STUDIJA IZVODLJIVOSTI SA TEHNIČKIM KONCEPTOM PRELASKA NA BIOMASU U PREŠEVU I EKONOMSKOM ANALIZOM I PREPORUKAMA ZA IMPLEMENTACIJU DISTRIBUTIVNOG SISTEM

Транскрипт

1 STUDIJA IZVODLJIVOSTI SA TEHNIČKIM KONCEPTOM PRELASKA NA BIOMASU U PREŠEVU I EKONOMSKOM ANALIZOM I PREPORUKAMA ZA IMPLEMENTACIJU DISTRIBUTIVNOG SISTEMA Priređeno za: Gesellschaft für Internationale Zusammenarbeit (GIZ) GmbH Dag-Hammerskjöld Weg 1-5 Postfach/ P.O.Box Eschborn Pripremio: 3E SOLUTIONS Kičevska 10/ Beograd Januar 2019

2 Sadržaj 1. REZIME UVOD LOKACIJA PROJEKTA POSTOJEĆI SISTEMI GREJANJA ANALIZA TRŽIŠTA BIOMASE TEHNIČKO KONCEPTUALNO REŠENJE TEHNIČKA REŠENJA I DIMENZIONISANJE KOTLOVA POTROŠNJA ENERGIJE I JEDINIČNA CENA GORIVA - ENERGIJE CENTRALNA KOTLARNICA, LOKACIJA I OBJEKTI KONCEPT MREŽE DALJINSKOG GREJANJA KONCEPT MREŽE DALJINSKOG GREJANJA ŠEMA MREŽE DALJINSKOG GREJANJA KONCEPT TOPLOTNIH PODSTANICA PRELIMINARNA PROCENA TROŠKOVA INVESTICIJE PREIMINARNA FINANSIJSKA ANALIZA OCENA PROJEKTA ZAKONSKI OKVIR UTICAJ NA ŽIVOTNU SREDINU MERE ENERGETSKE EFIKASNOSTI I ZAKLJUČAK ANEX

3 Spisak tabela Tabela 1 Javni objekti u Preševu... 7 Tabela 2 Mikroklimatski parametri za Preševo...14 Tabela 3 - Podaci objekta osnovne škole Ibrahim Kelmendi...15 Tabela 4 Podaci objekata gimnazije i srednje tehničke škole...17 Tabela 5 Podaci za objekat Policijske stanice...19 Tabela 6 Podaci za objekat Centr za socijalni rad...20 Tabela 7 Podaci sistema grejanja doma kulture...21 Tabela 8 Podaci sistema gerjanja zdravstvenog centra Preševo...22 Tabela 9 Pregled podataka o potrošnji za analizirane objekte...24 Tabela 10 Trenutno stanje, potrošnja energije i goriva, cena, emisija CO Tabela 11 Zahtevani parametri za drvenom sečkom prema SRPS EN ISO : Tabela 12 Klalsifikacija drvene sečke prema sadržaju vlage prema SRPS EN ISO Tabela 13 Klasifikacija nasipne gustine drvene sečke prema SRPS EN ISO : Tabela 14 Zahtevi kvaliteta drvne sečke prema SRPS EN ISO : Tabela 15 Podaci o šumama prema JP Srbijašume, ŠG Vranje, Vranje...29 Tabela 16 Energetski potrencijal zelenog čipsa iz šumarstva i drvne industrije u opštinama of Nova Varoš, Priboj and Prijepolje...31 Tabela 17 Energetski potencijal biomase iz ŠG Vranje, Vranje...31 Tabela 18 Karakteristike drvene sečke u funkciji procenta vlažnosti...31 Tabela 19 Jedinična cena drvne sečke u zavisnosti od procenta vlage...32 Tabela 20- Uporedna analiza troškova goriva za trenutno stanje i biomase u Preševu...32 Tabela 21 Proračun kapaciteta buduće kotlarnice...34 Tabela 22 Proračun snage kotla na biomasu i snage kotlarnice...36 Tabela 23 Učešće goriva u proizvodnji energije...37 Tabela 24 Proračun jedinične cene energije i emisije CO Tabela 25 Dimenzionisanje cevne mreže po deonicama...48 Tabela 26 Proračun radne tačke pumpe sistema daljinskog grejanja...48 Tabela 27 Izbor podstanica po objektima...52 Tabela 28 Investicioni troškovi...53 Tabela 29 Operativni troškovi...55 Tabela 30 Troškovi proizvodnje energije...57 Tabela 31 Jedinični troškovi toplotne energije

4 Spisak crteža Crtež 1 Lokacija Pčinjskog okruga...12 Crtež 2 Opštine u Pčinjskom ukrugu...12 Crtež 3 Potrošnja energije po vrstama goriva trenutno stanje...25 Crtež 4 Emisija CO 2 prema vrsti goriva trenutno stanje...26 Crtež 5 Godišnji troškovi goriva trenutno stanje...26 Crtež 6 Jedinična cena energije prema vrsti goriva trenutno stanje...27 Crtež 7 Udeo površine šuma u ukupnoj površini opština u Srbiji...30 Crtež 8 Odnos državnih I privatnih šuma po okruzima...30 Crtež 9 Godišnji troškovi energije prema vrsti goriva upoređeno sa biomasom...33 Crtež 10 Specifična cena energije prema vrsti goriva upoređeno sa biomasom...33 Crtež 11 Dijagram godišnje opterećenja toplotnog kapaciteta toplane...35 Crtež 12 Situacioni plan placa kotlarnice...38 Crtež 13 Dispozicija crteža mreže daljinskog grejanja sa numeracijom...41 Crtež 14 Crtež br.1 mreže daljinskog grejanja...42 Crtež 15 - Crtež br.2 mreže daljinskog grejanja...43 Crtež 16 - Crtež br.3 mreže daljinskog grejanja...44 Crtež 17 - Crtež br.4 mreže daljinskog grejanja...45 Crtež 18 - Crtež br.5 mreže daljinskog grejanja...46 Crtež 19 - Crtež br.6 mreže daljinskog grejanja...47 Crtež 20 Šema kompaktne podstanice model DSA 1 Mini Danfoss...50 Crtež 21 Podstanica DSA 1 Mini Danfoss...51 Crtež 22 Podstanica DSP-MAXI Danfoss...51 Crtež 23 Godišnja emisija CO 2 prema vrsti goriva...62 Crtež 24 Komparativna analiza troškova toplotne energije i ušteda...66 Crtež 25 Ušteda usled zamene sistema goriva...67 Crtež 26 Operativni troškovi i amortizacija...68 Crtež 27 Poređenje ukupnih troškova postojećeg i novog sistema grejanja...69 Crtež 28 Bilans novčanih tokova

5 Spisak fotografija Fotografija 1 Škola Ibrahim Keljmendi, glavni objekat...15 Fotografija 2 Pomoćni objekat škole...15 Fotografija 3 Fasada glanog objekta...15 Fotografija 4 Objekat nadzemnog rezervoara...15 Fotografija 6 Izolovana instalacija u kotlarnici...16 Fotografija 5 Kotlovi na lož ulje, 2 x 800 kw...16 Fotografija 8 Dvocevni radijatorski sistem...16 Fotografija 7 Kotao na lož ulje, 582 kw...16 Fotografija 9 Srednja tehnička škola...17 Fotografija 10 Gimnazija Skenderbeg...17 Fotografija 11 Postavljanje toplotne izolacije na fasdu...18 Fotografija 12 Kotlarica...18 Fotografija 14 Nove pumpe i ventili u kotlarnici...18 Fotografija 13 Kotlovi na lož ulje, 2 x 600 kw...18 Fotografija 16 Otvorena ekspanziona posuda...18 Fotografija 15 Poklopac podzemnog rezervoara...18 Fotografija 18 Radijatori u gimnaziji...19 Fotografija 17 Radijatori u tehničkoj školi...19 Fotografija 20 Policijska stanica, dvorišni izgled...19 Fotografija 19 Policijska stanica Preševo...19 Fotografija 22 Kotao centra na čvrsto gorivo...20 Fotografija 21 Centar za socijalni rad...20 Fotografija 23 Smeštaj ogrevnog drveta u objektu centra za socijalni rad...20 Fotografija 24 Dom kulture...21 Fotografija 25 Kotlarnica doma kulture...21 Fotografija 27 Nadzemni rezervoar goriva 30 t...21 Fotografija 26 Kotlovi na mazut 2 x 500 kw...21 Fotografija 28 Pozorišna sala Doma kulture...22 Fotografija 29 Zdravstveni centar Preševo...22 Fotografija 32 Kotao na čvrsto gorivo...23 Fotografija 30 Objekat primarne zdravstvene zaštite...23 Fotografija 31 Kotlarnica...23 Fotografija 34 Bojler tople vode l...23 Fotografija 33 Oprema i ventili u kotlarnici zdravstvenog centra...23 Fotografija 35 Katastarska parcela nove kotlarnice KP Fotografija 36 Predizolovani cevovod sistema daljinskog grejanja

6 Spisak skraćenica CAPEX - Investicija KP - Katastarska parcela CO2 - Ugljen-dioksid - Euro (valuta) (E) IRR - (Ekonomija) Interna stopa prinosa (E) NV - (Ekonomija) Neto trenutna vrednost (F) IRR - (Finansije) Interna stopa prinosa (F) NPV - (Finansije) Neto trenutna vrednost LUC - Jedinični troškovi OPEX - Operativni troškovi PIO - Penziono i invalidsko osiguranje PC - Javno preduzeće RS - Republika Srbija 6

7 1. REZIME Ova studija obrađuje tehničko konceptualno rešenje zamene goriva u javnim objektima u opštini Preševo i uvođenje centralne konlarnice na biomasu sa izgradnjom mreže daljinskog grejanja. Tabela 1 prikazuje predmetne javne objekta u Preševu sa tehničkim parametrima grejanja: Institucija 7 Tip Grejanje goriva površina snaga m 2 kw 1 Osnovna škola Ibrahim Kelmendi Lako lož ulje Gimnazija Skenderbeg i srednja tehnička škola Lako lož ulje Policijska stanica "Preševo" Mazut Centar za socijalni rad Drvo Kulturni centar Mazut Zdravstveni centar "Preševo" Drvo, ugalj, el. energija Tabela 1 Javni objekti u Preševu Ukupno: Kao što je prikazano u tabeli 1, javni objekti trenutno imaju zasebne sisteme grejanja i koriste različite vrste goriva za zagrevanje i pripremu potrošne tople vode (zdravstveni centar Preševo ). Svi sistemi grejanja su funkcionalni ali u dosta lošem stanju i predstavljaju velike zagađivače. Ponuđeno tehničko rešenje predviđa izgradnju sledećih objekata: - Centralna kotlarnica na biomasu (drvena sečka) kao osnovni toplotni izvor podržan kotlovima na mazut za pokrivanje vršnih opterećenja u period niskih temperatura - Distributivni sistem, toplovodna mreža - Toplotne podstanice, predajne stanice u predmetnim objektima gde bi se vršilo merenje isporučene toplotne energije i regulacija i upravljanje potrošnjom prema potrebama predmetnog objekta. Izgradnja nove kotlarnice predviđena je u gradskoj zoni, na katastarskoj parceli KP1790, na ulazu u Preševo iz pravca autoputa. U okviru planiranog objekta kotlarnice površine 500 m 2 planirano je postavljanje kotlova, prateće opreme i prostor za smeštaj drvne sečke sa kapacitetom dovoljnim za 4 dana rada. Za rad kotla u dužem periodu, tj. u periodu od osam najhladnijih nedelja, planiran je objekat za skladištenje drvne sečke površine 960 m2 i kapacitet od 600 t na predmetnoj lokaciji neposredno uz objekat kotlarnice. Izgradnja nove kotlarnice predviđena je u gradskoj zoni, na katastarskoj parceli KP1790, na ulazu u Preševo iz pravca autoputa. Ukupni kapacitet kotlova je 4,5 MW. Izvor toplote sastoji se od dva kotla kapaciteta 1,5 + 2 MW, na biomasiu i dva kotla na mazut kapaciteta po 500 kw, koji je potrebno izmestiti iz objekta Kulturnog centra. Osim izmeštanja dva kotla na mazut, planirano je i izmeštanje rezervoara za kapaciteta 30 t sa pratećom opremom za rad sistema na mazut. Ovi kotlovi na mazut osigurali bi stabilan rad u periodima sa niskim i visokim spoljnim temperaturama (za

8 pokrivanje vršnog opterećenja i prilikom rada sa dnevnim prekidima). Kotlovi na drvnu sečku bi bili opremljeni elektrostatičkim filterom dimnih gasova za filtraciju čvrstih čestica. Obzirom na neophodnost za angažovanjem dodatne radne snage, planirano je angažovanje dva visoko tehnički obrazovana radnika i jednog menadžera. Radnici sa nižim kvalifikacijama bi bili preuzeti iz institucija i objekata koji su obuhvaćeni ovom studijom. Planirani kapacitet mreže daljinskog grejanja je dovoljan za javne objekte, kao i za potencijalno povezivanje sa dodatnim, manjim potrošačima. Prosečna godišnja potrošnja energije u javnim zgradama u Preševu je niska (923 kwh/kw) iz razloga grejanja tokom radnog vremena. Projekat zamene goriva omogućio bi bolje korišćenje objekata Kulturnog centra i školskih sportskih dvorana u smislu pružanja komercijalnih usluga, kao što je iznajmljivanje, čime bi se ostvarili dodatni prihodi. Na teritoriji opštine Preševo postoje šume, a Pčinjski okrug je dovoljan da obezbedi biomasu za rad kotlarnice. Pored toga, biomasa se može prikupiti iz voćnjaka i privatnih šuma. Tako bi lokalna zajednica mogla zatvoriti krug proizvodnje i potrošnje toplotne energije. Procenjena vrednost investicije za realizaciju ovog projekta je Očekivani period povrata investicije je 9 godina od početka rada. Preduslovi za uspeh projekta i uspešno poslovanje postrojenja su: - Izbor odgovarajućeg modela finansiranja (iz sopstvenih sredstava, kreditne linije ili javno-privatnog partnerstva) - Sklapanje dugoročnih ugovora za nabavku biomase - Osiguranje dovoljne količine uskladištenog goriva koja bi podmirila potrošnju u najhladnijem mesecu u godini - Tokom faze izgradnje, obučiti osoblje koje će preuzeti upravljanje i održavanje kotlarnice - Obezbediti kvalitetno održavanje specifične opreme u saradnji sa dobavljačem opreme. Ova investicija će obezbediti sledeće benefite: - Niže troškovi toplotne energije - Manja emisija štetnih materija u izduvnim gasovima - Smanjenje emisije CO2 sagovanje drvne biomase oslobađa CO2 'neutralan' - Podizanje komfora svih budućih potrošača daljinskog grejanja u Preševu 8

9 Tehno-ekonomski pokazatelji budućeg sistema na biomasu - drvenu sečku su sledeći: Toplotni kapacitet kotlova Kotlovi na drvenu sečku Gorivo Drvena sečka - kvalitet kw Godišnja proizvodnja toplotn energije MWhth /a Godišnja potrošnja goriva Drvena sečka M30 prema: SRPS EN ISO :2015, SRPS EN ISO : t/a Efikasnost na pragu kotlarnice 0,90 x 0,92 Godišnje smanjenje emisije CO2 687,51 t/a CAPEX OPEX (u amirtizacionom periodu) LUC 85,10 EUR/MWh 9

10 2. UVOD Program Razvoj održivog tržišta bioenergije u Srbiji (GIZ DKTI) zajednički implementiraju KfW (komponenta finansiranja) i GIZ (komponenta tehničke pomoći). Program je finansiran od strane Nemačkog Federalnog ministarstva za ekonomsku saradnju i razvoj (BMZ) u okviru Nemačke inicijative za klimatske tehnologije (DKTI). Glavni implementacioni partner i korisnik komponente tehničke pomoći (TA) je Kancelarija za upravljanje javnim investicijama Republike Srbije. Opšti cilj projekta je jačanje kapaciteta i stvaranje povoljnog okruženja za održivu upotrebu bioenergije u Srbiji. Komponenta TA obuhvata sledeća pet područja aktivnosti: 1) Politika saveta: Cilj je da se uspostavi okvir politike za promociju bioenergije u Srbiji između kreatora politike na različitim nivoima i u različitim sektorima. 2) Snabdevanje biomasom: Razvoj lokalnih održivih struktura za snabdevanje biomase (proizvodnja ili sakupljanje, prerada, transport, skladištenje) za toplane koje će preći na biomasu. 3) Izrada projekta: Tehnička podrška za implementaciju sistema grejanja na bioenergiju u javnim zgradama, postrojenjima za biogas i agro-biomasu. 4) Izrada procesa: Cilj je da se u lokalnim institucijama uspostave stalne savetodavne, informativne i obrazovne usluge koje se koriste za razvoj bioenergetskog projekta i njihovu implementaciju. 5) KeepVarm : Sufinansiranje kroz EU Horizon 2020 projekat o poboljšanju performansi sistema daljinskog grejanja u Centralnoj i Istočnoj Evropi. Razvoj snabdevanja biomasom je potreban samo ako postoje regionalni potrošači biomase. Kao prateća institucija, GIZ DKTI je primio pismo o izražavanju interesa potpisan od strane gradonačelnika opštine Preševo, sa zahtevom za pravnu i tehničku pomoć u procesu razvoja zamene goriva u javnim objektima u Preševu i prelasku na biomasu. Ovim projektom potrebno je planirati distributivnu mrežu grejanja. Prelazak sa postojećih goriva (električna energija, drvo, ugalj, lako loživo ulje, teško gorivo) na biomasu treba da obezbedi uštede u budžetu opštine jačanjem lokalnih prihoda sa lokalnom proizvodnjom drvnog goriva a potrebno je smanjiti emisiju dimnih gasova formiranjem sistema grejanja sa obnovljivim gorivom. Cilj ove studije je da se uspostavi tehnički koncept za prelazak na grejanje na biomasu, instalaciju postrojenja za grejanje na drvne ostatke, uključujući skladištenje i projektovanje distributivnog sistema uključujući cevovod i podstanice. Pored toga, potrebno je proceniti investicione troškove postrojenja, distributivnog sistema, izvršiti finansijsku procenu ušteda od sistema grejanja drvnom sečkom (u poređenju sa trenutnom situacijom) u pogledu troškova goriva, efikasnosti, investicija i troškova rada, analize tokova novca kroz štednju i analizu osetljivosti u pogledu cena goriva, troškova ulaganja i efikasnosti kotlova. 10

11 Studija obuhvata sledeće: - Procena trenutne energetske situacije u javnim objektima u Preševu u pogledu zagrevane površine, kapaciteta kotla i trenutnih performansi, potrošnje energije i troškovna efikasnosti, stanja distributivnog sistema i priključaka. - Tehno-ekonomska analiza predloženog sistema za proizvodnju toplotne energije sagorevanjem biomase (drvna sečka), i distributivnog sistema sa grejnom mrežom i podstanicama, koji treba da sadrži: Predlog tehničkog koncepta za centralno grejanje drvnom sečkom, uključujući kotao, sistem snabdevanja, skladišnu jedinicu i instalaciju mreže uzimajući u obzir buduće mere efikasnosti u objektima. Finansijska procena uštede od sistema grejanja drvnom sečkom (u odnosu na trenutnu situaciju) u pogledu troškova goriva, efikasnosti, investicija i troškova rada, analize novčanog toka kroz uštedu i analizu osetljivosti u vezi cena goriva, troškova ulaganja i efikasnosti kotlova. Procena smanjenja emisije CO 2. Preporuka o kvalitetu i raspoloživosti drvne sečke za snabdevanje postrojenja u budućnosti, uzimajući u obzir cene i lokalne dobavljače drvne sečke. Tehnički koncept i idejni projekat za grejne-distributivne mreže u Preševu, concept podstanica i potrebne dodatne opreme, uključujući i gubitke, koji su povezani sa planiranim postrojenjem za biomasu. Procena ukupnih investicionih troškova za grejnu mrežu, podstanice i potrebnu dodatnu opremu. Finansijska procena cena toplotne energije u poređenju sa trenutnom situacijom uzimajući u obzir troškove goriva, efikasnost, investicije i operativne troškove. 11

12 3. LOKACIJA PROJEKTA Pčinjski okrug zauzima južni deo Srbije i zauzima površinu od km 2. Okrug je omeđen Jablaničkim okrugom na severu, Kosovom na zapadu, državnim granicama sa Bugarskom ka istoku i Makedonijom ka jugu. Administrativni centar Pčinjskog okruga je grad Vranje. Pčinjski okrug se sastoji od: 1. Grada Vranje 2. Opštine Vladičin Han 3. Opštine Surdulica 4. Opštine Bujanovac 5. Opštine Preševo 6. Opštine Trgovište 7. Opštine Bosilegrad Crtež 2 Lokacija Pčinjskog okruga 1 Crtež 1 Opštine u Pčinjskom ukrugu 1 Opština Preševo pripada krugu izuzetno nerazvijenih jedinica u Srbiji i ima status devastiranog područja. Opština zauzima površinu od 264 km², sa 35 naselja i grad Preševo kao administrativni centar. Prema zvaničnoj proceni, u opštini Preševo živi stanovnika u domaćinstva i stanovnika koji privremeno rade u inostranstvu Baza podataka sa zvaničnom statistikom za praćenje stanja I razvoja u Republici Srbiji 3 Procena je rezultat zajedničkog rada Ministarstva za državnu upravu i lokalnu samoupravu i Koordinacionog tela za Preševo, Bujanovac i Medveđu, uz podršku Delegacije EU u Beogradu, Misije OEBS-a u Srbiji, ambasada Sjedinjenih Američkih Država i Velike Britanije 12

13 Na istoku opštine nalazi se planina Rujan a na zapadu nalazi se planinski masiv Karadak Skopska Crna Gora. Grad Preševo se nalazi u podnožju planine Karadak i u slivu potoka Preševske Moravice. Geografski položaj Preševa u blizini auto-puta E-75 osigurava brzo i jednostavno povezivanje sa gradovima Vranje, Niš i Skoplje. Grad Preševo je železničkom prugom povezan sa Nišem. Poljoprivredo zemljište predstavlja 60,61 % ukpne površine opštine. Iako je poljoprivreda osnovna industrija na ovom području, ona nije dovoljno razvijena. Na teritoriji opštine ne postoje jaki ekonomski centri sa fabričkim postrojenjima. Celokupna ekonomska aktivnost dolazi iz malih porodičnih fabrika i zanatskih radnji. Klima je umereno kontinentalna sa hladnim zimama. Osnovni metrološki podaci (prosečne godišnje vrednosti) za Pčinjski okrug imaju sledeće vrednosti: - Insolacija: 190,3 h/mesečno, h/godišnje - Količina padavina: 611 mm/godišnje - Prosečna temperature vazduha: 11,8 C, Relativna vlažnost: 70,2 % - Dnevno sunčevo zračenje na horizontalnu površinu: 3,62 kwh/m² dnevno - Vazdušni pritisak: 93,2 kpa - Brzina vetra: 2,2 m/s (mereno na 10 m visine) - Temperatura zemlje: 10,6 C - Broj stepen dana: Broj grejnih dana: Prosečna temperature u grejnom periodu: 5,5 C Preševo se prostire u pravcu istok-zapad, od autoputa E75-Beograd-Skoplje do planinskog venca Karadak-Skopska Crna Gora. Duž centralne saobraćajnice nalaze se javni objekti i novoizgrađene stambene višespratne zgrade. U ostalim delovima Preševa prevladavaju porodične kuće. Porodične kuće greju se pretežno pećima na drva, strujom ili etažnim sistemima preko sopstvenih kotlarnica. Javni objekti poseduju sopstvene kotlarnice, dok se stambene višespratne zgrade greju pojedinačnim električnim grejalicama. Najznačajniji energetski potencijal koji osigurava održivi razvoj je korišćenje biomase. Drvni potencijal šuma, voćnjaka i poljoprivrede kao razvijene privredne grane, predstavljaju dobru osnovu za prikupljanje biomase u cilju rešavanja energetskih potreba javnih i stambenih objekata u gradu. Rešenje za energetske potrebe javnih objekata zasniva se na razvoju mreže sistema daljinskog grejanja i instalaciji kotla na biomasu. Problem je u tome što planski akti ne uključuju izgradnju centralne kotlarnice koja bi koristila biomasu kao gorivo. Planski akti ne uključuju mrežu daljinskog grejanja, pa je prvi korak u uspostavljanju sistema grejanja i korišćenja biomase modifikacija planskih akata, razvojne strategije i generalnog regulacionog plana Preševa. 13

14 4. POSTOJEĆI SISTEMI GREJANJA Institucije opštine Preševo i druge javne institucije koje su bitne za stanovnike opštine, locirane su u zasebnim objektima. U ovim objektima, sistem grejanja je uspostvljen kroz individualne sisteme radijatorskog grejanja i pripadajućih kotlarnica na lož ulje, mazut i ugalj. Upravljanje predmetnim kotlarnicama vrše kvalifikovana lica iz pripadajućih institucija. U pojedinim objektima za dodatno zagrevanje koriste se električne grejalice. Poseban problem je korišćenje uglja, mazuta i lož ulja, čije sagorevanje ima negativne efekte na okolinu. Pod određenim mikroklimatskim uslovima, dozvoljene granice emisije bi svakako bile prekoračene, što može dovesti do zatvaranja predmetnih kotlarnica. U svim objektima, radijatorski sistemi grejanja su dimenzionisani za temepraturski režim 90/70 C i spoljnu projektnu temperaturu za region Preševa od -15,3 C. Temperatura vazduha Mikroklimatski parametri Relativna vlažnost Dnevna insolacija Atmosferski Pritisak Brzina vetra Temperatura zemljišta ( C) (%) (kwh/m 2 ) (kpa) (m/s) ( C) Januar -0,6 81,2 1,69 93,4 2,2-2,1 Februar 1,6 74,0 2,49 93,2 2,4-0,2 Mart 6,3 65,7 3,47 93,1 2,7 4,7 April 10,8 64,2 4,22 92,9 2,6 10,0 Maj 15,7 65,8 5,15 93,1 2,2 16,0 Jun 19,1 64,4 6,10 93,1 2,2 20,3 Jul 21,5 61,1 6,28 93,1 2,3 23,1 August 21,5 60,9 5,53 93,2 2,1 22,9 Septembar 16,8 67,6 4,14 93,3 2,0 17,8 Oktobar 11,9 73,9 2,77 93,5 1,6 11,3 Novembar 5,5 80,1 1,70 93,3 2,2 4,3 Decembar 0,9 83,5 1,34 93,4 2,2-1,0 Godišnja 11,8 70,2 3,75 93,2 2,2 11,1 Tabela 2 Mikroklimatski parametri za Preševo 1 1 RET Screen International & NASA Software, updated

15 Analiza sistema grejanja Osnovne škole Ibrahim Keljmendi Osnovna škola Ibrahim Keljmendi se greje iz kotlarnice locirane u samom objektu škole. Kotlarnica je na lako lož ulje i sastoji se od dva kotla proizvodnje Metal-Preševo snage 2 x 800 kw, i jednog kotla snage 582 kw, proizvodnje EMO-Celje. Br Institucija Zagrevana površina Snaga grejanja Procenjena potrošnja (m 2 ) (kw) (kwh/a) 1 Osnovna škola Ibrahim Keljmendi Total Tabela 3 - Podaci objekta osnovne škole Ibrahim Kelmendi Osnovna škola Ibrahim Keljmendi koristi dva objekta. Fasada glavne zgrade je u lošem stanju ali sa postavljenom visoko efikasnom stolarijom. Neposredno uz pomoćni objekat škole, nalazi se objekat u kome je smešten nadzemni rezervoar lakog lož ulja kapaciteta 30 t. Rezervoar goriva je sa kotlarnicom spojen podzemnim cevovodom od bakra. Fotografija 1 Škola Ibrahim Keljmendi, glavni objekat Fotografija 3 Fasada glanog objekta Fotografija 2 Pomoćni objekat škole. Fotografija 4 Objekat nadzemnog rezervoara 15

16 Kotlarnica je locirana u glavnom objektu, a pomoćni objekat je povezan sa kotlarnicom podzemnim cevovodom. U kotlarnici su smeštene cirkulacione pumpe i izolovani kolektori za razvod vode. Sva oprema je starijeg datuma proizvodnje ali u funkcionalnom stanju. Fotografija 5 Kotlovi na lož ulje, 2 x 800 kw Fotografija 6 Izolovana instalacija u kotlarnici Fotografija 7 Kotao na lož ulje, 582 kw Fotografija 8 Dvocevni radijatorski sistem Od ukupne površine školskih objekata od m 2, oko m 2 je u upotrebi. Kuhinja, sportska sala i pomoćni objekat nisu u upotrebi ili se koriste u smanjenom obimu. U oba školska objekta izveden je dvocevni radijatroski sistem bez termostatskih ventila na radijatorima. Škola radi u dve smene. 16

17 Br Analiza sistema grejanja u Gimnaziji Skenderbeg i srednjoj tehničkoj školi Gimnazija Skenderbeg i srednja tehnička škola su locirane u zasebnim objektima sa zajedničkim sistemom grejanja za obe škole. Škole se zagrevaju iz kotlarnice koja se nalazi u objektu gimnazije. U kotlarnici se nalaze dva kotla na lož ulje, proizvodnje Metal-Preševo i snage 2 x 600 kw. Institucija Zagrevana površina Snaga grejanja Procenjena potrošnja 1 Gimnazija Skenderbeg i srednja tehnička škola (m 2 ) (kw) (kwh/a) Total Tabela 4 Podaci objekata gimnazije i srednje tehničke škole U toku je renoviranje fasade gimnazije sa postavljanjem toplotne izolacije i zamenom stolarije. U objektu srednje škole, radijatori i radijatorski ventili su zamenjeni tokom prethodne faze renoviranja. Energetska sanacija objekta srednje tehničke škole sa postavljanjem toplotne izolacije i zamenom stolarije planirana je u budućem periodu. Fotografija 10 Srednja tehnička Fotografija 9 Gimnazija Skenderbeg 17

18 Fotografija 11 Postavljanje toplotne izolacije na fasdu Fotografija 12 Kotlarica Fotografija 14 Kotlovi na lož ulje, 2 x 600 kw Fotografija 13 Nove pumpe i ventili u kotlarnici Kotlarnica je locirana u objektu gimnazije. Srednja tehnička škola je povezana na kotlarnicu preko nadzemnog izolovanog cevovoda. Cirkulacione pumpe i ventili u kotlarnici su zamenjen i novije su proizvodnje. Kolektori sistema gejanja su toplotno izolovani. Iza škole nalazi se podzemni rezervoar lož ulja kapaciteta 60 t. Otvoreni ekspanzioni sud postavljen je uz dimnjak kotlarnice. Fotografija 16 Poklopac podzemnog rezervoara Fotografija 15 Otvorena ekspanziona posuda 18

19 Br. U oba školska objekta izveden je dvocevni radijatorski sistem bez termostatskih ventila na radijatorima. U objektu gimnazije radijatori su zamenjeni novim tokom prethodne faze renoviranja. Obe škole održavaju nastavu u dve smene. Fotografija 17 Radijatori u tehničkoj školi Fotografija 18 Radijatori u gimnaziji Analiza sistema grejanja u policijskoj stanici Preševo Policijska stanica Preševo locirana je neposredno uz gimnaziju Skenderbeg. Institucija Zagrevana površina Snaga grejanja Procenjena potrošnja (m 2 ) (kw) (kwh/a) 1 Policijska stanica "Preševo" Total Tabela 5 Podaci za objekat Policijske stanice Kotlarnica na mazut je locirana u samom objektu policijske stanice. U objektu je izveden dvocevni radijatorski sistem bez termostatskih ventila. Fotografija 20 Policijska stanica Fotografija 19 Policijska stanica, dvorišni izgled 19

20 Br. Analiza sistema grejanja u Centru za socijalni rad Objekat Centra za socijalni rad je samostalan objekat u kome je izveden dvocevni sistem radijatorskog grejanja. Institucija Zagervana površina Snaga grejanja Procenjena potrošnja (m 2 ) (kw) (kwh/a) 1 Centar za socijalni rad Total Tabela 6 Podaci za objekat Centar za socijalni rad U podrumu objekta nalazi se kotlarnica sa kotlom na čvrsto gorivo snage 30 kw. Cirkulacije se ostvaruje preko cirkulacione pumpe, koja je postavljena iza kotla na teško pristupačnom mestu. Cevni vodovi instalacije grejanja nisu izolovani. Fotografija 22 Centar za socijalni rad Fotografija 21 Kotao centra na čvrsto gorivo Podrumska prostorija se koristi za smeštaj ogrevnog drveta. Kotao na čvrsto gorivo ne poseduje nikakav regulator promaje vazduha kotla. Fotografija 23 Smeštaj ogrevnog drveta u objektu centra za socijalni rad 20

21 Br. Analiza sistema grejanja u Domu kulture Dom kulture Abdulla Krashnica smešten je u novoizgrađenom objektu. Institucija Zagrevana površina Snaga grejanja Procenjena potrošnja (m 2 ) (kw) (kwh/a) 1 Dom kulture Total Tabela 7 Podaci sistema grejanja doma kulture Objekat doma kulture koriste više organizacija, kao što su biblioteka Mehmet Jusufi, pozorište, škola slikanja, kancelarija za mlade i TV stanica Preševo. Fotografija 24 Dom kulture Fotografija 25 Kotlarnica doma kulture Fotografija 26 Kotlovi na mazut 2 x 500 kw Fotografija 27 Nadzemni rezervoar goriva 30 t 21

22 Br. U objektu je izveden dvocevni radijatorski sistem koji je povezan sa kotlarnicom koja je locirana u samom objektu. U kotlarnici se nalaze dva kotla na mazut. Jedan kotao je proizvodnje Metal- Preševo snage 500 kw, a drugi kotao je proizvodnje EMO-Celje snage 500 kw. U kotlarnici su smeštene cirkulacione pumpe i izolovani kolektori sistema grejanja. Fasada objekta je u dobrom stanju sa energetski efikasnom ugrađenom stolarijom. Iza objekta postavljen je nadzemni rezervoar goriva, mazuta. Kapacitet rezervoara je 30 t. Rezervoar goriva i kotlarnica povezani su bakarnim cevnim razvodom. Fotografija 28 Pozorišna sala Doma kulture Analiza sistema grejanja zdravstvenog centra Preševo Zdravstveni centar Preševo smešten je u četiri objekta. Grejanje zdravstvenog centra obezbeđeno je kotlovima koji su postavljeni u zasebnom objektu kotlarnice. Institucija Vrsta sistema Zagrevana površina Snaga grejanja Procenjena potršnja 1 Zdravstveni centar "Preševo" (m 2 ) (kw) (kwh/a) Grejanje Topla voda Total Tabela 8 Podaci sistema grejanja zdravstvenog centra Preševo Svi objekti zdravstvenog centra (Centralna zgrada, zgrada Urgentne službe, zgrada Primarne zdravstvene zaštite, porodilište sa četrdeset kreveta) povezane su lokalnim distributivnim cevovodom do kotlarnice. Distributivni cevovod je u lošem stanju i smešten je u postojećem betonskom kanalu. U kotlarnici postoje dva kotla na čvrsto gorivo, jedan električni kotao i jedan rezervoar tople vode kapaciteta litara. Kotlovi na čvrsto gorivo "Metal"-Preševo imaju kapacitet od 350 kw i 400 kw. Drvo i ugalj su glavni energenti. Električni kotao se koristi za zagrevanje potrošne tople vode u rezervoaru. Topla voda se distribuira, drugim parom cevovoda, do objekta porodilišta i objekta primarne zdravstvene zaštite. Fotografija 29 Zdravstveni centar Preševo 22

23 Fotografija 31 Objekat primarne zdravstvene zaštite Fotografija 30 Kotlarnica Fotografija 32 Kotao na čvrsto gorivo U objektu kotlarnice smeštene su cirkulacione pumpe i toplotno izolovani kolektori sistema grejanja. Oprema je zastarela ali u funkcionalnom stanju. U svim objektima zdravstvenog centra izveden je sistem dvocevnog radijatorskog grejanja bez termostatskih ventila na radijatorima. Fotografija 34 Oprema i ventili u kotlarnici zdravstvenog centra Fotografija 33 Bojler tople vode l 23

24 Br Ukupna analiza Na osnovu prikazanog, sistemi grejanja se razlikuju prema vrsti goriva kapacitetu i broju korisnika. Sistemi grejanja sa električnim grejačima u zgradama nisu povezani na posebnu liniju električne energije (zdravstveni centar). Zbog složenih sistema grejanja nije moguće prikupiti podatke o potrošnji energije, stoga se potrošnja energije izračunava prema sledećem: H QC = 24 t t i ep HDD e y H - Izračunata potrošnja (kwh) QC - Snaga instalacije grejanja (kw) ti - Unutrašnja temperatura (20 C) tep - Spoljna projektna temperatura (-15,3 C) HDD - Broj stepen dana (2.675) e - Korekcija za uticaj vetra i prekid u grejanju y - Korekcija za efekat dnevnih prekida Na osnovu prikazane jednačine izračunate vrednosti su predstavljene u tabeli ispod: Institucija Osnovna škola Ibrahim Kelmendi Gimnazija Skenderbeg i srednja tehnička škola Policijska stanica "Preševo" Centar za socijalni rad Period rada Sistem Vrsta Sati dani Izračunata A Q q goriva od do potrošnja h h m 2 kw W/m 2 kwh/a Grejanje Lož ulje Grejanje Lož ulje Grejanje Mazut Grejanje Drvo Dom kulture Grejanje Mazut Zdravstveni centar "Preševo" Grejanje Topla voda Drvo, ugalj El. energija Tabela 9 Pregled podataka o potrošnji za analizirane objekte Objekti javnih institucija su veoma energetski neefikasni. Na ovaj zaključak navodi podatak o specifičnom toplotnom opterećenju od 156 W/m2. Razlozi za to su struktura samih objekta kao i njihova namena. Objekti sa višim visinama od poda do poda, kao što su Osnovna škola i Policijska stanica, nose veće toplotno opterećenje (preko 160 W/m2). Kompaktne zgrade sa manjim visinama, manjim površinama fasade i sa dobrom toplotnom izolacijom, kao što su Centar za socijalni rad i srednja škola "Skenderbeg" imaju toplotno opterećenje od 100 W/m2. 24

25 Troškovi energije prema vrsti goriva prikazani su u donjoj tabeli: Toplotan energija dobijena iz Trenutno stanje Jedinica El. Total Lož ulje Mazut energ. Drvo Ugalj Potrošnja Godišnje (kwh) energije Spec. (kwh/m 2 ) Emisija CO 2 (kg) Stepen korisnosti (%) 85% 83% 85% 58% 58% Potrošnaj goriva (t, m 3 ) Zagrevana površina (m 2 ) ( /t, Jedinična cena goriva /kwh, 0,09 /m 3 ) 36 Godišnji troškovi ( ) Jedinična cena energ. ( /m 2 ) 19,48 6,62 2,08 7,57 10,37 14,95 ( /MWh) 132,49 59,70 90,01 36,97 44,25 96,01 Tabela 10 Trenutno stanje, potrošnja energije i goriva, cena, emisija CO2 Potrošnja energije (kwh) 3,500,000 3,238,371 3,000,000 2,500,000 2,000,000 1,808,868 1,500,000 1,000, , ,803 33,331 Lož ulje Mazut El. energija 192, ,970 Drvo Ugalj Total Crtež 3 Potrošnja energije po vrstama goriva trenutno stanje 25

26 Emisija CO2 (kg) 900, , , , , , , , , , ,725 Lož ulje Mazut El. energija 10,999 4, , ,258 Drvo Ugalj Total Crtež 4 Emisija CO2 prema vrsti goriva trenutno stanje Godišnji troškovi energenata ( ) 350, , , , , ,000 50, ,649 30,434 Lož ulje Mazut El. energija 3,000 7,113 30, ,902 Drvo Ugalj Total Crtež 5 Godišnji troškovi goriva trenutno stanje Potreba za toplotnom energijom u svakom objektu određena je radnim vremenom potrošača objekta. Imajući u vidu da se objekti greju samo tokom radnog vremena, prosečna potrošnja toplotne energije od 156 kwh/m2 je visoka. Ako bi se objekti koristili duže nego samo tokom radnog vremena, prosečna godišnja potrošnja toplotne energije bi bila preko 170 kwh/m2, što je izuzetno visoka vrednost. Postavljanje toplotne izolacije u zgradama povećala bi energetsku efikasnost i omogućila veću udobnost uz istu potrošnju energije. 26

27 Jedinična cena energije ( /m2),( /MWh) Light Fuel oil 59.7 Heavy Fuel oil Electricity Wood Coal Averge ( /m2) ( /MWh) Crtež 6 Jedinična cena energije prema vrsti goriva trenutno stanje Prema pokazateljima energetske efikasnosti, lokalni sistemi grejanja u Preševu su veoma neefikasni. Energetska efikasnost lokalnih sistema grejanja zavisi od efikasnosti sledećih sistema: - Sistem za proizvodnju energije za grejanje - izvor toplotne energije - Sistem cevovoda za distribuciju tople vode - Sistemi grejanja u zgradama - Energetska efikasnost zgrada Sistemi za proizvodnju toplotne energije sa kotlovima koji koriste lož ulje ili električnu energiju kao gorivo, su energetski efikasni, ali ekonomski neodrživi sistemi. Gotovo sve zgrade u Preševu, osim srednje škole "Skenderbeg" i pojedini objekti zdravstvenog centra (primarna zdravstvena zaštita i porodilište), nisu termički izolovani, ne poseduju automatski sistem kontrole sistema grejanja niti regulaciju temperature vazduha, što sve ove zgrade i njihove sisteme grejanja čini neefikasnim. Preporučuje se sprovođenje mera energetske efikasnosti u cilju rekonstrukcije toplotne izolacije zgrada, što bi svakako rezultiralo smanjenjem potrošnje toplotne energije. Kotlovi na čvrsto gorivo-ugalj, lož ulje i mazut su neprihvatljivi u centralnoj gradskoj zoni zbog zagađenja životne sredine i visoke emisije CO2. Povećanje energetske, ekonomske i ekološke efikasnosti sistema grejanja u javnim objektima u Preševu moglo bi se postići kroz sledeće aktivnosti: - Instalacija centralnog kotla koji će koristiti jeftinije gorivo sa niskom emisijom CO2 - Uspostavljanje sistema daljinskog grejanja centralne gradske zone - Priključenje većeg broja objekata na daljinski sistem grejanja u cilju boljeg iskorišćenja sistema. Upotreba biomase kao goriva umesto lož ulja, uglja, mazuta i električne energije će rezultirati većom ekonomskom efikasnošću sistema, kao i smanjenjem zagađenja životne sredine. 27

28 5. ANALIZA TRŽIŠTA BIOMASE Biomasa predstavlja obnovljivi izvor energije, koji je definisan kao organska materija biljnog ili životinjskog porekla (drvo, slama, ostaci vegetacije iz poljoprivredne proizvodnje, stajnjak, organska frakcija komunalnog čvrstog otpada). Biomasa se koristi u procesu sagorevanja i u odgovarajućim postrojenjima pretvara se u toplotu, električnu ili i toplotu i električnu energiju. Biomasa se koristi za proizvodnju tečnih i gasnih goriva. Samo deo biomase koji je drvnog porekla i to u obliku drvne sečke razmatraće se ovom studijom. Biomasa je jedan od obnovljivih izvora energije i kao takav se smatra CO2 neutralnim. Pošto sagorevanje biomase emituje određenu količinu ugljen-dioksida koju biljka vezuje u periodu svog rasta tokom procesa fotosinteze, u tom smislu je koeficijent emisije ugljen-dioksida biomase jednak nuli. Međutim, ovi podaci su značajni samo kada je eksploatacija biomase propraćena pošumljavanjem, dok je u suprtnom neophodno uzeti u obzir emisiju CO2. Drvena sečka je kao biomasa namenjena i podložna sagorevanju u toplanama. Kvalitet drvene sečke je definisan standardom za čvrsta goriva SRPS EN ISO :2015, dok standard SRPS EN ISO :2015 definiše klase kvaliteta i specifikaciju karakteristika drvene sečke. Sledeće tabele prikazuju zahteve definisane standardima u Srbiji: Standard Veličina čestica Sadržaj vlage Nasipna gustina Toplotna moć Drvena sečka SRPS EN ISO :2015 SRPS EN ISO :2015 Amax = 6 cm 2 L = 10 cm (max 10% - 35cm) W10 W60 pogodno: 40% max < 350 kg/m3 2,80-3,40 kwh/kg Tabela 11 Zahtevani parametri za drvenom sečkom prema SRPS EN ISO :2015 M10 M15 W20 W25 W30 W35 W40 Sadržaj vlage % M<10 10<M 15 15<M 20 20<M 25 25<M 30 30<M 35 35<M 40 Tabela 12 Klalsifikacija drvene sečke prema sadržaju vlage prema SRPS EN ISO Vlažnost (%) 8 < % < < % < < % < < % < 45 Nasipna gustina (kg/m3) 225< BD200 < < BD250 < < BD250 < < BD300 <380 Tabela 13 Klasifikacija nasipne gustine drvene sečke prema SRPS EN ISO :

29 Dimenzije (mm) Frakcije >60% prema težini Fine frakcije Otpadna frakcija Maksimalna dužina čipsa P16 3,15 P 16 mm < 3,15 mm, < 15 % <6 %, > 31,5 mm < 45 mm P31 3,15 P 31,5 mm < 3,15 mm, < 10 % <6 %, > 45 mm < 150 mm P45 3,15 P 45 mm < 3,15 mm, < 10 % <10 %, > 63 mm < 200 mm Vlažnost (%) M10 10 % M15 15 % Osušen M20 20 % M25 25 % M30 30 % Pogodan za skladištenje M35 35 % Ograničeno skladištenje M40 40 % M50 50 % M55 55 % Nepogodan za skladištenje M60 60 % Vlažan Sadržaj pepela (%) A 0.5 0,5 % A 0.7 0,7 % A 1.0 1,0 % A 1.5 1,5 % A 2.0 2,0 % A 3.0 3,0 % Tabela 14 Zahtevi kvaliteta drvne sečke prema SRPS EN ISO :2015 Ukupna površina šuma u opštini Preševo iznosi oko ha. Površina šumskog rastinja pokriva 42 % teritorije opštine. Stepen iskorišćenja resursa je daleko ispod nacionalnog proseka. Šume u državnom vlasništvu predstavljaju 47 %, a privatne šume 53 % ukupne površine šuma u opštini. Šumsko gazdinstvo Vranje se sastoji od sledećih šumskih uprava: Vranje, Vladičin Han, Surdulica, Bosilegrad, Bujanovac sa ukupnom šumskom površinom od ha. Šumsko gazdinstvo Šumsko Ukupna Godišnji područje količina drveta rast Vranje ha m 3 m 3 /ha m 3 Godišnji prirast Vranje , Vladičin Han , Surdulica , Bosilegrad , Bujanovac , Total , Tabela 15 Podaci o šumama prema JP Srbijašume, ŠG Vranje, Vranje

30 Crtež 7 Udeo površine šuma u ukupnoj površini opština u Srbiji 6 Crtež 8 Odnos državnih i privatnih šuma po okruzima 7 Proračun potencijalnog šumskog otpada u opštini Preševo zasniva se na studiji Potencijali i mogućnosti komercijalne upotrebe drvne biomase za proizvodnju energije i ekonomski razvoj opština Nova Varoš, Priboj i Prijepolje 3. Ova studija je sprovedena kao analiza raspoloživosti drvnog otpada iz pilana i šuma u opštinama Nova Varoš, Priboj i Prijepolje. Rezultati su pokazali da su raspoložive sledeće količine za zadovoljavanje energetskih potreba: 3 Potencijali i mogućnosti komercijalnog korišćenja drvne biomase za proizvodnju energije i ekonomski razvoj opština Nova Varoš, Priboj I Prijepolje, 2009, author: prof.dr.branko Glavonjić 30

31 Nova Varoš Priboj Prijepolje Total Površina pod šumama (ha) Zapremina Čips iz održavanja šuma otpadnog drveta Drvna industrija (m3) Total Masa otpadnog drveta (t) Godišnja dostupna količina energije (MWh/a) Čips iz održavanja šuma Drvna industrija Total Čips iz održavanja šuma Drvna industrija Total Tabela 16 Energetski potrencijal zelenog čipsa iz šumarstva i drvne industrije u opštinama Nova Varoš, Priboj and Prijepolje 4 Izračunate vrednosti šumskog otpada, bez otpada iz šumske industrije, za područje JP Srbijašume' i ŠG Vranje, Vranje (koje nije daleko od Preševa) prikazane su u tabeli ispod: Područje Šumsko područje Zapremina otpadnog drveta Masa otpadnog drveta Godišnja dostupna energija ha m 3 t MWh/a Prijepolje, Priboj, Nova Varoš ŠG Vranje Tabela 17 Energetski potencijal biomase iz ŠG Vranje, Vranje 5 Biomasa drvnog porekla u obliku peleta koja je dostupna na tržištu nije adekvatna za analizu zbog visoke cene. Neke od prednosti drvne sečke u odnosu na drvni pelet su niže cene i niži nivo prerade drveta. Transakcije na domaćem tržištu odvijaju se u malom obimu između proizvođača i veletrgovaca, gde cena dostiže 180 /t drvenog peleta. Zavisno od vremena kupovine, krajnji kupci plaćaju između 200 i 220 /t. Prednost peleta je veća nasipna gustina, što znači niže troškove transporta i manje skladištenje za istu količinu goriva u smislu proizvedene energije. Zbog manjeg stepena obrade, drvna sečka ima nižu cenu, ali veći procenat vlage, što utiče na njegovu energetsku vrednost, gustinu i cenu. Karakteristike i jedinična cena drvne sečke zavisi od procenta vlage i prikazane su u tabeli. Drvena sečka Vlažnost Toplotna moć Nasipna gustina Cena (%) (kwh/m 3 ) (bulk-kg/m 3 ) ( /t) Tabela 18 Karakteristike drvene sečke u funkciji procenta vlažnosti 4 Potencijali i mogućnosti komercijalnog korišćenja drvne biomase za proizvodnju energije i ekonomski razvoj opština Nova Varoš, Priboj I Prijepolje, 2009, author: prof.dr.branko Glavonjić 5 Proračun 31

32 6. TEHNIČKO KONCEPTUALNO REŠENJE 6.1 TEHNIČKA REŠENJA I DIMENZIONISANJE KOTLOVA U cilju smanjenja troškova goriva za potrebe grejanja javnih zgrada u opštini Preševo, osmišljen je koncept izgradnje centralne kotlarnice sa kotlom na biomasu, daljinskim sistemom grejanja i podstanicama. U tabeli 20 prikazana je komparativna analiza godišnjih troškova goriva u postojećim sistemima i u slučaju korišćenja drvne sečke. Predstojeća tabela prikazuje varijacije energetske vrednosti i jedinične cene energije, drvne sečke zavisno od procenta vlage. Zahvaljujući velikoj kontaktnoj površini, drvna sečka lako izmenjuje vlagu sa okolinom, što utiče na njenu energetsku vrednost i jediničnu cenu energije. Biomasa, drvna sečka Vlažnost Energetska vrednost Jedinična cena (%) (kwh/t) ( /t) ( /kwh) , ,019 Tabela 19 Jedinična cena drvne sečke u zavisnosti od procenta vlage Jedinica Energy produce by Biomasa Lož ulje Mazut El. energ Drvo Ugalj Total Potrošnja energije (kwh) Emisija CO2 (kg) Efikasnost sistema (%) 85% 83% 85% 58% 58% 0 83% Poevaćanje zbog uzgrevanja (%) 0% 0% 0% 0% 0% 5% sistema Potrošnja goriva (t), (m 3 ) Zagrevana površina (m 2 ) Jedinična cena goriva Godišnji troškovi energije Jedinična cena energije Jedinična cena energije ( /t), ( /kwh), ( /m 3 ) ,09 ( ) ( /m 2 ) 19,48 6,62 2,08 7,57 10,37 14,95 3,41 ( /MWh) 132,49 59,70 90,01 36,97 44,25 96,01 21,92 Tabela 20- Uporedna analiza troškova goriva za trenutno stanje i biomase u Preševu

33 Na osnovu prikupljenih podataka, procenjeni godišnji troškovi goriva u objektima koje koriste javne institucije u Preševu procenjuju se na oko Ako bi analizirani objekti koristili drvnu sečku za grejanje, godišnji troškovi goriva bi iznosili oko Upotreba biomase za grejanje analiziranih objekata može smanjiti godišnje troškove goriva za iznos od Godišnji troškovi energenata ( ) 350, , , , , ,000 50, ,649 Lož ulje Mazut El. Energija 310,902 70,985 39,650 30,43411,175 30,706 3, ,113 4,217 15,212 Drvo Ugalj Total Postojeće gorivo ( ) Biomasa, sečka ( ) Crtež 9 Godišnji troškovi energije prema vrsti goriva upoređeno sa biomasom Jedinična cena energije ( /m2),( /MWh) Lož ulje Mazut El. Energija Drvo Ugalj Biomasa ( /m2) ( /MWh) Crtež 10 Specifična cena energije prema vrsti goriva upoređeno sa biomasom 33

34 Program zamene postojećih goriva biomasom u zgradama koje koriste javne ustanove u Preševu zahteva kompleksnu analizu kako bi se odabrala najbolja tehnička i ekonomska rešenja. Objekti javnih ustanova, koji su predmet ove analize, nalaze se u centru, tako da zamena pojedinih kotlova zahteva izgradnju nove centralne kotlarnice na biomasu sa cevnim sistemom za daljinsko grijanje. Prelazak sa postojećih goriva na kotlove na biomasu u samim objektima nije tehnički opravdano iz sledećih razloga: - Nedostatak prostora za smeštaj kotlova - Nedostatak prostora za skladištenje goriva Čak i ako postoje tehnička rešenja za postavljanje pojedinačnih kotlovnica u svakom objektu, troškovi takvog rešenja bi bili neopravdano visoki. Rešenje ovog problema je izgradnja nove kotlarnice na biomasu i mreže daljinskog grejanja. Izgradnja mreže daljinskog grejanja bi omogućila povezivanje predmetnih javnih objekata, uz mogućnost povezivanja stambenih zgrada u budućnosti. Ovaj sistem daljinskog grejanja predstavlja investiciju u infrastrukturu. Potrebna instalisana snaga kotla i nivo efikasnosti sistema grejanja izračunavaju se pomoću formule: = Q Q C B Q B (kw) Instalisana snaga kotla Q C (kw) Toplotni konzum (kapacitet) η Stepen korisnosti η = ηb ηc η B η C τ Stepen korisnosti kotla Stepen korisnosti distributivnog sistema Faktor jednovremenosti Izračunata potrebna količina toplotne energije bila bi zadovoljena izgradnjom kotlarnice nominalne toplotne snage, prikazane u sledećoj tabeli: Kapacitet Izračunata Usvojena snaga Qc ηb ηc τ QB kotlarnice (kw) (kw) (kw) ,9 0,92 0, Tabela 21 Proračun kapaciteta buduće kotlarnice 34

35 kw Toplotni kapacitet (kw) - Kriva toplotnog opterećenja Radni sati Crtež 11 Dijagram godišnje opterećenja toplotnog kapaciteta toplane Broj sati rada kotla moguće je odrediti primenom formule Sošinskog: m 0 1 Q b 0 ( ) = 1 ( 1 0 ) Qmax Q 0 = Q min max m = Q m Q max ( ) Q - Toplotno opterećenje u datom periodu, - vreme, Q min - minimalna toplotna snaga kotlarnice Q max - maksimalna toplotna snaga kotlarnice Q m - zahtevani kapacitet Tokom zime svaki sistem grejanja je podložan velikim fluktuacijama koje zavise od vremena i navika korisnika. Maksimalna izlazna snaga se koristi veoma kratko tokom perioda vrlo hladnog vremena. Redovno, kotao radi u dužim vremenskim intervalima pri malom opterećenju. Zbog toga je važno da se kotao efikasno koristi tokom perioda kada nije na vrhuncu. Ovo se može postići na jedan od sledećih načina: 35

36 1. Konvencionalnim kotalom na tečno gorivo koji bi bio dopuna kotlovima na biomasu sa ciljem pokrivanja vršnih opterećenja a koristio bi se kao rezervni sistem. Na taj način se može osigurati % snage potrebne za grejanje, budući da su vršna opterećenja kratkog perioda trajanja. Da bi se garantovala 100 % bezbednost snabdevanja, kapacitet kotla na tečno gorivo treba da bude u stanju da pokrije maksimalnu snagu. Ovo rešenje je posebno dobro ako se može koristiti postojeći kotao na tečno gorivo sa pripadajućim sistemom. 2. Kotao na biomasu može da obezbedi nepuni maksimalni kapacitet, dok spremnik (rezervoar za toplu vodu) pokriva kratkotrajne fluktuacije opterećenja i obezbeđuje da se kotlom može efikasno upravljati tokom perioda van vršnih opterećenja. Ovo rešenje ima prednost što se tom prilikom koristi samo jedno gorivo. 3. Kombinacija dva kotla na biomasu. Drugi kotao povećava pouzdanost napajanja (zbog toga bi trebalo da ima poseban sistem za snabdevanje gorivom) i obezbeđuje da grejanje funkcioniše efikasno, čak i u periodima van vršnih vrednosti. Potrebna proračunska snaga kotlarnice Učešće kotla na biomasu Biomasa Snaga kotlova Mazut Toplotni kapacitet kotlrnice (kw) (kw) (kw) (kw) (kw) % Tabela 22 Proračun snage kotla na biomasu i snage kotlarnice Optimalni model za postrojenje bilo bi rešenje sa dva kotla na drvnu sečku kapaciteta 1500 kw kw uz pomoć postojećih kotlova na mazut za vreme velike potrošnje i korišćenje spremnika tople vode. Kao rezervni sistem na mazut sa potrebnom instalacijom, kotlovima i rezervoarom, pogodna je instalacija iz Kulturnog centra, kapaciteta kotlova 500 kw kw i sa rezervoarom kapaciteta 30 t. 36

37 6.2 POTROŠNJA ENERGIJE I JEDINIČNA CENA GORIVA - ENERGIJE Kotlarnica koja se bazira na kotlovima na drvnu sečku i uz pomoć postojećih kotlova mazut osiguraće manje investicione troškove. Kotlovi na drvnu sečku imali bi pomoć kotlova na mazut samo u kratkim periodima velike potrošnje, kada je temperatura vazduha niža od -10 C. Tokom perioda temperature vazduha iznad +10 C, kotlarnica bi radila samo sa kotlovima na mazut zbog malog opterećenja i mogućih dnevnih prekida grejanja. Kapacitet Učešće kotlova u Proizvedena Učešće goriva u Potrošnja energije radu energija iz kotlova proizvodnji energije Spec. Godišnja Biomasa Mazut Biomasa Mazut Biomasa Mazut (kw) (kwh/kw) (MWh) (%) (%) (MWh) (MWh) (%) (%) % 8% % 8% Tabela 23 Učešće goriva u proizvodnji energije U periodima kada je temperatura vazduha između -10 C i +10 C, kotlarnica bi radila sa kotlovima na drvnu sečku, što predstavlja 85 % perioda grejanja u sezoni. Izračunavanje jedinične cene goriva izvršeno je za usvojene vrednosti kvaliteta i jedinične cene biomase i mazuta. Učešće goriva u proizvodnji energije Jedinična cena Jedinična emisija CO 2 Biomasa Mazut Biomasa Mazut Mix Biomasa Mazut Mix (%) (%) ( /MWh) ( /MWh) ( /MWh) (kg/kwh) (kg/kwh) (kg/kwh) 92% 8% 21,92 59,70 24,94 0,00 0,28 0,02 Tabela 24 Proračun jedinične cene energije i emisije CO2 Učešće mazuta u ukupnoj proizvedenoj energiji može biti i niže. Učešće mazuta u proizvodnji energije zavisi od spoljne temperature vazduha u zimskom periodu. Ako spoljne temperature nisu ekstremno niske, učešće mazuta kao dodatnog izvora energije neće biti potrebno. 37

38 6.3 CENTRALNA KOTLARNICA, LOKACIJA I OBJEKTI Plac za izgradnju nove kotlarice nalazi se na delu katastarske parcele 1790 KP Preševo sa površinom od m2. Ova lokacija se nalazi na ulazu u Preševo iz pravca autoputa. Crtež 12 Situacioni plan placa kotlarnice Fotografija 35 Katastarska parcela nove kotlarnice KP

39 Toplotni izvor sastoji se od dva kotla kapaciteta kw i kw za sagorevanje biomase i dva kotla na mazut svaki kapaciteta 500 kw, koji moraju biti premešteni iz Kulturnog centra. Premeštanje dva kotla na mazut bi uključivalo i premeštanje rezervoara goriva kapaciteta 30 t i opremu sa pratećim cevovodom goriva. Uz pomoć ovih kotlova na mazut osigurao bi se rad kotlarnice tokom perioda sa niskim i višim spoljnim temperaturama. Pri višim spoljnim temperaturama, kotlovi na mazut bi osigurali proizvodnju baznog grejanja, a pri niskim spoljnim temperaturama ovi kotlovi bi osigurali energiju za pokrivanje vršne potrošnje. Ukupni nominalni toplotni kapacitet toplane je kw. Maksimalni režim temperature kotla je 110/70 C. Maksimalni radni pritisak je 6 bara. Minimalni povrat temperature u kotao je 60 C. Planirana je ugradnja akomulacionog spremnika zapremine 45 m3 kako bi se optimizirao rad kotlova i smanjila potrošnja mazuta. Cirkulacione pumpe su pozicionirane između kotla i spremnika, kao i trokraki mešni ventil čime bi se kotlovi zaštitili od kondenzacije usled pojave hladnog kraja kotla. Kotlovi na drvnu sečku kapaciteta preko kw moraju biti opremljeni elektrostatičkim filterom čvrstih čestica za dimne plinove. Za potrebe tehničkog proračuna, korištena je dokumentacija kotlova Gilles, uključujući dodatne mehanizme za napajanje gorivom i separaciju pepela iz dimnih gasova. Za potrebe cirkulacije u distributivnom sistemu planirana je cirkulaciona pumpa sa senzorima protoka i pritiska. Na lokaciji buduće kotlarnice predviđena je izgradnja sledećih objekata, na katastarskoj parceli 1790 KP Preševo: Zgrada A: - Prostor za instalaciju kotlova na biomasu, površine 200 m2: Prostor potreban za opsluživanje jednog kotla ima sledeće dimenzije: širina x dužina x visina = 5 x 10 x 6,3 m. Ukupna površina potrebna za opsluživanje kotlova na lož ulje je 50 m2. Ostatak prostora je manipulativni prostor za servisiranje i siguran prolaz. - Prostor za ugradnju dnevnog rezervoara za drvnu sečku 150 m 2, dovoljan za 4 dana prosečne potrošnje. - Područje procesne opreme (spremnici tople vode, pumpe, kolektori) od 100 m 2 - Poslovni prostor od 50 m² Zgrada B: - Skladište drvne sečke površine 960 m2, minimalne korisne visine 7 m. Kapacitet skladišta je 1850 m3 ili 600 t drvne sečke, što je u proseku 8-nedeljna potrošnja u najhladnijem periodu godine, odnosno 40 % godišnje potrebe. Ukupna površina zgrada, na lokaciji kotlarnice, je m2 ( m2), a stepen zauzetosti katastarske parcele iznosi 16 %. 39

40 6.3 KONCEPT MREŽE DALJINSKOG GREJANJA KONCEPT MREŽE DALJINSKOG GREJANJA Mreža sistema daljinskog grejanja je dizajnirana u cilju povezivanja javnih objekata koji su predmet ove studije. Cevna mreža se sastoji od predizolovanih čeličnih cevi koje se ugrađuju direktno u pripremljen kanal u zemlji. Distributivna mreža sadržati komore sa pregradnim ventilima. Kvalitet cevi odgovara tj. P235 TR1 u skladu sa EN10217 T1 (ili St.37.0 tehničkih zahteva i uslova isporuke prema DIN1626). Radne temperature na pragu izvora toplote su: - Temperatura polaznog voda je 110, - Temperatura povratka je 75. Razlika u visini između najviše tačke grada i najniže tačke je manja od 20 m, tako da je najniži zahtevani radni pritisak u cevovodu 6 bara. grejanja 6 Fotografija 36 Predizolovani cevovod sistema daljinskog Pre projektovanja sistema daljinskog grejanja, potrebno je pripremiti dokumentaciju na opštinskom nivou, koja će definisati strategiju izgradnje Preševa i pravac budućeg razvoja grada. Konceptualni plan sistema daljinskog grejanja je preliminaran i dizajniran je za potrebe planiranja investicije. 6 Izvor: Internet prezentacija kompanije Konvar d.o.o., Beograd 40

41 6.3.2 ŠEMA MREŽE DALJINSKOG GREJANJA U skladu sa pozicijom javnih zgrada, kao i pozicijom glavnih puteva u opštini, stambenih zgrada i privatnih kuća, plan mreže daljinskog grajanja je sledeći: Crtež 13 Dispozicija crteža mreže daljinskog grejanja sa numeracijom 41

42 Crtež 14 Crtež br.1 mreže daljinskog grejanja 42

43 Crtež 15 - Crtež br.2 mreže daljinskog grejanja 43

44 Crtež 16 - Crtež br.3 mreže daljinskog grejanja 44

45 Crtež 17 - Crtež br.4 mreže daljinskog grejanja 45

46 Crtež 18 - Crtež br.5 mreže daljinskog grejanja 46

47 Crtež 19 - Crtež br.6 mreže daljinskog grejanja 47

48 Dimenzionisanje cevne mreže sistema daljinskog grejanja izvršeno je sa planiranom rezervom za buduća naknadna priključenja: D in = 4 Q w c p Q - Snaga mreže koja se transportuje cevovodom w - Brzina protoka radnog fluida ρ - Gustina radnog fluida c p - Specifični toplotni kapacitet Δθ - Temperaturska razlika U okviru analize, mreža daljinskog grejanja je podeljena po deonicama i transparentnim tačkama, što je prikazano na crtežima: Vrsta Deonica Rastojanje Kapacitet Jedinična toplotne cena deonice od do podstanice Dimenzija mreže Total (m) (kw) Glavna A B DN Glavna B C DN Glavna C D DN Glavna D E DN Glavna E F DN Glavna F G DN Priključak B DN Priključak C DN Priključak D DN Priključak E DN Priključak F DN TOTAL Tabela 25 Dimenzionisanje cevne mreže po deonicama Prema jediničnim cenama dimenzija po deonicama potrebnih za izgradnju mreže predizolovanih cevi, troškovi izgradnje toplotne mreže procenjuju se na Dodatni troškovi izgradnje komore sa potrebnom opremom i ugradnjom armature povećavaju procenu za 10 %, što dovodi do ukupnih troškova grejne mreže od Proračun radne tačke mrežne pumpe prikazan je u sledećoj tabeli: Trasa Protok Dužina Dimenzija cevi Brzina Pad pritiska Snaga od do Prečnik zid jedinični pad na trasi lokalni TOTAL kw l/h m mm mm m/s Pa/m kpa kpa kpa A B ,3 3,6 0,665 44,66 2,233 3,205 5,438 B C ,3 4,5 0,549 18,65 2,8 1,0 3,814 C D ,3 4,5 0,566 19,84 1,6 1,1 2,670 D E ,3 4,5 0,637 24,98 3,7 1,4 5,117 E F ,1 5,9 0,585 15,27 0,7 1,2 1,843 F G ,0 6,3 0,530 9,50 5,7 0,9 6,646 MAX: TOTAL: 25,5 10% Stepen sigurnosti: 25% 6,4 Ukupan pad Izmenjivač toplote: 30 Usvojen pad p (l/h) Rezerva: 10 Ukupno za proračun: 71,9 Usvojeno za proračun. (kpa): 72 Tabela 26 Proračun radne tačke pumpe sistema daljinskog grejanja 48

49 Radna tačka mrežne pumpe (ili par mrežnih pumpi, u zavisnosti od rešenja usvojenog u idejnom projektu) je sledeća: - V = 115 m3 / h - H = 72 kpa Radna tačka se bira na osnovu pada pritiska u hidraulički najnepovoljnijoj toplotnoj podstanici. U cilju uštede električne energije za rad cirkulacione pumpe radnog fluida, neophodno je ugraditi frekventne cirkulacione pumpe kako bi se optimizovao njihov rad i sinhronizovao sa stvarnom potrebnom toplotnom energijom koja se isporučuje potrošaču. 49

50 6.3.3 KONCEPT TOPLOTNIH PODSTANICA Toplotne podstanice za centralno grejanje obezbeđuju vezu između distributera daljinskog grejanja i sistema potrošača. One sadrže potrebnu opremu za razmenu toplotne energije između distributera (primar) i korisnika (sekundar). Indirektne podstanice (u kojima su distributivni sistem i sistem centralnog grejanja na strani korisnika hidraulički nezavisni) sadrže komponente koje odvajaju sisteme grejanja (izmjenjivač toplote u kome nezavisno cirkuliše fluid iz distributivnog sistema i instalacije centralnog grejanja korisnika), elemente za ograničenje protoka, elemente za regulaciju sekundarne temperature i uređaje za merenje potrošnje energije. Podstanice su predviđene za ugradnju u već postojeće kotlarnice. Postojeći kotlovi će biti pregledani u smislu funkcionalnosti. Oni koji ne ispunjavaju minimalne zahteve za siguran rad će biti uklonjeni iz podstanica (tj. iz postojećih kotlarnica). Oni koji ispunjavaju minimalne tehničke zahteve će ostati kao rezervni izvor topline u slučaju kada, iz bilo kojeg razloga, sistem grejanja ne bude bio u funkciji. Radni pritisak u primarnom delu podstanice bi bio 6 bara i isti odgovara parametrima grejne mreže, dok bi temperaturski režim rada bio 110/75 u primarnom delu i 90/70 u sekundarnom delu. Dalji razvoj sistema grejanja, sa fokusom na priključenje stambenih zgrada, podrazumevao bi ugradnju toplotnih podstanica tipa paketa u svakoj zgradi, sa identičnim operativnim parametrima kao za podstanice za grejanje u javnim ustanovama. 1- Spoljni senzor 2- Termometar 3- Manometar 4- Senzor 5- Odzračni ventil 6- Pražnjenje 7- Primarni priključak 8- Sigurnosni termostat 9- Priključak ekspanzije 10- Kontroler 11- Hvatač nečistoća 12- Kalorimetar 13- Kuglasti ventil 14- Sigurnosni ventil 15- Izmenjivač toplote Crtež 20 Šema kompaktne podstanice model DSA 1 Mini Danfoss

51 Crtež 21 Podstanica DSA 1 Mini Danfoss 8 Modeli DSP-MAXI su projektovani za veću snagu od 100 kw. Podstanice DSA1-Mini dizajnirane su do snage do 100 kw i mogu se montirati na zid. Toplotne podstanice treba dimenzionisati prema veličini toplotnog gubitka objekta. Rekonstrukciju postojećih kotlarnica treba izvršiti na način da se ne mijenja sistem distribucije radnog fluida, a podstanica za gejanje bi bila povezana na postojeće razvodne i povratne kolektore. Postojeće cirkulacione pumpe treba zameniti energetski efikasnijim modelima sa motorima promenljive frekvence, kako bi se postigla ušteda u potrošnji energije i smanjila disipacija toplote u zgradama. Crtež 22 Podstanica DSP-MAXI Danfoss Ibid 51

52 Br. 1 2 Institucija Osnovna škola Ibrahim Kelmendi Gimnazija Skenderbeg i Srednja tehnička škola Pozicija na crtežu Tip podstanice Kom. Snaga Cena (kw) ( ) F1 DSP-MAXI E1 DSP-MAXI Policijska stanica "Preševo" D1 DSP-MAXI Centra za socijalni rad C1 DSA Dom kulture B1 DSP-MAXI Zdravstveni centar "Preševo" A DSA 1-32-hot water A DSP-MAXI TOTAL: Tabela 27 Izbor podstanica po objektima 52

53 7. PRELIMINARNA PROCENA TROŠKOVA INVESTICIJE Rešenje zadataka ove studije sastoji se iz sledećih stavki: - Prelazak na biomasu postojećih sistema grejanja u javnim objektima u Preševu sa izgradnjom centralne toplane na biomasu - Izgradnja distributivnog sistema daljinskog grejanja za povezivanje javnih objekata Prelazak na biomasu sistema grejanja u javnim objektima u Preševu, koji su predmet ove studije, treba da obezbedi niže troškove energije za grejanje, smanjenje emisije CO 2, veći doprinos zaštiti životne sredine i unapređenje lokalnog ekonomskog razvoja u smislu uzgoja i prerade biomase. Realizacija projekta treba da obezbedi uštede u opštinskom budžetu u Preševu, a time i brz povrat investicije. Troškovi za grejanje javnih objekata u opštini je jedan od većih izdataka u opštinskom budžetu. Preliminarne procene troškova uključuju godišnje investicione i operativne troškove. Ulaganje bi obuhvatalo nabavku opreme i kotlova, potrebne građevinske radove, mašinske radove i elektro radove na izgradnji i ugradnji novog kotla, izgradnju distributivne mreže, ugradnju toplotnih podstanica i povezivanje objekata sa novim distributivnim sistemom. Pozicija Investicioni troškovi - Opis ( ) 1. Pristupni putevi i uređenje parcele za potrebe novog objekta i novu distributivnu mrežu Izgradnja objekta kotlarnice sa prostorijama za smeštaj kotlova, opreme i kancelarija 200 m Izgradnja skladišta drvene sečke površine 960 m Kotlarnica, mašinski i elektro radovi i oprema (izuzev kotlova) Kotlovi na biomasu sa pripadajućom opremom kw Elektro statički filter čvrstih čestica iz dimnih gasova (dva, za svaki kotao po jedan) Izmeštanje postojećeg rezervoara i kotlova iz objekta Doma kulture Dimnjaci Izgradnja daljinskog sistema distributivna mreža Toplotne podstanice za javne objekte Adaptacija prostora kotlarnica u javnim objektima Mobilna drobilica za drvnu sečku Dokumentacija, upravljanje projektom izgradnje, puštanje u rad postrojenja i distributivne mreže Nepredviđeni troškovi CAPEX (Kapitalni investicioni troškovi) Tabela 28 Investicioni troškovi 10 Sastav opretivnih troškova (OPEX) je raznolik i pod uticajem mnogih faktora. U cilju proračuna operativnih troškova izvršiće se analiza svih godišnjih troškova. 10 Sopstveni proračun 53

54 Nakon rekonstrukcije, energetske sanacije i modernizacije objekata, očekivano je smanjenje godišnje potrošnje u vrednosti od 0,1 %. Na osnovu predviđanja Svetske Banke 11, očekuje rast cene goriva u period od 10 godina iznosi: - Tečna goriva: 57 % - Prirodni gas: 57 % - Ugalj: 20 % - Drvna sečka 23 % Opis Jedinica Potršnja toplotne energije (MWh/a) Potrošnja drvne sečke (t) Cena drvne sečke ( /t) Potršnaj mazuta (t) Cena mazuta ( /t) Jed. cena energije (sečka+mazut) ( /MWh) 21,92 22,41 22,92 23,44 23,97 24,51 25,06 25,63 26,21 26,80 Cena lož ulja ( /t) Cena mazuta ( /t) 550,00 581,35 614,49 649,51 686,53 725,67 767,03 810,75 856,96 905,81 Cena el. energije ( /kwh) 0,09 0,09 0,09 0,10 0,10 0,10 0,10 0,11 0,11 0,11 Cena ogrevnog drva ( /m 3 ) Cena uglja ( /t) Jed. cena energije iz postojećih goriva ( /MWh) 96,01 101,02 106,31 111,89 117,77 123,99 130,54 137,46 144,77 152,47 Odžavanje opreme i % CAPEX instalacije / a 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50 0,60 0,70 0,80 0,90 1,00 Godišnji troškovi ( /a) % CAPEX Osiguranje / a 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 Godišnji troškovi ( /a) El. energija za rad kotlarnice kwhel. / MWhht Godišnji troškovi ( /a) Troškovi radne snage ( /a) Uklanjanje i odlaganje pepela (t/a) 24,6 24,6 24,6 24,6 24,5 24,5 24,5 24,5 24,4 24,4 Cena odlaganja pepela ( /a) Hemijska priprema vode Zapremina (m3) Gubici (m3 / a) Jedinična cena ( /m3) 3,00 3,03 3,06 3,09 3,12 3,15 3,18 3,22 3,25 3,28 Godišnji troškovi ( /a) Amortizacija opreme i instalacija % / a Godišnji troškovi ( /a) Amortizacija objekata % / a Godišnji troškovi ( /a) Podaci Svetske Banke o projekciji cene roba, Jul

55 Opis Jedinica Potršnja toplotne energije (MWh/a) Potrošnja drvne sečke (t) Cena drvne sečke ( /t) Potršnaj mazuta (t) Cena mazuta ( /t) Jed. cena energije (sečka+mazut) ( /MWh) 27,07 27,34 27,61 27,89 28,17 28,45 28,74 29,02 29,31 29,61 Cena lož ulja ( /t) Cena mazuta ( /t) 914,87 924,02 933,26 942,59 952,02 961,54 971,15 980,86 990, ,58 Cena el. energije ( /kwh) 0,12 0,12 0,12 0,12 0,13 0,13 0,13 0,14 0,14 0,14 Cena ogrevnog drva ( /m 3 ) Cena uglja ( /t) Jed. cena energije iz postojećih goriva ( /MWh) 154,02 155,57 157,15 158,74 160,35 161,97 163,61 165,26 166,94 168,63 Odžavanje opreme i % CAPEX instalacije / a 1,10 1,20 1,30 1,40 1,50 1,60 1,70 1,80 1,90 2,00 Godišnji troškovi ( /a) % CAPEX Osiguranje / a 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 Godišnji troškovi ( /a) El. energija za rad kotlarnice kwhel. / MWhht Godišnji troškovi ( /a) Troškovi radne snage ( /a) Uklanjanje I odlaganje pepela (t/a) 24,4 24,4 24,3 24,3 24,3 24,3 24,3 24,2 24,2 24,2 Cena odlaganja pepela ( /a) Hemijska priprema vode Zapremina (m3) Gubici (m3 / a) Jedinična cena ( /m3) 3,31 3,35 3,38 3,41 3,45 3,48 3,52 3,55 3,59 3,62 Godišnji troškovi ( /a) Amortizacija opreme i instalacija % / a Godišnji troškovi ( /a) Amortizacija objekata % / a Godišnji troškovi ( /a) Tabela 29 Operativni troškovi 12 Procena operativnih troškova (OPEX) predviđa da će se posle prvih 10 godina rast cena stabilizovati i ostvariti mali godišnji rast u iznosu od 1 % godišnje. 12 Sopstveni proračun 55

56 U narednih 10 godina očekuje se poskupljenje cene drvne sečke do 65 /t. Nakon ovog perioda, cena bi nastavila da raste po stopi od 1 % godišnje. Za cenu električne energije predviđen je godišnji rast po stopi od 2,5 %. Troškovi osiguranja procenjuju se za sve objekte, opremu i instalacije izgrađene investicijom. Što se tiče radne snage, angažovanje dva visoko tehnički obrazovana radnika i jednog menadžera će biti dovoljno za pravilno funkcionisanje procesa. Radnici sa nižim kvalifikacijama bi bili preuzeti iz objekata koji su predmet ove studije. Troškovi plata bi se povećali po godišnjoj stopi od 1,5 %. Troškovi čišćenja ispušnih sistema i odlaganja pepela su proporcionalni količini pepela (2 %) u spaljenoj drvnoj sečki. Jedinična cena ovih troškova bi se povećala po godišnjoj stopi od 1,5 %. 56

57 8. PREIMINARNA FINANSIJSKA ANALIZA Održivost postrojenja se analizira za period od 20 godina. Varijacije operativnih troškova prema strukturi za period od 20 godina prikazane su u tabelarnom obliku. Analiza operativnih troškova razmatra prognoze varijacija cena za svaku stavku. Preliminarna finansijska analiza se sastoji od tabele troškova proizvodnje energije i sledećih crteža (priloženih u Aneksu): komparativna analiza troškova toplotne energije i uštede; uštede koje su rezultat zamene goriva; operativni troškovi i amortizacija; poređenje ukupnih troškova postojećeg i novog sistema grejanja; i novčani tok Biomasa drvna sečka Pepeo El. energija Voda Ukupno Zaposleni troškovi Održavanje Troškovi osiguranja Ukupno Amortizacija Ukupni troškovi Biomasa drvna sečka Pepeo El. energija Voda Ukupno Zaposleni troškovi Održavanje Troškovi osiguranja Ukupno Amortizacija Ukupni troškovi Tabela 30 Troškovi proizvodnje energije 13 Finansijska analiza pokazuje da buduće postrojenje može generisati pozitivan novčani tok nakon perioda od 9 godina od početka poslovanja. Takav dug period potreban za postizanje održivosti projekta uzrokovan je visokim početnim investicionim troškovima i niskom prosečnom potrošnjom toplotne energije (923 kwh / kw) u javnim objektima. Niska cena biomase, u poređenju s trenutno korištenim gorivima, omogućila bi bolje iskorišćenje objekta Doma kulture, na opštu korist lokalne zajednice. Ponuđeno tehničko rešenje pruža uspostavljanje održivog sistema grejanja, koji će povećati kvalitet života i imati pozitivan uticaj na životnu sredinu. 13 Sopstveni proračun 57

58 9. OCENA PROJEKTA Ocena projekta se zasniva na prikupljenim i izračunatim podacima: troškovi izgradnje postrojenja na biomasu sa dva kotla na drvnu sečku i sistem daljinskog grejanja i operativni troškovi (OPEKS). Analiza je uključivala varijacije cena goriva i operativnih troškova tokom čitavog perioda analize. Na osnovu investicionih troškova (Tabela 28) i operativnih troškova za period od 20 godina (Tabela 30) prikazani su ekonomski pokazatelji u Tabeli 31 u nastavku. Ekonomski pokazatelji neophodni za investicioni plan su sledeći: (F) IRR - (Finansije) Interna stopa prinosa (E) IRR - (Ekonomija) Interna stopa prinosa (F) NPV - (Financial) Neto trenutna vrednost (E) NPV - (Economy) Neto trenutna vrednost DR Diskontna stopa Jedinična cena toplotne energije Jedinica Vrednost Vrednost investicije - Capex Godišnja proizvodnja energije (prva godina rada) MWh / a Ukupna proizvedena energija (20 godina) MWh Operativni troškovi (20 godina) - Opex LUC Izračunati jedinični troškovi / MWh 85,1 NPV DR % 1 IRR % 9,931 Osetljivost na promenu cene goriva (biomase) IRR % Cena biomase se smanjila 5 % 10,081 % Cena biomase se povećala 5 % 9,679 % Cena biomase se povećala 10 % 9,426 % Cena biomase se povećala 15 % 9,172 % Tabela 31 Jedinični troškovi toplotne energije 14 Na osnovu rezultata analize tehno-ekonomskih pokazatelja, zaključeno je da je investicija u izgradnju novog postrojenja na biomasu sa sistemom daljinskog grejanja za javne objekte u Preševu prihvatljiva. IRR = 9,931 % > DR = 1 % Finansijski pokazatelji održivosti vezane za promenu cene biomase su stabilni. Povećanje cene biomase čak do 15 % ne bi uticalo na održivost projekta, a takvo povećanje ne bi značajno produžilo period povrata investicije. Rast cena fosilnih goriva i električne energije, više nego što je izračunato, uticao bi na skraćivanje perioda povrata investicije na manje od 9 godina. 14 Sopstveni proračun 58

59 10. ZAKONSKI OKVIR Direktiva EU 2009/28 / EC promoviše korišćenje energije iz obnovljivih izvora energije. Ona postavlja obavezujuće nacionalne ciljeve za ukupan udeo energije iz obnovljivih izvora u finalnoj potrošnji energije (manje od 20 %), kao i udeo OIE u transportu (10 % energije iz obnovljivih izvora u transportu do godine). U cilju podrške investicija u obnovljive izvore energije, Republika Srbija je usvojila niz zakona i podzakonskih akata koji se odnose na korišćenje biomase i drugih obnovljivih izvora energije. Ovo su sledeći akti: - Zakon o energetici (Službeni list Republike Srbije 145/2014) - Strategija razvoja energetike Republike Srbije do godine (Službeni list RS, br. 44/2005) - Čvrsta biogoriva - Specifikacije i klase goriva SRPS EN ISO ,4: Zakon o planiranju i izgradnji (Službeni list RS 72/2009, 81/2009-corr, 64/2010 Odluka Ustavnog suda, 24/2011, 121/2012, 42/ Odluka Ustavnog suda, 50/ Odluka Ustavnog suda, 98/ Odluka Ustavnog suda) - Zakon o efikasnom korišćenju energije (Službeni list Republike Srbije 25/2013) - Zakon o zaštiti životne sredine (Službeni list Republike Srbije 135/2004, 36/2009, 36/2009 i drugi zakon, 72/2009 i drugi zakoni, 43/ Odluka Ustavnog suda i 14/2016) - Zakon o strateškoj proceni uticaja na životnu sredinu (Službeni list Republike Srbije 135/2004 i 88/2010) - Zakon o integrisanom sprečavanju i kontroli zagađenja životne sredine (Službeni list Republike Srbije 135/2004, 25/2015) - Zakon o upravljanju otpadom (Službeni list Republike Srbije 36/2009, 88/2010, 14/2016) - Zakon o zaštiti vazduha (Službeni glasnik Republike Srbije 36/2009, 10/2013) - Zakon o potvrđivanju Kjoto protokola uz Okvirnu konvenciju UN o promjeni klime (Službeni list Republike Srbije - Međunarodni ugovori, 88/2007 i 38/ drugi zakon) - Nacionalni akcioni plan obnovljivih izvora Republike Srbije (Službeni glasnik Republike Srbije 53/2013). 59

60 11. UTICAJ NA ŽIVOTNU SREDINU Realizacija projekta utiče na prostor u kojem se biomasa prikuplja, priprema za transport i prevozi na teritoriji opštine Preševo i na teritoriji neposrednog okruženja. Uticaj na životnu sredinu može biti registrovan kao buka, vibracije, emisije čestica iz izduvnih gasova itd. Tokom izgradnje postrojenja mogu nastati štetni uticaji na lokalnu sredinu usled građevinskih i instalaterskih radova. Posebno negativan uticaj bi proizveo pripremni radovi za izgradnju kotlarnice i skladištenje drvne sečke gde bi bilo potrebno očistiti i izravnati zemlju. Građevinski radovi će prouzrokovati buku i vibracije nastale upotrebom građevinskih mašina, kao i povećane emisije prašine zbog radova na iskopu temelja, nivelisanja tla i izgradnje pristupnih puteva. Svi gore navedeni efekti su niskog intenziteta i relativno kratkog trajanja. Gradilište će biti okruženo ogradom, tako da će nepovoljni uticaji okoline izvan ograde biti zanemarivi. Pre početka radova investitor je dužan da pripremi studiju o organizaciji lokacije koja će prikazati radna područja, koridore za unutrašnji transport, privremeno skladištenje opreme i materijala, privremenu deponiju, lokacije, način i mesto skladištenja zapaljivih i opasnih materijala. Studija će pokazati povezanost sa spoljnom infrastrukturom i instalacijama, korišćenje zaštitnih sredstava, način odlaganja čvrstog i tečnog otpada i druge specifične mere koje će se sprovoditi kako bi se smanjili rizici po zdravlje i bezbednost angažovanog osoblja; kao i akcije za zaštitu životne sredine. Tokom rada energetskog bloka, štetne materije koje se nalaze u izduvnim gasovima će imati najveći uticaj na životnu sredinu. Pored prašine iz goriva, izduvni gas takođe sadrži čvrste čestice. Dodavanje ciklonskog uređaja kao dela kotla za sagorijevanje biomase imalo bi učinak na sledeće: - Azotni oksidi (NOx) u slučaju sagorevanja biomase niske vlage: temperatura sagorevanja je visoka u ovom slučaju, a sadržaj NOx je značajno veći nego u slučaju sagorevanja biomase sa visokim procentom vlage. - Oksidi sumpora (SOx) su niski zbog niskog sadržaja sumpora u biomasi. - Ugljen dioksid (CO2) se smatra neutralnim jer je biomasa obnovljivi izvor energije, tako da je cela količina ugljendioksida emitovana u dimnim gasovima prethodno uzeta iz okoline u kojoj je drvo raslo. - Ugljen monoksid (CO) se u praksi ne javlja zbog strukture kotlova i stalnog praćenja procesa sagorevanja. U svakom slučaju, planirana kotlarnica na biomasu bi trebala zameniti postojeće lokalne kotlove koji koriste lož ulje, drvo i električnu energiju, a koji su izuzetno nepovoljni za okolinu. 60

61 Sama toplana ne zahteva značajnu količinu vode. U toku rada, toplana nema gubitke i nekontrolisano oticanje vode, osim u slučaju vanrednih situacija (kvarova). Takve situacije su izuzetno retke, tako da je sigurno reći da ne postoji opasnost od zagađenja životne sredine, kao i zagađenja površinskih i / ili podzemnih voda. Postojeći kanalizacioni sistem je u stanju da prihvati otpadne vode koje mogu biti atmosferskog porekla; od objekata za pranje i opreme sa neznatnim sadržajem ulja i masti; otpadne i sanitarne kanalizacije. U slučaju ispuštanja instalacija, koristi se rezervoar rashladnog sredstva sa separatorom masti, a nakon odlaganja voda se ispušta u kanalizacioni sistem. Izduvni gasovi sadrže čvrste čestice pepela, koje se zadržavaju u ciklonskom uređaju pre ulaska u dimnjak i ispuštaju u atmosferu. Metalni kertridž se stavlja u ciklon gde se odlaže odvojeni pepeo. Pored toga, kotlovska jedinica ima kertridž za odlaganje pepela koji se javlja kao čvrsti ostatak procesa sagorevanja. Ukupna količina deponovanog pepela je 58 t/a, tj. između 300 i 350 kg dnevno tokom grejne sezone. Pepeo će se odložiti na sigurno mesto i jednom nedeljno transportovati na deponiju po ugovoru sa lokalnim komunalnim preduzećem. Količina pepela je relativno mala i ne predstavlja rizik za životnu sredinu. Operacije kotlova i elektromotornih pogona u kotlovnici predstavljaju izvor stalne buke i vibracija. Sva oprema koja emituje buku i vibracije nalazi se unutar prostora kotlarnice tako da se zvuk apsorbuje zidovima zgrade. Nakon puštanja u rad kotlarnice, sprovešće se mere za eliminisanje ili smanjenje buke do prihvatljivog nivoa u skladu sa Zakonom o zaštiti od buke okoline 15. Prema ovom zakonu, maksimalno dozvoljeni nivo buke je 35 db (A) tokom dana i 30 db (A) tokom noći. Korisnik ovog prostora će implementirati specifične mere za minimiziranje negativnog uticaja na životnu sredinu. Ove mere će se primjenjivati na kontrolu emisija u vazduhu, kao i na upravljanje otpadnim vodama, čvrstim otpadom i bukom. Toplotna energija za javne ustanove u opštini Preševo se dobija iz različitih vrsta goriva, tako da je proizvodnja CO 2 različita za svaki izvor toplote. Postojeći sistemi grejanja u javnim zgradama u Preševu godišnje proizvode do 890 t CO Službeni list Republike Srbije br. 36/2009 i 88/

62 Average Emisia CO2 (kg), Upoređenje goriva 900, , , , , , , , ,000 0 Emisia CO2 (kg) - Postojeća goriva Emisia CO2 (kg) - Biomasa+Mazut Crtež 23 Godišnja emisija CO2 prema vrsti goriva Ako bi biomasa za sagorevanje bila dobijena krčenjem šuma i bez ponovnog pošumljavanja, emisija CO 2 usled sagorevanja biomase bila bi 5 puta manja od sagorevanja postojećih goriva. Ako se biomasa za sagorevanje obezbedila od drvnog otpada ili iz pošumljavanja, onda bi smanjenje emisije CO 2, za 20 godina, bilo manje za 690 t godišnje. 62

63 12. MERE ENERGETSKE EFIKASNOSTI I ZAKLJUČAK Javne zgrade u opštini Preševo greju se iz individualnih kotlarnica koje se nalaze u zgradama, kotlovima za mazut, lož ulje, drvom i ugljem. Ovi sistemi grejanja zahtevaju visoke troškove i mnogo angažovanja na kupovini i skladištenju goriva kao i na redovnom održavanju i servisiranju. Sistemi grejanja koji koriste ugalj kao gorivo (Dom zdravlja Preševo) su veoma inertni, zahtevaju dug period postepenog zagrevanja objekata, kao i dug period hlađenja. U ovim sistemima ne postoji pouzdani sistem regulacije temperature vode. Osim toga, tokom perioda grejanja, dosta je posla na uzgrevanju i čišćenju kotlova, što je veliki trošak. Opisani sistemi grejanja koji koriste ugalj kao gorivo su veoma neefikasni iz sledećih razloga: - niska efikasnost kotlova; - veliki skladišni prostor potreban za skladištenje goriva; - ne postoji pouzdani regulator temperature; - česti prekidi rada zbog čišćenja kotlova. Sistemi grejanja koji koriste mazut i lož ulje imaju viši nivo automatizacije u smislu održavanja temperature vode. Uprkos većoj efikasnosti u poređenju sa sistemima na drva, oni su veliki zagađivači, a troškovi goriva su visoki za takve sisteme. Dakle, postojeći sistemi grejanja u javnim zgradama u Preševu su energetski neefikasni i zahtevaju visoke troškove vezane za: kupovinu goriva, održavanje, servisiranje. Štaviše, ovi sistemi su veliki zagađivači životne sredine. Izgradnja centralne kotlarnice sa kotlovima na biomasu od 3,5 MW, podržana sa dva kotla na lož ulje svaki sa kapacitetom od 500 kw, i distributivne mreže će omogućiti održivi, jeftiniji, pouzdaniji, upravljiviji i ekološki prihvatljiviji sistem grejanja javnih objekata u Preševu. Sistemi grejanja u objektima bi bili priključeni na mrežu daljinskog grejanja u toplotnim podstanicama, što bi omogućilo merenje isporučene toplotne energije i upravljanje potrošnjom u skladu sa zahtevima svakog objekta. Izgradnja toplane na biomasu i mreže daljinskog grejanja će omogućiti sledeće: - niže troškovi grejanja, - smanjenje potrošnje goriva, - smanjenje emisije CO2, - smanjenje zagađenja životne sredine, - povećana udobnost i povećan kvalitet usluga, - smanjenje troškova goriva i troškova održavanja. 63

64 Na teritoriji opštine Preševo postoje šume, a Pčinjski okrug je dovoljan da obezbedi biomasu za rad kotlarnice. Pored toga, biomasa se može kupiti kao ostatak iz voćnjaka i privatnih šuma. Tako bi lokalna zajednica mogla zatvoriti krug proizvodnje i potrošnje toplotne energije. 64

65 13. ANEX 65

66 600.0 Uporedna analiza cene energije i ušteda - ( ) Trenutna goriva x Biomasa+Mazut x Ušteda x Crtež 24 Komparativna analiza troškova toplotne energije i ušteda 66

67 Ušteda od zamene goriva - ( ) 450, , , , , , , ,000 50, Ušteda x , 244, 258, 274, 290, 307, 325, 344, 364, 385, 389, 392, 396, 400, 403, 407, 411, 414, 418, 422, Crtež 25 Ušteda usled zamene sistema goriva 67