Потенциалът на ВЕИ на територията на община Павел Баня

Потенциалът на ВЕИ на територията на община Павел Баня е даден в ”Доклад - Оценка на потенциала на Възобновяемите енергийни източници (ВЕИ)”, разработен в рамките на проект „Европейско сътрудничество за европейски просперитет” за обмен на добри практики и насърчаване на развитието на ВЕИ в Старозагорски регион по Оперативна програма “Регионално развитие” с програмен продукт REScan за анализ на енергийния потенциал на ВЕИ в общината.

По-долу са дадени видовете ВЕИ с кратка характеристика и обобщения потенциал за съответния вид ВЕИ за община Павел Баня.

5.2.1. Геотермална енергия

Различните автори на изследвания на геотермалния потенциал, в зависимост от използваните методи за оценка и направени предвиждания, посочват различни стойности на геотермалния потенциал в две направления: потенциал за електропроизводство и потенциал за директно използване на топлинната енергия.

По експертни оценки възможният за използване в настоящия момент световен геотермален потенциал е съответно: ~ 2000 TWh (172 Mtoe) годишно за електропроизводство и ~ 600 Mtoe годишно за директно получаване на топлинна енергия.

В общото световно енергийно производство от геотермални източници Европа има дял от 10% за електроенергия и около 50% от топлинното производство. Очакваното нарастване на получената енергия от геотермални източници за Европа до 2020 г. е около 40 пъти за производство на електроенергия и около 20 пъти за производство на топлинна енергия.

Освен използването на геотермалната енергия от подземните водоизточници все повече навлиза технологията на термопомпите. Високата ефективност на използване на земно и водно-свързаните термопомпи се очаква да определи нарастващият им ръст на използване до над 11% годишно.

Оползотворяването на геотермалната енергия, изграждането на геотермални централи и/или централизирани отоплителни системи, изисква значителни първоначални инвестиции за изследвания, сондажи, енергийни съоръжения, спомагателно оборудване и разпределителни мрежи. Производствените разходи за електроенергия и топлинна енергия са по-ниски от тези при конвенционалните технологии. Същественото е, че коефициента на използване на геотермалния източник може да надхвърли 90%, което е недостижимо при другите технологии. Амортизационният период на съоръженията е около 30 години, докато използването на енергоизточника може да продължи векове. За осъществяването на такива проекти е подходящо да се използват ПЧП.

Павел Баня е балнеокурорт с национално и международно значение. Минералните води са сериозен ресурс за развитие на спа туризъм. Но освен за балнеоложки цели, минералните извори притежават голям енергиен потенциал, който в момента е недостатъчно използван. Съгласно официалната информация на МОСВ от декември 2009 г. (виж http://www.moew.government.bg) те имат следните характеристики:

На Таблица 4 и Фигура 1 са дадени оценките за теоретичния и технически потенциал на свободния потенциал на съответните водоизточници.

Поради това е направена оценка на технологичния потенциал относно възможното оползотворяване на енергията от отпадната геотермална вода, която вече е използвана. Оценката е направена при следните допускания: разрешен дебит за ползване, 7000 ч/год. използване на инсталацията, начална температура на водата 35^оС и крайна температура на енергийно оползотворената вода 6^оС. При тези условия технологичният потенциал е оценен на 5762 МВтч/год.

В Стратегия за изграждане на алтернативни източници на енергия на територията на община Павел Баня 2009-2014 е даден разширен списък на естествените сондажни хидротермални източника (3 каптажа и 5 сондажа) на термални води, както следва:

1. Каптаж “Кадемлията” – Разположен е на около 120м югозападно от Санаториум 1. Дебитът на водоизточника е 1,2литра/сек, със средна температура от 54^оС. Водата е бистра, безцветна, с приятен вкус, без мирис.

2. Каптаж “Жабарник” – Разположен е в парка на гр. Павел Баня, северозападно от каптаж “Кадемлията”. Дебитът на водоизточника е около 0.06 литра/сек., температурата на водата е 40^оС.

3. Каптаж “Големия и малкия гьол” – и двата каптажа се намират в парка на гр. Павел Баня, в близост до “Жабарника” и “Кадемлията”. Водата извира на 49^оС, с дебит от 1,3 литра/сек.

4. Сондаж МС-1 – Дълбочината на сондажа е 116,10 м водата извира на температура от 54^оС, с дебит около 1.0 литра/сек. Сондажът е разположен северно от Санаториум 1, на около 200 м от р. Тунджа.

5. Сондаж МС-2 – Добрева чешма – Дълбочината на сондажа е 156 м. Разположен е южно от Санаториум 1. Водата извира с температура 30^оС и дебит от 0.5 литра/секунда.

6. Сондаж МС-3 – Централен – Разположен е западно от Санаториум 1, на около 100 м и между каптажите “Кадемлията” и “Малък гьол”. Водата е с температура от 61,5^оС и дебит 6 литра/секунда.

7. Сондаж СЗ-7 – с дебит 3,5 л/сек и температура на водата 52^оС.

8. Сондаж СЗ-8 – Разположен на около 350 м западно от Санаториум 1. Дълбочината на сондажа е 655 м. Водата е с температура 58^оС, с дебит от 1.5 литра /секунда.

Наличният геотермален потенциал може да се оптимизира и да се използва за отопление на обществени сгради. Подходящо е комбинираното използване на енергията за балнеолечение, плувни басейни и отопление на сгради. Препоръчтелно е комбинираното използване на геотермалната енергия с термосоларни колектори. За всеки конкретен случай трябва да се разработва съответния технически проект.

Използването на термопомпени инсталации е възможно на цялата територия на общината. За всеки конкретен случай трябва да се правят анализи на термичните параметри и да се разработва проект, използващ най-подходящата технология.
5.2.2. Водна енергия

Енергийният потенциал на водния ресурс в страната се използва за производство на електроенергия от ВЕЦ и е силно зависим от сезонните и климатични условия. ВЕЦ активно участват при покриване на върхови товари, като в дни с максимално натоварване на системата използваната мощност от ВЕЦ достига 1700-1800 MW.

В България хидроенергийният потенциал е над 26 500 GWh (~2 280 ktoe) годишно. Съществуват възможности за изграждане на нови хидроенергийни мощности с общо годишно производство около 10 000 GWh (~860 ktoe).

Достъпният енергиен потенциал на водните ресурси в страната е 15 056 GWh (~1 290 ktoe) годишно.

Съществуващият технически и икономически потенциал за големите ВЕЦ вече е използван или е неизползваем поради ограничения от съображения за опазване на околната среда. В плановете на НЕК ЕАД се предвижда изграждането на два нови обекта – ВЕЦ ”Цанков камък” и каскада „Горна Арда”, които ще влязат в експлоатация до 2020 година.

Условно обособена част сред хидроенергийните обекти са малките ВЕЦ с максимална мощност до 10 МW. Те се характеризират с по-малки изисквания относно сигурност, автоматизиране, себестойност на продукцията, изкупна цена и квалификация на персонала. Тези характеристики предопределят възможността за бързо започване на строителството и за влагане на капитали в дългосрочна инвестиция с минимален финансов риск. Малките ВЕЦ могат да се изградят на течащи води, на питейни водопроводи, към стените на язовирите, както и на някои напоителни канали в хидромелиоративната система. Малките ВЕЦ са подходящи за отдалечени от електрическата мрежа потребители, могат да бъдат съоръжавани с българско технологично оборудване и се вписват добре в околната среда, без да нарушават екологичното равновесие. Напоследък активно се развиват технологии за усвояване на енергийния потенциал на водни потоци с ниска скорост.

Делът на електроенергията, произведена от ВЕЦ година е между 4% и 7,4% от общото производство на електрическа енергия за страната, което ги прави най-значителния възобновяем източник на електроенергия в електроенергийния баланс на страната. С цел увеличаване производството от ВЕЦ и намаляване количеството на замърсители и парникови газове от ТЕЦ, изпълнението на проекти за изграждане на нови хидроенергийни мощности е приоритет. Тези проекти могат да се осъществяват и като проекти за съвместно изпълнение съгласно гъвкавите механизми на Протокола от Киото. Този механизъм дава възможност за допълнително финансиране на проектите.

За община Павел Баня

Гравитачни водопроводи

Направена е оценка на енергийният потенциал на съществуващите гравитачни водопроводи и на енергийният потенциал на свободнотечащи води.

Използвана е официално предоставена информация от ВиК „Павел Баня” включваща месечни водни дебити (л/сек), геодезичен напор и дължина на водопроводите.

Направена е оценка за следните водопроводи и потенциални точки (ОШ) която е показана в таблица 5.

Оценките за теоретичния и технически потенциал са дадени в таблица 5 и фигура 2.

Таблица 5

Потенциалните инсталирани мощности са много малки, поради което водният потенциал не представлява интерес за инвестиционни проекти.

В общината има две потенциални зони за използване на водата като източник на енергия чрез ВЕЦ. Това са старопланинската зона и зоната на река Тунджа, която минава през територията на общината.

На територията на общината е построени ВЕЦ Тъжа на р.Тъжа с инсталирана мощност от 5 MW и със средно годишно производство на електроенергия от 15 млн. KWh. В старопланинската зона, по течението на реките Габровница, е възможно да се изградят мини ВЕЦ. В разработването и утвърждаването на такива проекти трябва да става много предпазливо от гледна точка на опазване на околната среда, защото това би застрашило и развитието на туризма в региона, който също има голям потенциал.

В община Павел Баня се намира част язовир Копринка - най-големият на територията на Старозагорска област и един от най-големите в страната, построен на река Тунджа. Енергийният потенциал на неговите води се оползотворява от ВЕЦ Копринка (община Стара Загора). По течението на река Тунджа, на територията на общината засега е нереалистично да се изгражда ново конвенционално хидросъоръжение с ВЕЦ. С развитие на технологиите за усвояване на енергията на бавнотечащи води е възможно да се инсталират такива съоръжения каскадно по течението на реката.

За производство на биогаз могат да се използват животински и растителни земеделски отпадъци, но енергийното оползотворяване на последните е по-ефективно чрез директното им изгаряне.

Съществен недостатък при производството на биогаз е необходимостта от сравнително висока температура за ферментацията на отпадъците, 30-40°С. Това налага спиране работата на ферментаторите или използване на значителна част от произведения газ за подгряването им през студения период на годината, когато има най-голяма нужда от произвеждания газ.

Производството на биогаз в ЕС, през 2003 г. достига 3 219 ktoe. При запазване на съществуващата тенденция, се очаква, през 2010 г., производството на биогаз да достигне 5300 ktoe, което е около 3 пъти по-малко от целта набелязана в Бялата книга.

Основните бариери пред производството на биогаз са:

• 
  значителните инвестиции за изграждането на съвременни инсталации, достигащи до 4000–5000 €/kWh(e) в ЕС, при производство на електроенергия;
  
• 
  намиране пазар на произвежданите вторични продукти (торове);
  
• 
  неефективна работа през зимата.
  

Добивът на сметищен газ е възможен само в големи и модерни сметища. С увеличаване броя и размерите на сметищата се увеличава и технически използваемия потенциал на сметищен газ. От друга страна в по-далечна перспектива, след 30-50 години е възможно намаляване количеството на депонираните отпадъци с развитие на технологиите за рециклиране, компостиране и т.н. на отпадъците. Трябва също така да се отчита, че намаляване количествата на сметищен газ започва 10-15 години след намаляване количеството на депонираните отпадъци. Енергийното оползотворяване на сметищния газ (съдържащ 50-55% метан) има голям ефект за намаляване емисиите на парникови газове.

През 2000 г. мощността на инсталациите за енергийно използване на сметищен газ в ЕС е била 700 MW(е) и оценката е да достигне 1366 MW(е) през 2010 г.

Технико-икономическите показатели на комбинираното производство на електроенергия и топлоенергия от сметищен газ са много по-привлекателни от показателите при използване на биогаз.

В ЕС необходимите инвестиции за инсталации работещи със сметищен газ са около 900–950 €/kWh(e), експлоатационните разходи 0,018–0,019 €/kWh(e), а разходите за производството на електроенергия са 0,033–0,035 €/kWh(e).

Потенциал за производство в България

Биогаз от животински отпадъци

Общият потенциал за производство на биогаз чрез анаеробна ферментация на животински отпадъци в България е около 320 ktoe/год. При развитие на животновъдството и увеличаване броят на животните този потенциал може да се увеличи.

Реално използваемият потенциал в по-големи ферми е около 72 ktoe/год. Този потенциал също може да се увеличи при нарастване броя на големите модерни животновъдни комплекси.

Сметищен газ

Количеството на депонираните битови отпадъци през 2003 г. е общо 3 194 ktoe. Общото количество сметищен газ, който може да се използва за енергийни цели е около 144.106 nm3/г. При 55% съдържание на метан, топлината на изгаряне на сметищният газ е 4700 kCal/nm3, а общият енергиен потенциал на сметищния газ само от битови отпадъци е около 68 ktoe/г.

Необходимите инвестиции са оценени на 1000 €/kWh(е), а експлоатационните разходи за производство на електроенергия на 0,01 €/kWh(e).

Проблем е намирането на консуматори на произведената топлинна енергия особено през лятото.

Като изходни данни е използвана официално предоставена информация.

Техническият потенциал е изчислен за комбинирана система за топло и електропроизводство (ηт=0,45 и ηел=0,4) при коефициент на натоварване 8 400 часа.

Оценките за теоретичния и технически потенциал са дадени в Таблица 6 и Фигура 3.

Техническият потенциал е много малък и не представлява интерес за изпълнение на инвестиционни проекти.

Намиращото се на територията на общината сметище за депониране на твърди битови отпадъци, което предстои да бъде закрито не може да генерира практически приложимо количество сметищен газ за енергийно оползотворяване.

Очаква се потреблението на дървесина в ЕС да достигне 100 Mtoe през 2010 г. От всички ВЕИ, биомасата (дървесината) е с най-голям принос в енергийния баланс на страната. През 2008 година биомасата е представлявала 3.5% от ПЕП и 7.6% от КЕП. Енергията, получена от биомаса е 2.8 пъти повече от тази, получена от водна енергия. Енергийният потенциал на биомасата в ПЕП се предоставя почти на 100% на крайния потребител, тъй като липсват загубите при преобразуване, пренос и дистрибуция, характерни за други горива и енергии. Делът на биомасата в КЕП към момента е близък до дела на природния газ. Следователно влиянието й върху енергийния баланс на страната не бива да се пренебрегва. На фона на оценката на потенциала от биомаса може да се твърди, че употребеното за енергийни нужди количество биомаса в страната не е достигнало своята максимална стойност. Трябва да се вземе под внимание, че битовият сектор сега е основния консуматор (86%) на биомаса (почти изцяло дърва за огрев) в страната. За периода 1997-2004 г. употребата на биомаса в битовия сектор се е увеличила 3,4 пъти, докато употребата на почти всички останали горива и енергии е намаляла.

Оценката на потенциала от биомаса изисква изключително внимателен и предпазлив подход тъй като става дума за ресурси, които имат ограничен прираст и много други ценни приложения, включително осигуряване прехраната на хората и кислорода за атмосферата. Затова подходът е да се включват в потенциала само отпадъци от селското и горско стопанство, битови отпадъци, малоценна дървесина, която не намира друго приложение и отпада по естествени причини без да се използва, както и енергийни култури, отглеждани на пустеещи земи и т.н.

Нарастващата енергийна употреба на дървесината в страната се дължи основно на ниската й цена и незначителните инвестиции за примитивните съоръжения, които сега се използват, за трансформирането й в топлинна енергия. Провежданата досега ценова политика, както и влиянието на международните енергийни пазари, доведе до непрекъснатото покачване на цените на дребно на течните горива и природния газ, както и на електрическата и топлинна енергии и оказа силен натиск върху потребителя в полза на преориентирането му към дървесина. Експертните прогнози показват, че използването на дървесина и нейните производни (при определени условия) ще продължи да бъде икономически изгодно. Разликата в цените на дървесината и останалите горива ще се запази или даже ще се увеличи и поради факта, че биомасата е местен и възобновяем ресурс.

Дървата за огрев се използват за директно изгаряне в примитивни печки, с нисък КПД (30-40%), самостоятелно или съвместно с въглища. Броят на употребяваните в домакинствата съвременни котли е все още незначителен поради ограничени финансови възможности. Използването на съвременни котли може да повиши до два пъти полезното количество топлина, получавано от дървата за огрев, което е равностойно на двукратно увеличаване на потенциала без да се увеличава потреблението.

В България няма масова практика на използване на надробена на трески дървесина (дървесен чипс). В малки мащаби се произвеждат брикети и пелети, но това производство търпи непрекъснато развитие, както и се развиват технологиите за тяхното изгаряне. Автоматизацията на процесите при използване на пелети се доближава до нивото на автоматизация на газовите инсталации.

Останалото количество, използвана днес биомаса са индустриалните отпадъци, оползотворявани в предприятията, където се образуват. Дървесните отпадъци с ниска влажност се използват предимно в самите предприятия за производство на пара за технологични нужди и за отопление.

България притежава значителен потенциал на отпадна и малоценна биомаса (над 2 Mtoe), която сега не се оползотворява и може да се използва за енергийни цели. Технико-икономическият анализ показва, че използването на биомаса в бита и за производство на топлинна енергия е конкурентоспособен възобновяем източник на традиционните горива, с изключение на въглищата, и има значителни екологични предимства пред всички традиционни горива.

Използването на биомасата за производство на електроенергия отстъпва по икономически показатели на вносните и евтините местни въглища, ядрената и водната енергия.

• 
  Преработване на отпадъчна и малоценна дървесина и селскостопански растителни отпадъци.
  

Голям неизползван потенциал имат селскостопанските растителни отпадъци. За балиране и транспорт на сламата има подходяща технология. Необходимото оборудване в голяма степен е налице и днес не се използва с пълния си капацитет.

Засега няма опит и специализирано оборудване за събиране, уплътняване и транспорт на стъбла от царевица, слънчоглед и др., но този проблем може да бъде решен в кратки срокове без големи разходи.

За отпадъците от лозята и овощните градини може да се използва оборудването, което ще надробява отпадъците от горското стопанство.

Производството и вноса на съоръжения за преработка на биомаса с цел по-нататъшното й използване за енергийни цели трябва да бъде стимулирано по всички възможни начини от държавата.

• 
  Въвеждане на съвременни инсталации за изгаряне на отпадъчна и малоразмерна дървесина и селскостопански отпадъци
  

• 
  Приоритетно изграждане на когенерационни инсталации на биомаса
  

Заместването на въглища в централи за когенерация може да има само екологичен ефект, но ще оскъпи произвежданите топло и електроенергия.

Отстраняването на законови, институционални и организационни пречки пред реализирането на подобни проекти ще бъде особено ефективно.

• 
  Оползотворяване на индустриални отпадъци
  

• 
  Повишаване на КПД на устройствата за изгаряне на дърва за огрев
  

- Въвеждане на етикетиране на предлаганите на пазара съоръжения за изгаряне на биомаса (по подобие на влезлите вече в сила наредба за етикетиране на битови уреди по отношение на консумацията на електроенергия и наредба за изисквания и оценяване съответствието на котли за гореща вода, работещи с течни и газообразни горива по отношение на КПД);

- Механизми за поощряване повишаването на ефективността на съоръжения за изгаряне на дървесина за отопление в бита. Например, в рамките на енергийните помощи за социално слаби за закупуване на твърдо гориво да се предоставят горивни устройства с висок КПД, утилизатори на топлината на изходящите газове за инсталиране към печки, камини, котлета с цел повишаване на КПД и др.;

- Разпространяване на информационни материали във връзка с възможностите за реализиране на икономии в съществуващите съоръжения за изгаряне на дървесина и предимствата при заместването им с по-ефективни;

- Провеждане на национална информационна кампания за технологии и съоръжения за ефективно използване на биомасата.

В резултат на повишаване КПД ще бъде ограничен ръста на потребление на дърва за огрев при значително нарастване на заместваното количество други горива и намаляване разходите на домакинствата за отопление.

Биомасата е ВЕИ и нейното използване в бъдеще ще се ползва с приоритет в целия свят. В България дървесината е с най-голям дял в ПЕП и КЕП от всички ВЕИ (~3 пъти по-голям от дела на водната енергия). Страната ни не използва напълно годишния прираст от биомаса (в това число на дървесината). Увеличаването на добива, както и подобряване ефективността на използването на биомасата вече дава и ще даде в бъдеще едновременно значителен икономически, социален, екологичен и политически ефект, както вътре в страната, така и от гледна точка на изискванията на ЕС за повишаване на дела на ВЕИ за достигането на индикативните цели. Увеличаване на използването на биомаса за енергийни цели ще доведе до икономия на електроенергия и скъпи вносни горива и води до намаляване на енергийната зависимост на страната.

Икономия на скъпи вносни горива

Икономически изгодно е заместването, на първо място, на най-скъпите течни горива (дизелово гориво, промишлен газьол, леко корабно гориво) и електроенергия за отопление в бита и в обществени сгради с биомаса. След това подлежат на заместване мазут и природен газ в топлофикационни централи. Повишаване цените на течните горива за транспорта се очаква в близко бъдеще да направи конкурентноспособно производството на биогорива.

Биомасата ще създаде силно конкурентна среда, както за топлинната енергия, произвеждана от топлофикационните предприятия, така и за течните горива в транспорта. Това ще се отрази във формирането на по-пазарна среда за тяхното функциониране. Главната конкуренция ще бъде между биомасата и природния газ, тъй като той е в основата не само на разрастващата се битова газификацията, но и на комбинираното производство на енергия. Намалената употреба на течни горива и природен газ ще се отрази положително върху външно-търговския баланс и енергийната независимост на страната.