Mikrogeneracja – energetyka rozproszona receptą na kryzys energetyczny
Rosnące ceny energii i potrzeba ograniczenia emisji wytwarzanych przez sektor energetyki, przyczyniają się do wzrostu zainteresowania energetyką rozproszoną. Przykładem rozproszonego źródła energii jest mikrokogeneracja, polegająca na skojarzonym wytwarzaniu energii elektrycznej i ciepła, przy czym za skalę mikro uznaje się urządzenia o mocach do 1 MW. W celu wykorzystania wysokiego potencjału kogeneracji w mikroskali powstał wspólny projekt PGNiG z Instytutem Energetyki – Mikrokogeneracja H2. Celem projektu jest wypracowanie rozwiązań i zdobycie doświadczenia, które pozwolą na zastosowanie i rozpowszechnienie technologii mikrokogeneracji w gospodarstwach domowych, przedsiębiorstwach i budynkach użyteczności publicznej a nawet w klastrach energii oraz spółdzielniach energetycznych.
Sam układ microCHP (układ ze skojarzonym wytwarzaniem energii elektrycznej i ciepła) opiera się o ogniwa paliwowe. Dostępne są różne ogniwa, a poszczególne rozwiązania odróżnia substancja zastosowana w roli elektrolitu i wynikające z tego właściwości. Wyróżnia się między innymi ogniwa: SOFC (ze stałym tlenkiem), PAFC (z kwasem fosforowym), PEFC (z membraną do wymiany protonów), MCFC (ze stopionym węglanem). W projekcie Mikrokogeneracja H2 wykorzystano ogniwa SOFC, które charakteryzują się pracą w wysokich temperaturach (680-900°C), a których zastosowanie pozwala na zwiększenie żywotności ogniwa, w związku ze wyższą tolerancją na ewentualne zanieczyszczenia w paliwie. Ogniwa te charakteryzują się także niższą ceną katalizatora, gdyż kosztowne metale, takie jak platyna bądź ruten, mogą zostać zastąpione innym, tańszym zamiennikiem, obniżając przy tym samym koszt całego ogniwa, bez straty dla jego wydajności.
Mikrokogeneracja jest źródłem energii stabilnym i wysoce niezawodnym, dlatego powszechne wykorzystanie kogeneracji w mikroskali, umożliwia zbilansowanie energii w systemie energetycznym, w którym coraz większą rolę odgrywają źródła niestabilne, takie jak OZE. Skojarzone wytwarzanie energii elektrycznej i ciepła daje gwarancję zapewnienia bezpieczeństwa i niezależność energetycznej. Dodatkowo układy mikrokogeneracyjne ograniczając emisje CO₂ (przy zastosowaniu paliwa innego niż 100% wodór) bądź nawet całkowicie je eliminując (użycie 100% wodoru), przyczyniają się do dekarbonizacji przemysłu. Kogeneracja w skali mikro charakteryzuje się również wysoką wydajnością wytwarzania dwóch rodzajów energii. Sprawność mikrokogeneracji może być nawet o 30% wyższa niż oddzielne wytwarzanie obu rodzajów energii w układach konwencjonalnych.
Wspólny projekt Mikrokogeneracji H2, prowadzony przez PGNiG i Instytutu Energetyki wyróżnia wysoka sprawność ogniwa SOFC. Celem projektu jest również osiągnięcie dowolnej skalowalności mocy układu z zakresu 1 kW-1 MW. W odróżnieniu od komercyjnych technologii konkurencji pochodzących z lat 90 XX w., ogniwa opracowane przez Instytut Energetyki to rozwiązana efektywniejsze, których sprawność stale rośnie, przy jednoczesnym spadku kosztów ich wytwarzania, co wiąże się z ich stałym udoskonalaniem. Z kolei zastosowanie przełomowej technologii, która pozwala na zasilenie ogniwa różnymi paliwami, zarówno gazem ziemnym, wodorem, jak i ich mieszaniną o różnych udziałach poszczególnych składników, zapewnia elastyczność i pozwala oprzeć proces kogeneracji o aktualnie posiadane paliwo.
Źródło: PKN ORLEN SA – ODDZIAŁ CENTRALNY PGNIG
