Evaluarea comparativa a impactului asupra mediului a doua solutii de cogenerare utilizand tehnologii diferite - studiu de caz

1.Prezentarea situatiei analizate si a ipotezelor avute in vedere

In cazul acestui exemplu, s-au analizat comparativ din punct de vedere al impactului asupra mediului, doua solutii de cogenerare cu tehnologii moderne cu motoare termice (MT) si cu turbine cu gaze (TG), care utilizeaza drept combustibil gazul natural.

Un prim pas il constituie definirea conturului analizat, care in prezenta situatie se considera compus din urmatoarele subsisteme:

subsistemele extractiei, tratarii si transportului combustibilului gazului natural, utilizat in centralele de cogenerare - aceste subsisteme vor constitui "etapa A", anterioara conversiei combustibilului in cadrul CCG;

subsistemul conversiei energiei in cadrul centralei de cogenerare (CCG) -va constitui "etapa B".

O importanta deosebita o are definirea unitatii functionale, la care se vor raporta emisiile determinate. In CCG analizate, cantitatile de energie produsa se exprima in aceleasi unitati (au acelasi sistem de raportare).

Unitatea functionala utilizata in mod curent in cadrul analizei impactului asupra mediului a diferitelor CCG, o reprezinta productia unei cantitati totale de energie electrica plus termica de 100 kWh, considerata la iesirea din instalatia de producere intr-un interval de timp de o ora.

Abordarea centralelor de cogenerare analizate, ca sisteme complexe, impune stabilirea urmatoarelor ipoteze simplificatoare:

se neglijeaza aspectele de impact asupra mediului a fabricarii instalatiilor de producere a energiei din cadrul centralelor de cogenerare analizate, deoarece impactul materialelor componente ale acestor instalatii este mult mai scazut decat impactul functionarii acestora, pe intreaga durata de viata (aceeasi pentru ambele cazuri analizate);

randamentele turbomasinilor (TG, MAI), generatoarelor electrice si ale cazanelor recuperatoare sunt considerate incluse in randamentul global al solutiei de cogenerare considerate;

se considera impactul ambelor etape A si B (conform celor definite anterior):subsistemele extractiei, tratarii si transportului gazului natural, utilizat in centralele de cogenerare - etapa anterioara conversiei combustibilului la sursa ("etapa A") si subsistemul conversiei energiei in cadrul solutiei de cogenerare -etapa conversiei energiei la sursa ("etapa B");

se poate considera neglijabil impactul asupra mediului a utilizarii apei in unitatile de cogenerare (racire, agent termic). Efectele efluentilor lichizi rezultati din functionarea diferitelor sisteme de cogenerare (in special in cazul TG si al MAI) sunt neglijabile, deoarece in cadrul acestor tipuri de instalatii, apa are rol numai de fluid caloportor. Circuitele recuperative se pot considera cu o aproximatie suficient de buna ca fiind cvasiinchise, fara pierderi mari de apa. De asemenea, consumul de apa al sistemelor considerate nu are un impact semnificativ asupra mediului ambiant;

efectele consumului de aer comburant se iau in consideratie in cadrul poluarii atmosferice produse de sistemele de producere a energiei (in cadrul procesului de ardere).

2.Determinarea emisiilor aferente celor doua etape ale ciclului de viata

Emisiile aferente "etapei A" a ciclului de viata a combustibilului gazos: extractie, transport, prelucrare, nu sunt dependente de forma de energie produsa si natura sursei care o produce. Pentru gazul natural (cu caracteristicile mentionate), in tabelele 15.22 si 15.23 sunt prezentate emisiile poluante aferente atat fiecarei subetape: "etapa A"(extractie, transport, prelucrare), precum si cele specifice "etapei B", in ansamblu.

Tabelul15.22

Emisii aferente "etapei A", anterioare utilizarii combustibilului gaz metan la

sursa de energie

Tabelul 15.23

Emisii aferente ansamblului "etapei A" (ansamblu: extractie - prelucrare - transport)

Emisiile aferente "etapei B" - (transformari energetice in cadrul) sunt dependente de forma energiei si a sursei care o produce.

In tabelul 15.24 sunt prezentate emisiile atmosferice aferente acestei etape, specificandu-se totodata conditiile in care apar aceste emisii.

Tabelul 15.24

Emisii aferente "etapei B"a   transformarii combustibilului la sursa de energie

In tabelul 15.25 sunt sintetizati principalii indicatori de impact, cel mai curent utilizati in evaluarea ecologica a celor doua filiere de cogenerare, poluantii care produc impactul si modul de determinare a acestora.

Tabelul 15.25

Principalii indicatori de impact, caracteristici celor doua filierede cogenerare

Unde m_i reprezinta masa materiei prime energetice consumata in cadrul subsistemului "i", in unitati de masa/unitate functionala; a - rezerva mondiala / consumul mondial anual, in ani, aferent gazului natural.

3. Rezultate si concluzii

Pentru compararea din punct de vedere al impactului asupra mediului a solutiilor de cogenerare mentionate, in tabelul 15.26 sunt prezentate valorile calculate ale indicatorilor de impact, prezentati anterior pentru solutiile analizate.

O etapa deosebit de importanta a studiului impactului asupra mediului al CCG, consta in interpretarea valorilor indicatorilor de impact calculati. Evaluarea CCG, din punct de vedere al impactului asupra mediului, se poate face:

• "impact cu impact", luand in consideratie cate un singur indicator de impact calculat;
• evaluarea globala a impacturilor.

Tabelul 15.26

Valorile indicatorilor de impact ai solutiilor analizate

(100kWh energie utila)

In cazul analizat, dupa stabilirea indicatorilor de impact considerati semnificativi pentru CCG, s-a facut comparatia intre cele doua CCG avute in vedere. Acest mod de evaluare se mai numeste si "sistem cu sistem".

Astfel, pentru cazurile analizate atat pentru puteri mai mici de 20MW cat dar si mai mari , din punctul de vedere al indicatorilor: "Epuizarea rezervelor de resurse naturale' si 'Efectul de sera', solutia CCG cu MAI este mai eficienta ecologic. Din punct de vedere al celorlalti trei indicatori, solutia CCG cu TG este mai eficienta ecologic.