wtorek, 24 listopada 2015

Co zrobic z gornictwem, gornikami i Polska 26

Co zrobic z gornictwem, gornikami i Polska 26

  Koszty wydobycia węgla w polskich kopalniach głebinowych sa wyższe niż wartość rynkowa wydobywanego węgla, glownie na skutek bardzo niskiej wydajnosci pracy w skansenowych technicznie kopalniach i bardzo wysokich wynagrodzen "gornikow" czy tez raczej osob udajacych gornikow.
Takze koszty wydobycia wegla w ostatnich likwidowanych juz kopalniach w Niemczech sa wyzsze niz cena rynkowa wegla. W 2014 roku wydobyto tam zaledwie 6 mln ton wegla glebinowego. Niemcy zaimportowali zas 49 mln ton wegla kamiennego.

Niemcy ze swoim ogromnym eksportem moga za wypracowane nadwyzki handlowe kupowac na rynku swiatowym kazde paliwo.
W sloneczne dni moc szczytowa generowana przez panele fotovoltaiczne w Niemczech ( 28 000 MW) jest wieksza niz szczytowy pobor mocy w Polsce.

W swiecie wegiel jest nadal najwazniejszym paliwem dla elektrowni.
Na wykresie IEA zdumiewa wielki udzial energi odnawialnej. Po prostu tak nonsensownie szeroka jest definicja energi odnawialnej wedlug IEA. Dominuja tam hydroelektrownie

Wytwarzanie energi elektrycznej to najbardziej uciazliwy srodowiskowo proces jaki wymyslil i stosuje w wielkiej skali czlowiek. Nawet budowa hydroelektrowni jest krytykowana za negatywny wplyw na srodowisko naturalne. Światowy potencjał hydroenergetyczny wynosi ok. 2,857 TW z czego w hydroelektrowaniach wykorzystuje sie 5.2%.
Polskie zasoby hydroenergetyczne ( 13,7 TW-h rocznie ) sa niewielkie i niewielkie sa tez mozliwosci rozszerzenia eksploatacji. Największe polskie hydroelektrownie to:
Elektrownia pompowo-szczytowa Żarnowiec (716 MW), rok uruchomienia 1983
Elektrownia pompowo-szczytowa Porąbka Żar (500 MW), rok uruchomienia 1979
Elektrownia pompowo-szczytowa w Solinie (200 MW), rok uruchomienia 1968
Elektrownia pompowo-szczytowaWłocławek (162 MW), rok uruchomienia 1969
Elektrownia pompowo-szczytowa Żydowo (150 MW), rok uruchomienia 1971

Zachod uwaza wegiel za paliwo bardzo brudne oraz szkodliwe oraz generalnie odchodzi od jego wydobycia. Wydobycie wegla w USA jest nadal ogromne niemniej kompanie weglowe praktycznie zostaly pozbawione finansowania co im dobrze nie wrozy na przyszlosc.
Bank Swiatowy oraz Europejski Bank Inwestycyjny od pewnego czasu nie finansuja inwestycji zwiazanych z wydobyciem i spalaniem wegla.

W Polsce potencjal energetyki fotovoltaicznej nie jest duzy. Mamy za malo slonca.
Wart uwagi jest potencjal wiatru na Baltyku ale jednostkowy koszt morskiego wiatraka jest duzy i wiekszy niz ladowego.
Nie ma zadnych powodow aby Polska nie korzystala z energetyki jadrowej. W minionych czasach ZSRR budowal elektrownie jadrowe w calym bloku wschodnim. Wielka glupota bylo porzuceniu budowy elektrowni Zarnowiec. Szkoda ze zmarnowane zostaly kolejne lata w tej sprawie. Jak sie okazalo Platforma bez matury elektrownie jadrowa budowala na niby po to aby dzialaczy posadzic na lukratywnych stolkach - synekurach.

Szczegolna role w kazdej gospodarce odkrywa sektor eksportowy ( szerzej dobr handlowalnych miedzynarodowo ) wypracowujacy nadwyzki handlowe. Wegiel mozemy importowac i likwidowac nasze kopalnie ale otrzymujemy ujemny bilans handlowy w weglu. Tak wiec mimo iz kopalnie sa przestarzale i nierentowne to w jakims sensie sa w cennym sektorze eksportowym.

Nie mniej wazna od wegla jest dla bezpieczenstwa energetycznego i dla bezpieczenstwa kraju ropa naftowa ktora nieomal w calosci importujemy.
Po rolu 2020 - 2022 skonczy sie doplyw strumienia pomocowych Euro z Uni Europejskiej. Przy deficycie w handlu zagranicznym bedziemy sie musieli zagranicznie zadłuzac aby kupic m.in. rope naftowa i ... wegiel.

Stawiajac na wegiel trzeba budowac nowoczesne wysokosprawne elektrownie weglowe. Tymczasem budowane obecnie bloki na wegiel kamienny sa srednio sprawne i do nowoczesnosci sporo im brakuje. Przyrost sprawnosci jest zas bardzo drogi
Fragment starego ( 1987 ) opracowania autora "Blok energetyczny":
"Sprawnosc elektrowni cieplnej ktora mozemy w przyblizeniu ocenic cyklem Rankina rosnie m.in wraz ze wzrostem parametrow ( czyli glownie temperatury a w mniejszym stopniu cisnienia ) swiezej pary. Podejmujemy jednoczesnie wszelkie zabiegi aby zblizyc sie do cyklu Carnota to znaczy dokonujemy Carnotyzacji obiegu poprzez regeneracje ciepla stosujac jak najwiecej stopni wymiennikow ciepla niskiego i wysokiego . Motyw pogoni za poziomem parametrow jest oczywisty a gra idzie o duza stawke. Elementem poddanym najciezszej probie i stresom jest ostatnia sekcja przegrzewacza kotla i pierwszy stopien turbiny.
Popularyzacja turbin spalinowych w lotnictwie wojskowym i cywilnym USA w samolotach turboodzutowych przyniosla upowszechnienie materialow zaroodpornych i technologii ich obrobki. Byly to jednak nowinki technologiczne i do osiagniecia pelnej doroslosci sporo im brakowalo. Nie ma zatem niczego dziwnego w tym ze elektrownie na parametry nadkrytyczne i supernadkrytyczne zaczeto poczatkowo budowac wlasnie w USA. W owym czasie zreszta tylko tam opanowano wielkoprzemyslowa technologie materialow zarodpornych.
W 1957 roku uruchomiono w elektrowni Philo nalezacej do AEO-Ohio Power pionierski blok o mocy 125 MW o parametrach 314 bar / 621 C z podwojnym przegrzewem wtornym 566 / 538 C.
W 1959 roku blok o mocy 325 MW o parametrach 345 bar / 649 C z podwojnym przegrzewem 566 / 566C uruchomiono w elektrowni Eddystone I nalezacej do Philadelpia Electric Co. Jak na tamte czasy, ultra super nadkrytyczne parametry pary byly szokujaco wysokie. Bloki pracowaly do 1977 roku. Poczatkowo trapily je awarie i niska dyspozycyjnosc. Sprawnosc osylowala okolo 40%.
Do budowy przegrzewaczy zastosowano drogie i klopotliwe w montazu stale (sa to stale wysokostopowe o bardzo duzej wytrzymalosci) austenityczne. Lata te a zwlaszcza znacznie pozniejsze cechowaly niskie ceny paliw co zdemobilizowalo wysilki wynalazcow i konstruktorow w kierunku upowszechnienia parametrow ultra super nadkrytycznych. Budowano jednak bloki na parametry super nadkrytyczne o temperaturze 540 - 590 C i cisnieniu 230 - 260 bar.
W stopach zarodopornych stosuje sie nikiel, chrom, wolfram, cyrkon, niob. Sa to drogie materialy. Z tego wzgledu nie nalezy sie spodziewac popularyzacji w Polsce blokow o parametrach ultra super nadkrytycznych w okresie najblizszych 20 lat.
W USA w okresie 1970-1975 bloki o parametrach nadkrytycznych stanowily 63% nowo oddawanej mocy przy sredniej sprawnosci nowych elektrowni na poziomie 37-39% przy ogolnej sprawnosci elektrowni weglowych na poziomie 33-34%. Od 1975 roku w USA technologi nadkrytycznej uzywano coraz rzadziej by na poczatku obecnej dekady zupelnie ja porzucic. Wegiel kamienny w USA jest wydobywany taniutka metoda odkrywkowa a nie jak u nas bardzo droga glebinowa. Bardzo tani wegiel i tania ropa spowodowaly odwrot od nadkrytycznosci mimo iz panuje poglad iz calkowite opanowanie problemow technologi ultranadkrytycznej lezy w zasiegu koncernow USA i zadecydowaly jedynie wzgledy ekonomiczne. Liderem technologi ultranadkrytycznej od poczatka lat siedemdziesiatych jest Japonia.
Kotly nadkrytyczne a zwlaszcza ultranadkrytyczne maja bardzo wysokie wymagania co do czystosci wody i zle toleruja procesy przejsciowe, zwlaszcza w przegrzewaczach. Generalnie niezawodnosc blokow nadkrytycznych jest znacznie gorsza od blokow konwencjonalnych co podnosi koszty eksploatacji poprzez drogie remonty i obniza dyspozycyjnosc. Niewatpliwie bardzo niskie obecne ceny ropy naftowej a zatem i gazu ziemnego i innych surowcow energetycznych demobilizuja wysilki w kierunku podnoszenia parametrow pary. Nieublagane wyczerywanie plynnych weglowodorow, zwlaszcza latwo dostepnych, spowoduje powrot do technologi ultranadkrytycznej. Trudno jednak powiedziec czy jest to kwestia 10 czy 20 lub wiecej lat. Temperatura moze siegnac nawet 740C przy cisnieniu 370 bar co dzis wydaje sie zupelnie szalone. Przy takich parametrach sprawnosc zoptymalizowanej elektrowni weglowej przekroczy 52% a gazowej bedzie jeszcze wyzsza. Juz obecnie automatyczne spawanie rur kotlowych prowadzi sie w atmosferze ochronnej a kazde zlacze ma fotografie rentgenowska X.
Zauwazmy ze dla danego materialu koncowych sekcji przegrzewacza i przegrzewacza (przegrzewaczy) wtornego przy tej samej niezawodnosci temperatura przegrzania wtornego pod znacznie mniejszym cisnieniem moze byc wieksza co polepszy sprawnosc cieplna !
Entalpia pary pierwotnej przy wysokich cisnieniach (w szczegolnosci ponadkrytycznych) maleje (!) ale jednoczesnie wzrasta sprawnosc cyklu Rankina. Wynika z tego celowosc podwojnego przegrzewania pary. Zmieniaja sie takze proporcje absorbcji ciepla ze spalania paliwa w ramach przegrzewaczy. Im wieksze cisnienie poczatkowe tym wiekszy udzial przegrzewaczy wtornych.

Nowoczesne elektrownie cieplne narodzily sie jednoczesnie w USA i Niemczech. Od lat dwudziestych az do piecdziesiatych General Electric oraz Westinghouse dominowaly w miedzynarodowym handlu wyposazeniem elektrowni cieplnych obejmujac ponad 50% udzialu by spasc do okolo 20 % na poczatku lat siedemdziesiatych. . W latach szescdziesiatych dolaczyly do nich japonskie Hitachi oraz Toshiba. W latach trzydziestych General Electric wyposazyl najwieksza wtedy w swiecie fabryke turbin i elektrowni KHMEZ w Charkowie.
Elektrownie ultranadkrytyczne pracuja takze w ZSRR.
W wartosci dolara z 1986 roku KWh energi elektrycznej w USA w 1900 roku kosztowala 320 centow by spasc obecnie w 1987 roku do 6 centow. Energia elektryczna byla dobrem luksusowym nawet w najbogatszych krajach a w krajach peryferyjnych dostepna byla jedynie dla top elit w paru najwiekszych miastach kraju. Tania energia elektryczna jest warunkiem koniecznym rozwoju gospodarczego. Przyrost Dochodu Narodowego jest mocno skorelowany z produkcja energi elektrycznej.
W przededniu I Wojny najwieksze elektrownie mialy po 5 blokow o mocy 10MW o sprawnosci 8-10% Poniewaz moc kotlow z rusztami stalymi badz ruchomymi byla ograniczona to elektrownia taka miala do 60 kotlow ! Radykalne ulepszenie konstrukcji kotla przyniosla technologia spalania pylu weglowego wdrozona w latach dwudziestych."

2 komentarze:

  1. "Sprawnosc elektrowni weglowych do 38%"
    Tu trzeba zadac sobie pytanie o jakiej sprawnosci mowimy? Chodzi zapewne o wytwarzanie energii elektrycznej?
    Jesli bowiem wziasc pod uwage calosc, tzn takze ogrzewanie mieszkan oraz dostawe cieplej wody to ten wspolczynnik wyglada znacznie lepiej.
    Jesli dodac do tego fabryke plyt gipsowych jak np Norgops czy Knauf lub Lafarge to jeszcze lepiej. Plyta regipsowa bowiem sklada sie z pylow i odpadow z elektrowni weglowej w 95%, do tego dochodzi gips 3% oraz witamina C (jej chemiczny substytut) 1% oraz inne dodatki. Witamina C jest zwyczajnym wybielaczem pylow z elektrowni. Popularny Regips stanowi idealny material budowlany (dla plebsu) przez co bardza popularny. Jest troche radioaktywny poprzez zawartosc sladowa wegla C14 ale miesci sie w tolerancji..
    Prosze sprawdzic gdzie znajduja sie fabryki plyt gipsowych, z tego co ja wiem to najwieksze Norgips na terenie elektrowni Opole a Knauf Belchatow.
    Gdyby elektrownie same mogly te plyty produkowac byly by one tansze a podmioty osiagaly by wieksze zyski...Dzisiaj jednak elektrownie placa firmom za to ze odbieraja od nich odpady. Ekologia made in Poland.

    OdpowiedzUsuń
  2. Sprawnosc skojarzonego obiegu elektrocieplowniczego jest znacznie wieksza.
    CO2 czy siarka ( z tego gips) z komina elektrowni weglowej to pol biedy - gorsze sa metale ciezkie a zwlaszcza rtec i pierwiastki radioaktywne !

    OdpowiedzUsuń