečnost, že z celého velmi rozsáhlého systému energetických zařízení byl této problematice věnován jeden track konference. Svými technicko ekonomickými parametry tvoří plynové turbíny, respektive paroplynové cykly ( účinnost, dosažitelnost výkonu) jeden ze základních kamenů energetického mixu, bohužel to znamená závislost na vlastním či dováženém zemním plynu.

Na výstavě se prezentovaly svými turbínami společnosti Kawasaki, Pratt&Whitney, Rolls-Royce a další.

Mezi nejvýznamnější výrobce patří firma Siemens, která svoji plynovou turbínu SGT 5-8000M s výkonem 433 MW na německé elektrárně Irsching 5 uvádí jako jednotku s nejvyšší dosažitelnou účinností.

V oblasti turbín malých výkonů, tak zvaných mikroturbín se zabydlely na výstavě i na trhu firma Capstone a Turbec, které vyrábí jednotky o výkonech v desítkách až stovkách kW.
Výrobci mikroturbín uvádí prakticky bezúdržbový provoz, stroj nemá olejovou náplň, ložiska jsou magnetická a měrné provozní náklady pak vychází nižší než u pístové kogenerace poměrně rozšířené v naší zemi. Přes tuto skutečnost je mi známa aplikace jediné jednotky Capstone v České republice s elektrickým výkonem 30 kW.

Česká účast na POWER GENu
Prapor českých vystavovatelů držela brněnská společnost Sun Drive, která zajišťovala organizaci a chod jednotlivých stánků firem mezi které patřila žďárská společnost DEL, s.r.o., brněnská Královopolská RIA, třebíčský výrobce energetických zařízení PBS INDUSTRY, a.s., pražská slévárna přesných odlitků metodou voskového vytavitelného modelu Prague Casting Services, a.s.. Dalším českým vystavovatelem na společném národním stánku byla společnost Strojírny Brno, a.s., která vyrábí zařízení pro vodní elektrárny; po delší době zde měla svůj stánek společnost TEDOM, s.r.o., výrobce kogeneračních jednotek a autobusů s motorem na zemní plyn, dále pak brněnská společnost UNIS,a.s.; výrobce zařízení pro měření a regulaci ZPA Industry, a.s., společnost z Milevska ZVVZ-ENVEN Engineering, a.s..Součástí stánku byla dále expozice společnosti FANS, a.s. Hlinsko, která se velmi dobře prezentovala chladicími věžemi a chladicími okruhy pro energetiku.
Podle mého názoru je dobře, že Ministerstvo průmyslu a obchodu ČR prostřednictvím své agentury CzechTrade vytvořilo podmínky částečné podpory menších vystavovatelů na národním stánku, stejný systém provozují i země podstatně ekonomicky silnější – Holandsko, Francie, Velká Británie apod.

Dalším českým vystavovatelem se samostatným stánkem byla ambiciozní společnost SEKO edm, a.s. Louny, která vyrábí jak vyplývá z názvu elektrojiskrovým obráběním komponenty pro letecké motory a parní turbíny.

Mezi další české vystavovatele, byť pod vlajkou zahraniční mateřské společnosti patřila společnost BRENTWOOD Europe, s.r.o., je to dceřinná společnost americké firmy vyrábějící plastové výplně chladicích věží.

Mezi neposlední české vystavovatele patřila bývalá ŠKODA POWER Plzeň, dnes již jako součást jihokorejské společnosti Doosan Heavy Industry & Construction

Z výrobců pístových kogeneračních jednotek tradičně vystavovala firma Wärtsilä, která na svých prezentacích na svém stánku řešila kombinaci větrné elektrárny a pístové kogenerační jednotky jako nástroj pro částečné řešení praktické nepředvídatelnosti využití energie větru, dále pak prezentovala provoz pístové kogenerační jednotky pro stabilizaci krátkodobých poklesů a výpadků napětí sítě.

Společnost MAN Diesel turbo prezentovala na tiskové konferenci zdroje elektrické energie z Belgie o výkonu 17 MW, které využívají čtyřdobý motor a jako palivo různé odpadní oleje včetně živočišného tuku a rostlinné oleje.

Dále firma prezentovala největší elektrárnu na světe s dieselovými motory, jedná se o lokalitu Aratu/Bahia v Brazílii s instalovaným výkonem 1 056 MW, která je osazena 120 dieselovými soustrojími firmy MAN.

Rovněž firma MAN se podílí na řešení kombinace využití větrné energie společně s pístovými kogeneračními jednotkami, toto prezentovala na zásobení ostrova Bonaire v nizozemských Antilách, jedná se o ostrov s plochou 288 km2 se 14 tis. obyvateli a roční spotřebou 75 000 MWh se špičkovým zatížením 11 MW. Zásobování ostrova je zajištěno větrnými elektrárnami 10,8 MW (12 ks* 900 kW), dieselovými kogeneračními jednotkami 12,5 MW (5* 2,5 MW), záložními generátory s výkonem 3 MW a akumulátory s výkonem 3 MW.
Z dalších výrobců pístových kogenerací byly zastoupeny německé firmy MWM, Schmitt Enertec, španělská firma GUASCOR POWER, atd.

Německá firma MTU vyrábějící pístové kogenerační jednotky na svém stánku prezentovala aplikaci palivového článku s elektrickým výkonem 200 kW v pivovaru v Německu.

Spalování odpadu
Na výstavě se prezentovala řada realizovaných projektů získávání tepla a elektrické energie spalováním komunálního odpadu, tyto projekty představila například firma dánská firma Babcock–Wilcox, která má řadu referencí zejména ve Skandinávii, dále jsou známy reference italské firmy Ansaldo (například v Brescii), konkrétní záměry prezentovala německá firma STORK.

Holandsko samotné je zemí zaslíbenou spalování odpadů, možná proto že v anglické terminologii se spalovna označuje jako “waste-to-energy“. Nebo je to možná proto,že spalovny odpadu v Holandsku jsou navrženy jako “výrobní metoda pro udržitelnou energii a obnovitelné materiály “, v naší zemi je obvykle spalovna chápana jako “metoda zbavení se odpadu “. Tento výrazný rozdíl se pak odráží v obecném povědomí obyvatelstva ve vztahu ke spalovnám a následně k odporu k případným záměrům budovat spalovny. Tento trend nás v konečné fázi stejně nemine, uvážíme li že každý Evropan produkuje ročně 450 kg tuhého komunálního odpadu.

Závěr
Výstava a konference ukázala a potvrdila několik základních trendů v oblastí výroby tepla a energie:

Nutnost využití nejmodernějších poznatků vědy a techniky ke zvyšování účinnosti výroby elektrické energie a tepla

Nutnost odstraňovat rezervy při distribuci a využívání energie v průmyslu, dopravě a budovách

Snaha o dosažení optimálního energetického mixu a zastoupení všech typů zdrojů energie ( fosilní, jaderné zdroje, obnovitelné zdroje), přičemž obnovitelné zdroje mohou mít sice významnou, avšak pouze doplňkovou roli

Snaha o maximální snížení emisí skleníkových plynů jako příčinu klimatických změn v ovzduší naší Země

V současné době již není pochyb o nutnosti využívání jaderné energie, byť s nutností řešit v některých zemí nepopulární rozhodnutí o lokalitě pro skladování vyhořelého paliva, které v blízké či vzdálené budoucnosti bude nepochybně využito jako další palivo

Příští konference POWER GEN EUROPE se bude konat v červnu příštího roku ve veletržním areále Fiera Rho v italském Milánu.

Ing. František Koukal
Amsterdam