του Θεοφάνη Κ. Μουμτζή*

Η συμπαραγωγή είναι μέθοδος ταυτόχρονης παραγωγής ηλεκτρικής και θερμικής ενέργειας από μία πηγή καυσίμου. Αποτελεί μία από τις σημαντικότερες μεθόδους παραγωγής ενέργειας παγκοσμίως, αφού εξασφαλίζει εξοικονόμηση ενέργειας και αποτελεσματική προστασία του περιβάλλοντος. Με το συμβατικό τρόπο παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας, μεγάλες ποσότητες θερμότητας εκλύονται στο περιβάλλον, είτε μέσω των ψυκτικών κυκλωμάτων (συμπυκνωτές, πύργοι ψύξης κλπ), είτε μέσω των καυσαερίων (αεροστρόβιλοι κλπ). Με τη μέθοδο της συμπαραγωγής, σημαντικό μέρος της θερμότητας αυτής ανακτάται και χρησιμοποιείται ωφέλιμα. Με τη συμπαραγωγή παράγεται ταυτόχρονα αξιοποιήσιμη ηλεκτρική και θερμική ενέργεια μέσω ενός ενιαίου συστήματος, το οποίο είναι έτοιμο για σύνδεση ακόμη και στο ήδη υπάρχον σύστημα θέρμανσης του ξενοδοχείου. Λειτουργεί με φυσικό αέριο ή προπάνιο, 2 είδη καυσίμου που παρουσιάζουν υψηλό ενεργειακό βαθμό απόδοσης, καθώς και χαμηλές εκπομπές αέριων ρύπων.

Το σύστημα συμπαραγωγής μπορεί να θεωρηθεί ολοκληρωμένο ενεργειακό σύστημα με την έννοια ότι μπορεί να καλύψει όλες τις τελικές ενεργειακές χρήσεις (ηλεκτρισμό, ζεστό νερό, ατμό, θερμό αέρα, ψύξη) ενός ξενοδοχείου. Ο βαθμός απόδοσης του συστήματος μπορεί να φθάνει το 90%. Η τεχνολογία της συμπαραγωγής, προκειμένου να είναι οικονομικά βιώσιμη, εφαρμόζεται σε περιπτώσεις όπου υπάρχει ταυτόχρονη ζήτηση ηλεκτρικής ενέργειας και θερμότητας (ή ψύξης). Η παραγόμενη θερμότητα μπορεί να χρησιμοποιηθεί τόσο για θερμική χρήση όσο και για ψύξη ή κλιματισμό.

Οι κυριότερες τεχνολογίες συμπαραγωγής είναι:

• Συστήματα αεροστροβίλου (ανοιχτού ή κλειστού κύκλου)
• Συστήματα ατμοστροβίλου (ανοιχτού ή κλειστού κύκλου)
• Συστήματα συνδυασμένου κύκλου
• Συστήματα εμβολοφόρου κινητήρα εσωτερική καύσης (Otto-Diesel)
• Μηχανές Stirling
• Κυψέλες καυσίμου

Εφαρμογές συμπαραγωγής

Οι εφαρμογές των συστημάτων ΣΗΘ* μπορούν να διακριθούν στις εξής κατηγορίες:

• Εμπορικός, κτιριακός τομέας (ξενοδοχεία, πανδοχεία, νοσοκομεία κλπ)
• Βιομηχανικός τομέας
• Θερμοκήπια

Η τεχνολογία που εφαρμόζεται στα ξενοδοχεία είναι κυρίως μηχανές εσωτερικής καύσης, ενώ το θερμικό προϊόν που παράγεται είναι ζεστό νερό ή ατμός χαμηλής πίεσης. Επίσης γίνεται χρήση συστημάτων απορρόφησης για τη μετατροπή των θερμικών φορτίων σε ψυκτικά (κλιματισμός).  

Πλεονεκτήματα

Βασικό πλεονέκτημα και κίνητρο εφαρμογής της συμπαραγωγής, αποτελεί η αυξημένη απόδοση του συστήματος έναντι της χωριστής λειτουργίας συμβατικών συστημάτων παραγωγής ηλεκτρικής και θερμικής ενέργειας. Με την αξιοποίηση των συστημάτων ΣΗΘ* επιτυγχάνεται συνολική απόδοση καυσίμου έως και 90% (έναντι 30-45% που είναι ο βαθμός απόδοσης των ηλεκτρικών συμβατικών συστημάτων), εξοικονομώντας ενέργεια κατά 15-40% σε σχέση με την παραγόμενη ηλεκτρική και θερμική ενέργεια από ανεξάρτητα συστήματα. Η εξοικονόμηση αυτή προκύπτει από την ανάκτηση και αξιοποίηση της θερμότητας, που διαφορετικά θα εκλύονταν στο περιβάλλον.

Τα πλεονεκτήματα που προκύπτουν από την αξιοποίηση των τεχνολογιών ΣΗΘ* από τα ξενοδοχεία, είναι συνοπτικά τα εξής:

3        Μείωση του κόστους στην κατανάλωση καυσίμου και ενέργειας με ετήσιο κέρδος που ξεκινά από 5.500€

3        Ανεξαρτησία από την άνοδο των τιμών της ενέργειας

3        Ενεργειακή αυτονομία στην περίπτωση χρήσης προπανίου

3        Υψηλότερος βαθμός απόδοσης σε σχέση με συμβατικές τεχνολογίες χωριστής παραγωγής ηλεκτρικής και θερμικής ενέργειας

3        Ευελιξία, ελαχιστοποίηση απωλειών

3        Προσαρμοστικότητα στις τοπικές ενεργειακές ανάγκες

3        Συμβολή στο ενεργειακό δυναμικό και στην ασφάλεια εφοδιασμού

3        Μείωση εκπεμπόμενων ρύπων προς το περιβάλλον λόγω χρήσης καθαρής ενέργειας

Απόσβεση

Έπειτα από μελέτη των ιδιαίτερων δεδομένων του κάθε ενδιαφερόμενου, η απόσβεση της επένδυσης γίνεται συνήθως σε δύο (2) χρόνια και αυτό επειδή δεν είναι σταθερή η τιμή των ενεργειακών προϊόντων. Σε πολλές εταιρίες υπάρχει ακόμα η δυνατότητα επιδότησης του έργου, κάτι που κάνει τις προοπτικές χρήσης ενός συστήματος συμπαραγωγής εξαιρετικά συμφέρουσες.

*ΣΗΘ (Συμπαραγωγή Ηλεκτρικής και Θερμικής ενέργειας)

(*) Θεοφάνης Κ. Μουμτζής: Διπλωματούχος Μηχανολόγος Μηχανικός Περιβάλλοντος / Πανεπιστήμιο Portsmouth, UK & Διευθύνων Σύμβουλος της Κ. ΜΟΥΜΤΖΗΣ & ΥΙΟΙ