Energiamaailmassa on useita tapoja tuottaa sähköä. Fossiilisia polttoaineita (öljy, kivihiili, maakaasu jne.) voidaan käyttää sähkön tuottamiseen monin tavoin. Niiden käytön ongelmana on niiden aiheuttama saaste ja se, että ne ovat rajallisia resursseja. Voimme saada energiaa myös uusiutuvista lähteistä , kuten aurinko-, tuuli-, maalämpö- tai vesivoimasta, mikä suojelee ympäristöä, koska nämä ovat ehtymättömiä.
Käytetystä energialähteestä riippumatta tehokkuus on ensiarvoisen tärkeää energiantuotantojärjestelmissä. Mitä suurempi energiatehokkuus, sitä paremmin hyödynnämme resursseja ja tuotamme enemmän laadukasta energiaa. Yksi järjestelmä, joka erottuu korkean tehokkuutensa ansiosta, on yhteistuotanto.
Mikä on yhteistuotanto?
Yhteistuotanto on erittäin tehokas energiantuotantojärjestelmä, joka tuottaa samanaikaisesti sähkö- ja lämpöenergiaa hyödyntäen parhaalla mahdollisella tavalla käytetyn primäärienergian, joka yleensä saadaan fossiilisten polttoaineiden, kuten maakaasun tai öljyn, poltosta.
Tämä prosessi on paljon tehokkaampi kuin perinteiset tuotantojärjestelmät, sillä se ei ainoastaan tuota sähköä, vaan käyttää myös prosessin aikana syntyvää lämpöä, joka muuten menisi hukkaan. Tämä merkitsee merkittävää parannusta luonnonvarojen käytössä.
Yhteistuotannon edut
Yhteistuotannon tärkein etu on sen korkea energiatehokkuus . Valjastamalla lämmön lämpöenergian tuottamiseen se poistaa tarpeen lisäasennuksille, kuten perinteisille kattiloille. Tämä tarkoittaa, että kahden erillisen järjestelmän (toinen sähköntuotantoon ja toinen lämmöntuotantoon) sijaan yhteistuotanto vastaa molempiin tarpeisiin yhdessä prosessissa.
Toinen tärkeä etu on, että sähkön ja lämmön yhteistuotantoa voidaan toteuttaa lähellä kulutuspistettä , mikä vähentää energiahäviöitä siirron aikana. Nämä häviöt, jotka perinteisissä sähköverkoissa voivat vaihdella 25–30 prosentin välillä, pienenevät merkittävästi hajautetuissa sähkön ja lämmön yhteistuotantojärjestelmissä.
Ympäristön kannalta parempi tehokkuus tarkoittaa myös hiilidioksidipäästöjen ja muiden epäpuhtauksien vähenemistä . Jos hukkalämpöä käytetään myös jäähdytykseen (kolmoistuotanto), tehokkuutta optimoidaan entisestään.
Yhteistuotannon elementit
Yhteistuotantojärjestelmä koostuu useista elementeistä, jotka toimivat yhdessä korkean suorituskyvyn saavuttamiseksi:
- Ensisijainen energianlähde: Ne ovat yleensä fossiilisia polttoaineita, kuten maakaasua, vaikka biokaasua tai biometaania voidaan käyttää myös tietyissä sovelluksissa.
- mekaaninen energiamuuntaja: Kaasu-, höyryturbiinit tai mäntämoottorit muuttavat polttoaineen kemiallisen energian mekaaniseksi energiaksi.
- Lämmön käyttö: Kattilat, lämmönvaihtimet tai kuivaimet ottavat talteen prosessissa syntyneen lämmön.
- Jäähdytysjärjestelmä: Kun osaa lämpöenergiasta ei käytetä, käytetään jäähdytysjärjestelmää (jäähdytystorneja tai aerokondensaattoreita).
Yhteistuotantolaitosten tyypit
Yhteistuotantolaitoksia on useita tyyppejä riippuen elementeistä, joita ne käyttävät primäärienergian muuntamiseen:
- Kaasumoottoritehdas: Käytä maakaasua, dieseliä tai polttoöljyä. Ne tarjoavat korkean hyötysuhteen sähköntuotannossa, mutta ovat vähemmän tehokkaita lämmöntuotannossa.
- Kaasuturbiinilaitos: Pakokaasujen lämpöenergia otetaan helposti talteen, josta voidaan tuottaa höyryä.
- Höyryturbiinilaitos: Käyttää korkeapaineisen höyryn paisumista turbiinien käyttämiseen ja sähkön tuottamiseen.
- Yhdistetty kiertolaitos: Käyttää sekä kaasu- että höyryturbiineja parantaakseen prosessin yleistä tehokkuutta.
Yhteistuotannon edut
Yhteistuotannosta syntyy useita etuja, jotka voidaan ryhmitellä kolmeen laajaan luokkaan:
- Edut maalle ja yhteiskunnalle: Primäärienergian säästö, saastuttavien päästöjen vähentäminen, työpaikkojen luominen ja aluekehitys.
- Käyttäjän edut: Parempi tehokkuus, energiakustannusten aleneminen, ympäristömääräysten noudattaminen ja teollisuuden kilpailukyvyn lisääntyminen.
- Edut sähköyhtiölle: Välttää energian siirto- ja jakelukustannukset ja parantaa sähköntoimituksen suunnittelua.
Yhteistuotannon kyky tuottaa sähköä ja lämpöä samanaikaisesti, on edelleen keskeinen vaihtoehto kestävien energiateknologioiden kehittämisessä. Mahdollisuus vähentää päästöjä, alentaa energiakustannuksia ja lisätä tehokkuutta tekevät tästä järjestelmästä kokonaisvaltaisen ratkaisun teollisuudelle, koteihin ja jopa kaupunkikeskuksiin, joissa on korkea energian kysyntä.