Nové a ještě novější

V severních Čechách se bude stavět nová uhelná elektrárna. Můžeme si o tom myslet různé věci. Jak ale vlastně bude vypadat? Bude to kouřící a hlučící špinavé monstrum? Zeptali jsme se v ČEZ, a. s., který právě program obnovy zdrojů spouští.

Vrátíme-li se do historie, zjistíme, že takováto obnova, samozřejmě na jiné kvalitativní úrovni, proběhla v naší republice v 70. a v první polovině 80. let, kdy byl fakticky instalován celý elektrický výkon současných uhelných elektráren. V 90. letech byly odstaveny nejstarších bloky ještě z 50. a 60. let (o výkonu více než 2000 MW ), které nahradil Temelín. Ostatní uhelné elektrárny (6000 MW) podstoupily ekologický program odsíření a nebo výstavby fluidních kotlů (celkem 7), kde by instalace odsiřovací technologie byla ekonomicky nevýhodná. Odsíření proběhlo v rekordně krátké době.

Zatímco snížení emisí SO2 představuje významné zvýšení provozních nákladů (zvýšení vlastní spotřeby elektrické energie na cca 8,5–10 %, což představuje oproti provozu bez odsíření zvýšení vlastní spotřeby o cca 15–20 % a náklady na vápenec), snížení emisí NOx naopak představuje kromě ekologických efektů ještě snížení tzv. komínové ztráty a tedy zvýšení účinnosti kotle, což představuje snížení emisí CO2.

JAK NA CO2
Způsoby likvidace CO2 jsou pouze v začátcích. Jedinou spolehlivou metodou je snížení množství spáleného paliva tj. zvýšení účinnosti výroby elektrické energie.

Žádná moderní energetická společnost se dnes neubrání tvrdému požadavku rázného snižování emisí CO2. To znamená začít okamžitě investovat do výstavby nových bloků nebo do komplexních obnov stávajících. Samozřejmě, že významného snížení celkové emise CO2 do ovzduší lze dosáhnout rozhodujícím využitím jaderných elektráren.

KOMPLEXNÍ OBNOVA
Obnova elektráren představuje levnější variantu, než stavba nových. Předpokládá se v lokalitách, kde zásoby paliva z daného uhelného lomu vystačí na méně než 30 let. V případě ČEZ se jedná o elektrárnu Tušimice (4× 200 MW) a elektrárnu Prunéřov nyní s výkonem 5× 210 MW. Velikost retrofitovaného výkonu není zatím rozhodnuta.

Obnova se týká všech zásadních technologických celků elektrárny tj. hlavního výrobního zařízení kotelny, strojovny a odsíření. Zásadní obměna čeká elektročást i zauhlování, úplně bude vyměněno vnitřní spojovací potrubí. Zmodernizované bloky by měly dosáhnout účinnost kotle min. 90 %, a celkovou účinnost bloku min. 37,67 %, vlastní spotřeba elektřiny bude do 8,6 %.

NOVÉ LEDVICE A NOVÉ POČERADY
Pro zajištění ekonomické návratnosti je v našich podmínkách nutné, aby nový elektrárenský blok byl v provozu nejméně 40 let. Investiční náklady se dle odhadů a dle zkušeností ze západoevropských zemí pohybují na úrovni cca 40 000 Kč/kW instalovaného výkonu. Optimální velikost bloku se musí stanovovat s ohledem na podmínky elektrizační soustavy a možnosti jejího operativního řízení – pro nové severočeské uhelky byla stanovena na 660 MW. V Ledvicích nahradí nová elektrárna dva stávající kotle 110 MW. Nový blok bude spalovat hnědé uhlí z dolu Bílina. Blok bude zajišťovat také dodávku tepla do okolních obcí a měst. V Počeradech nahradí č. 5 a č. 6 popř. ještě bloky č. 2 a č. 3. Nové bloky v elektrárně Počerady budou spalovat uhlí z dolů Mostecké uhelné společnosti. Nepředpokládá se, že by bloky z elektrárny Počerady zajišťovaly dodávku tepla pro domácností měst v okolních lokalitách.

Postavení těchto nových elektráren bude znamenat, že ČEZ vstoupí do elitního klubu provozovatelů nejmodernějších bloků s nejvyššími účinnostmi a velice nízkými emisemi škodlivin. Takovéto špičkové bloky se vyznačují kotli věžového provedení s nadkritickými parametry a s jedním přihřátím páry. Turbína bude kondenzační s možností vyvedení tepla v horké vodě i páře. Jako odsíření bude použito standardní mokré vápencové vypírky.

JAK BUDOU VYPADAT KOTLE ELEKTRÁREN LEDVICE A POČERADY.
Kotel bude věžový s kompletně odvodnitelnými ležatými teplosměnnými plochami na konci ohniště spalovací komory. Teplota výstupních spalin za elektrostatickými odlučovači prachu bude max. 170 °C. Vzhledem k výši této teploty bude do kouřovodu instalován ohřívák napájecí vody, který zajistí snížení vstupní teploty kouřových plynů do odsiřovacího zařízení na teplotu cca 120 °C a zároveň zajistí ohřev napájecí vody. Toto teplo se využije v tepelném cyklu bloku a zvyšuje jeho účinnost. Kotel bude využívat recirkulaci studených spalin odebíraných za elektrostatickými odlučovači prachu, které se dopraví ventilátorem do uhelných mlýnů a využijí na chlazení ústí sušek mlýnských okruhů. Kromě snížení emisí NOX zajistí toto řešení i vyšší bezpečnost mlýnských okruhů snížením obsahu kyslíku ve mlýně pod 12 %. Hořákový systém bude tvořit 8 hořáků nasměrovaných tangenciálně na kružnici. Optimální velikost spalovací komory zabraňuje zastruskování stěn ohniště. Nad úrovní hořáků a nad úrovní ústí sušících šachet budou ve spalovací komoře umístěny vstupy 300 °C horkého vzduchu, což zajistí postupné vyhoření paliva, rovnoměrnější průběh teplot ve spalovací komoře a významné omezení tvorby NOX.

Struska postupně dohořívá na prohrabávacím dohořívacím roštu, který zajišťuje snížení množství nespáleného uhlíku ve strusce a tím snížení ztráty nedopalem – a tím zvýšení účinnosti kotle. Také snížení výstupní teploty spalin za kotlem vede ke snížení tzv. komínové ztráty. Dosahovaná účinnost kotle 93,36 % je hodnota pro hnědouhelné bloky spalující palivo o tak nízké výhřevnosti a vysoké popelnatosti, jakou má nekvalitní severočeské uhlí, vynikající. Celková účinnost nového uhelného bloku dosáhne téměř 43 %.

PARAMETRY NOVÉHO BLOKU:
Parní výkon kotle 1806 t/hod.
Tepelný výkon kotle 1357 MWt
Účinnost kotle 93,36 %
Účinnost bloku netto 42,94 %
Vlastní spotřeba el. energie 8 %
Spotřeba paliva 465,8 t/h
Emise CO do 200 mg/Nm3
(zákonná norma je nyní 250 mg/Nm3)
Emise NOx do 200 mg/Nm3
(zákonná norma je nyní 650 mg/Nm3)
Emise SO2 za odsířením do 200 mg/Nm3 (zákonná norma je nyní 500 mg/Nm3)
Emise tuhé znečisťující látky do 20 mg/Nm3 (zákonná norma je nyní 100 mg/Nm3)