optimizacija kogeneracijskih enot v bioplinarni waste, biodegradable kitchen waste and corn silage....

Aleš Štumpf

OPTIMIZACIJA KOGENERACIJSKIH ENOT V BIOPLINARNI

Magistrsko delo

Maribor, junij 2014


Magistrsko delo študijskega programa II. stopnje

Študent: Aleš Štumpf

Študijski program: magistrski študijski program II. stopnje Kemijska

tehnika

Predvideni strokovni naslov: magister inženir kemijske tehnike

Mentor: doc. dr. Anita Kovač Kralj

Komentor: izr. prof. dr. Darko Goričanec

Delovni mentor: univ. dipl. inž. agr. Matjaž Durič

Maribor, junij 2014

STROGO ZAUPNO!

Optimizacija kogeneracijskih enot v bioplinarni

I

IZJAVA

Izjavljam, da sem magistrsko delo izdelal/a sam/a, prispevki drugih so posebej označeni. Pregledal/a sem literaturo s področja magistrskega dela po naslednjih geslih:

Vir: Web of Knowledge (apps.isiknowledge.com)

Gesla: Število referenc

biogas 3

cogeneration 5

Vir: COBIB-COBISS (http://www.cobiss.si/scripts/cobiss?ukaz=getid)

Gesla: Število referenc

bioplin 4

kogeneracija 3

Skupno število pregledanih člankov: 8

Skupno število pregledanih knjig: 7

Maribor, junij 2014 Aleš Štumpf


II

ZAHVALA

Za strokovno pomoč in svetovanje pri nastajanju magistrskega dela se zahvaljujem mentorici doc. dr. Aniti Kovač Kralj. Prav tako se zahvaljujem somentorju izr. prof. dr. Darku Goričancu ter Matjažu Duriču–direktorju Panvite Ekoteh d.o.o., ker mi je omogočil študij in izvedbo magistrskega dela.

Posebna zahvala gre staršem ter mojemu dekletu Polonci, ki so mi ves čas študija stali ob strani, me podpirali in spodbujali.


III


Povzetek

V okviru magistrskega dela smo naredili raziskavo optimalno izbiro kombinacije kogeneracij za podjetje Panvita Ekoteh d.o.o.

Družba se ukvarja s proizvodnjo bioplina iz gnojevke, stranskih živalskih odpadkov 2. in 3. kategorije, biorazgradljivih kuhinjskih odpadkov ter koruzne silaže. Nastali bioplin se vodi na dve kogeneraciji. Kogeneracijski sistem tvorita dva plinska motorja na notranje izgorevanje po 625 kW in 835 kW električne moči. Ker pa je življenjska doba kogeneracije 60 000 delovnih ur, bo treba v družbi Panvita Ekoteh d.o.o. še letos zamenjati kogeneracijski sistem, zato želimo poiskati optimalno rešitev med različnimi kogeneracijami. S pomočjo matematičnega programa GAMS bomo poiskali optimalno rešitev med različnimi kogeneracijami.

Rezultati so pokazali, da na izbiro kogeneracij največ vpliva količina silaže in izplen bioplina.

Ključne besede: GAMS, bioplin, kogeneracija, GE Jenbacher, Panvita Ekoteh d.o.o.

UDK: 662.767.2(043.2)


IV

OPTIMIZATION OF COGENERATION UNITS DURING A BIOGAS PLANT

Abstract

For the purpose of this Master’s thesis we made research on optimal choice of combination of cogeneration for Panvita Ekoteh Ltd. company.

The company is engaged in production of biogas made of slurry, 2nd and 3rd category side food waste, biodegradable kitchen waste and corn silage. The resulting biogas is kept in two cogenerations. Cogeneration system consist of two gas internal combustion engine at 625 kW and 835 kW of electrical power. However, since the lifespan of cogeneration is 60 000 hours of work, the company of Panvita Ekoteh Ltd. will have to replace the cogeneration system this year. Using mathematical programme GAMS we will find optimal solution among various cogenerations.

The results showed that amount of silage and biogas yield has influenced the choice of cogeneration the most.

Key words: GAMS, biogas, cogeneration, GE Jenbacher, Panvita Ekoteh d.o.o.

UDK: 662.767.2(043.2)


V

Kazalo

1 Uvod ................................................................................................................................ 1 1.1 Namen, hipoteze in cilji ........................................................................................... 1

2 Teoretični del ................................................................................................................... 2 2.1 Bioplin ...................................................................................................................... 2 2.2 Kemijska sestava bioplina ........................................................................................ 2 2.3 Zdravju škodljivi plini .............................................................................................. 3 2.4 Kurilna vrednost metana .......................................................................................... 4 2.5 Nastanek bioplina .................................................................................................... 5 2.6 Stopnje nastanka bioplina ....................................................................................... 5

2.6.1 Hidroliza ........................................................................................................... 5 2.6.2 Acidogeneza ..................................................................................................... 6 2.6.3 Acetogeneza ...................................................................................................... 6 2.6.4 Metanogeneza ................................................................................................... 7

2.7 Kogeneracija ........................................................................................................... 8 2.8 Predstavitev plinskega motorja ................................................................................ 9

2.8.1 Plinski motor ..................................................................................................... 9 2.8.2 Leanox regulator ............................................................................................... 9 2.8.3 Skice plinskega motorja Jenbacher ................................................................. 10

2.9 Kvalificirana proizvodnja električne energije ........................................................ 15 2.9.1 Status kvalificiranega proizvajalca ................................................................. 15 2.9.2 Veljavnost statusa kvalificiranega proizvajalca .............................................. 16

2.10 Energija iz obnovljivih virov in soproizvodnje ...................................................... 16 2.10.1 Postopek pridobitve podpore .......................................................................... 16

3 Predstavitev podjetja ..................................................................................................... 18 3.1 Bioplinarna Nemščak ............................................................................................ 18 3.2 Vrste in količine biološko razgradljivih odpadkov ................................................ 20

3.2.1 Surova gnojevka ............................................................................................. 20 3.2.2 Mulj iz drugih čistilnih naprav ....................................................................... 20 3.2.3 Stranski živalski proizvod ............................................................................... 20 3.2.4 Organski kuhinjski odpadki ............................................................................ 22

3.3 Podatki o obratovanju naprave ............................................................................... 23 3.3.1 Obratovalni čas naprave ................................................................................. 23 3.3.2 Postopek sprejema in sterilizacije ŽSP (živalski stranski proizvodi) ............. 23 3.3.3 Postopek sprejema in prečrpavanja gnojevke ................................................. 24 3.3.4 Postopek ravnanja s koruzno silažo ................................................................ 24 3.3.5 Postopek pridobivanja bioplina ...................................................................... 25 3.3.6 Postopek ravnanja z bioplinom ....................................................................... 25 3.3.7 Postopek ravnanja z odpadno goščo ............................................................... 25 3.3.8 Postopek ravnanja z odpadno vodo ................................................................ 26

4 Metode dela ................................................................................................................... 27 4.1 Računalniški program GAMS (General Algebraic Modeling System) ................. 27

4.1.1 Kratek opis programa ..................................................................................... 27 4.1.2 Organiziranost programa GAMS: .................................................................. 28

4.2 Matematični model ................................................................................................ 29 4.3 Uporabljene enačbe za matematični model ........................................................... 33

4.3.1 Primer izračuna za kogeneracijo v kombinaciji A in B .................................. 33 5 Eksperimentalni del ....................................................................................................... 40

5.1 Rezultati pri ceni silaže 40 €/t ................................................................................ 40 5.2 Rezultati pri ceni silaže 45 €/t ................................................................................ 54


VI

5.3 Rezultati pri ceni silaže 50 €/t ................................................................................ 58 5.4 Rezultati pri ceni silaže 55 €/t ................................................................................ 61 5.5 Rezultati pri ceni silaže 60 €/t ................................................................................ 63 5.6 Rezultati pri 20 % slabši kvaliteti silaže in ceni 40 €/t .......................................... 64 5.7 Rezultati pri 20 % slabši kvaliteti silaže in ceni 30 €/t .......................................... 70 5.8 Rezultati pri 20 % slabši kvaliteti silaže in ceni 35 €/t .......................................... 74 5.9 Rezultati pri 20 % slabši kvaliteti silaže in ceni 45 €/t .......................................... 77

6 Rezultati in diskusija ...................................................................................................... 78 6.1 Rešitve pri ceni silaže 40 €/t ................................................................................... 78 6.2 Rešitve pri ceni silaže 45 €/t ................................................................................... 79 6.3 Rešitve pri ceni silaže 50 €/t ................................................................................... 80 6.4 Rešitve pri ceni silaže 55 €/t ................................................................................... 81 6.5 Rešitve pri ceni silaže 60 €/t ................................................................................... 82 6.6 Rešitve pri ceni 30 €/t za 20 % slabšo kvaliteto silaže ........................................... 83 6.7 Rešitve pri ceni 35 €/t za 20 % slabšo kvaliteto silaže ........................................... 84 6.8 Rešitve pri ceni 40 €/t za 20 % slabšo kvaliteto silaže ........................................... 85 6.9 Rešitve pri ceni 45 €/t za 20 % slabšo kvaliteto silaže ........................................... 85

7 Zaključek ....................................................................................................................... 86 8 Literatura ........................................................................................................................ 87 9 Priloge ............................................................................................................................ 88

9.1 Priloga 1: Matematični model programa GAMS, pri vhodnih podatkih 55 t silaže in ceni 40 €/t. ..................................................................................................................... 88 9.2 Priloga 2: Rešitve matematičnega programa GAMS, pri vhodnih podatkih 55 t silaže in ceni 40 €/t. ........................................................................................................... 99

10 Življenjepis ............................................................................................................... 102


VII

Seznam tabel

Tabela 2-1: Kemijska sestava bioplina. .................................................................................. 2

Tabela 2-2: Toksični učinki H2S ............................................................................................. 3

Tabela 2-3: Kurilna vrednost bioplina. ................................................................................... 4

Tabela 2-4: Produkti razgradnje. ............................................................................................ 5



Tabela 2-7: Reakcije. .............................................................................................................. 6

Tabela 2-8: Reakcije. .............................................................................................................. 7

Tabela 3-1: Klasifikacija odpadkov. ..................................................................................... 21

Tabela 4-1: Tehnični podatki o kogeneraciji JMC 312 GS-B.L. .......................................... 30





Tabela 5-1: Ekonomska analiza pri količini silaže 70 t/dan in ceni 40 €/t. .......................... 40

Tabela 5-2: Količina proizvedene električne energija in odstotek delovanja kogeneracije. 41








Tabela 5-10: Količina proizvedene električne energija in odstotek delovanja kogeneracije. .............................................................................................................................................. 49

Tabela 5-11: Ekonomska analiza pri količini silaže 45 t/dan in ceni 40 €/t. ........................ 50















VIII







Tabela 5-31: Ekonomska analiza slabše kvalitete silaže pri 70 t/dan in ceni 40 €/t. ............ 64

Tabela 5-32: Količina proizvedene električne energija in odstotek delovanja kogeneracije. ............................................................................................................................................... 65



















Tabela 6-1: Prikaz dobička pri različnih količinah silaže in ceni 40 €/t. .............................. 78

Tabela 6-2: Ekonomska analiza pri kombinaciji kogeneracije AB in ceni silaže 40 €/t. ..... 78








Tabela 6-10: Ekonomska analiza pri kombinaciji kogeneracije AB in ceni silaže 60 €/t. ... 82

Tabela 6-11: Prikaz dobička pri različnih količinah slabše kvalitetne silaže in ceni 30 €/t.. 83

Tabela 6-12: Ekonomska analiza pri kombinaciji kogeneracije AB in ceni slabše kvalitetne silaže 30 €/t. .......................................................................................................................... 83

Tabela 6-13: Prikaz dobička pri različnih količinah slabše kvalitetne silaže in ceni 35 €/t.. 84


IX


Tabela 6-15: Prikaz dobička pri različnih količinah slabše kvalitetne silaže in ceni 40 €/t. 85


Tabela 6-17: Prikaz dobička pri različnih količinah slabše kvalitetne silaže in ceni 45 €/t. 85


X

Seznam slik

Slika 2-1: Meje eksplozivnosti metana. ................................................................................. 3

Slika 2-2: Poenostavljeni diagram procesa anaerobne fermentacije (Lee, 2003). ................. 7

Slika 2-3: Prikaz kogeneracije. .............................................................................................. 8

Slika 2-4: Pomen posameznih črk na skicah plinskega motorja. ......................................... 10

Slika 2-5: Plinski motor Jenbacher. ..................................................................................... 11




Slika 3-1: Objekti bioplinarne Nemščak. ............................................................................. 19

Slika 3-2: Poenostavljena shema Bioplinarne Nemščak. ..................................................... 26


XI

Uporabljeni simboli in kratice

CamA amortizacija za kogeneracijo A (EUR/dan)

CamB amortizacija za kogeneracijo B (EUR/dan)

cel prodajna cena električne energije (EUR/kWh)

Cfiksni fiksni stroški kateri zajemajo: bančne kredite vzdrževanje plače zaposlenih

(EUR/dan)

Cnakup el strošek električne energije (EUR/dan)

CobrA obratovalni stroški za kogeneracijo A (EUR/dan)

CobrB obratovalni stroški za kogeneracijo B (EUR/dan)

Colja cena 1 litra mineralnega olja Mobil Pegasus 705 za plinske motorje (EUR/L)

ColjaA stroški olja za kogeneracijo A (EUR/dan)

ColjaB stroški olja za kogeneracijo B (EUR/dan)

Csilaže cena silaže (EUR/t)

IA investicija za kogeneracijo A [EUR]

IB investicija za kogeneracijo B [EUR]

msilaže masa silaže (t)

msterilizacije masa odpadkov iz sterilizacije (t)

PAB prihodek od prodaje električne energije kogeneracije A in B (EUR/dan)

Pcel skupni prihodek od prodaje električne energije (EUR/dan)

PelA električna moč kogeneracije A (kW)

PelB električna moč kogeneracije B (kW)

SA skupni stroški za kogeneracijo A (EUR/dan)

SAB skupni stroški za kogeneraciji A in B (EUR/dan)

SB skupni stroški za kogeneracijo B (EUR/dan)

t čas delovanja kogeneracije (h)

VA volumen bioplina za delovanje kogeneracije A (m3)

VB porabljen volumen bioplina za delovanje kogeneracije B (m3)

Vbioplina volumen proizvedenega bioplina (m3)

VoljaA količina menjanega olja (L)

VoljaB količina menjanega olja (L)

Vostanek volumen bioplina kateri se ni porabil (m3)

VporA poraba bioplina kogeneracije A na uro (m3/h)

VporB poraba bioplina kogeneracije B na uro (m3/h)

Vsilaže izplen bioplina iz silaže (m3)

Vsterilizacije izplen bioplina iz sterilizacije (m3)

WelA proizvedena električna energija kogeneracije A (kWh/dan)

WelB proizvedena električna energija kogeneracije B (kWh/dan)

xA število menjav olja za kogeneracijo A

xB število menjav olja za kogeneracijo B

%delA odstotek delovanja kogeneracije A na dan (%)

%delB odstotek delovanja kogeneracije B na dan (%)


XII

Grški simboli

λ zračno razmerje

Kratice

CH4 metan

CO2 ogljikov dioksid

CnH2n+2 ogljikovodiki

CH3OH metanol

CH3CH2OH etanol

CH3COOH etanojska kislina

CH3(CH2)2COOH butanojska kislina

CH3CH2COOH propanojska kislina

CH3(CH2)3COOH pentanojska kislina

CnH2n+1SiO siloksani

GAMS General Algebraic Modeling System

GE General Electric

GmbH Gesellschaft mit beschränkter Haftung oz. dužba z omejeno odgovornostjo

H2O voda

H2S vodikov sulfid

HMK hlapne maščobne kisline

HCO3- hidrogen karbonat

LP linearno programiranje

N2 dušik

O2 kisik

NH3 amonijak

NLP nelinearno programiranje

MILP mešano celoštevilsko linearno programiranje

MINLP mešano celoštevilsko linearno programiranje


1

1 Uvod

V 21. stoletju predstavlja enega največjih problemov vedno večja poraba energije in vedno manjše zaloge fosilnih goriv. Pomanjkanje fosilnih goriv je privedlo do raziskav o uporabi obnovljivih virov energije in s tem do razvoja novih tehnoloških postopkov za pridobivanje energije. Eden izmed učinkovitih energentov je bioplin, ki ga pridobivamo iz zelenih rastlin ali odpadnih organskih snovi. Bioplin ima zelo pozitiven vpliv na okolje, saj pri izgorevanju bioplina nastaja manj CO2. [1]

Osnovni namen proizvodnje bioplina skozi proces anaerobne fermentacije je okoljske narave, in sicer zmanjšanje emisij toplogrednih plinov v ozračje, prav tako pa pozitivno vpliva na socialno ekonomsko-družbene razmere in predvsem na kmetijstvo. [1]

1.1 Namen, hipoteze in cilji

V okviru magistrske naloge smo izvedli raziskavo za družbo Panvita Ekoteh d.o.o. (industrijsko magistrsko delo). Družba se ukvarja s proizvodnjo bioplina iz gnojevke, stranskih živalskih odpadkov 2. in 3. kategorije, biorazgradljivih kuhinjskih odpadkov ter koruzne silaže. Nastali bioplin se vodi v dve kogeneraciji. Kogeneracijski sistem tvorita dva plinska motorja na notranje izgorevanje po 625 kW in 835 kW električne moči. Ker pa je življenjska doba kogeneracije 60 000 delovnih ur, bo treba v družbi Panvita Ekoteh d.o.o. še letos zamenjati kogeneracijski sistem, zato želimo poiskati optimalno rešitev med različnimi kogeneracijami. S pomočjo matematičnega programa GAMS bomo poiskali optimalno rešitev med različnimi kogeneracijami.


2

2 Teoretični del

2.1 Bioplin

Bioplin postaja v zadnjem obdobju vse pomembnejši na področju izkoriščanja alternativne energije v svetu in pri nas. Je zmes plinov, ki nastane pri anaerobnem vrenju (brez prisotnosti kisika) v bioplinski napravi. Razkroj biomase in živalskih odpadkov poteka s pomočjo razkrojnih mikroorganizmov – bakterij. Trenutno ga največ uporabljajo v kogeneratorskih enotah (sočasna proizvodnja električne in toplotne energije) na družinskih kmetijah, smetiščih, napravah za čiščenje odpadnih voda itd. V nekaterih državah Evrope (npr. Nemčija, Avstrija itd) eksperimentirajo z možnostjo uvajanja bioplina v javno plinsko mrežo kot tudi za pogon motornih vozil (v obeh primerih ga je treba predhodno obdelati zaradi očiščenja). Bioplin lahko proizvajamo tako rekoč iz vseh organskih materialov, ki vsebujejo zadovoljivo razmerje ogljika in dušika (bakterije uporabljajo ogljik iz ogljikovih hidratov ter dušik iz beljakovin). Nastane s postopkom anaerobnega vrenja v posebni napravi–digestoriju. Anaerobno vrenje je biološki proces, v katerem bakterije razgradijo organske odpadke brez prisotnosti kisika. Produkti, ki nastanejo z anaerobnim vrenjem, so nevarni za okolico, ker vsebujejo pline, ki povzročajo »efekt tople grede«. Največji delež plinov pri anaerobnem vrenju ima metan, ki ga sežigamo (proizvodnja energije), pri tem pa dobimo ogljikov dioksid in vodo (zaprt krog ogljikovega dioksida). Bioplin so začeli bolj masovno izkoriščati ob koncu sedemdesetih let prejšnjega stoletja (proizvajali so ga predvsem iz živalskih fekalij). Danes za proizvodnjo bioplina, razen omenjenih fekalij, uporabljajo tudi rastline (koruza, sirek itd.), komunalne odpadke (rastlinski material iz košnje javnih površin, listje itd.), odpadke predelave v prehrambni industriji kot tudi odpadke hrane iz gospodinjstev. [2]

2.2 Kemijska sestava bioplina

Spodnja tabela 2–1 prikazuje kemijsko sestavo bioplina.

Tabela 2-1: Kemijska sestava bioplina. [2]

Ime Formula Koncentracija [vol. %]

Metan CH4 55–70

Ogljikov dioksid CO2 30–45

Dušik N2 0–5

Kisik O2 <1

Ogljikovodiki CnH2n+2 <1

Vodikov sulfid H2S 0–0,5

Amonijak NH3 0–0,05

Voda (plinasto agregatno stanje) H2O 1–5

Siloksani CnH2n+1SiO 0–50 mg/m3


3

2.3 Zdravju škodljivi plini

Iz bioplinarn lahko uhajajo plini: metan, amonijak, vodikov sulfid, ki so škodljivi za ljudi. V tabeli 2–2 so prikazani toksični učinki H2S. [3]

Tabela 2-2: Toksični učinki H2S. [3]

Koncentracija v zraku [ppm] učinki

0,03–0,15 Prag zaznavanja (vonj po gnilih jajcih).

15–75 Draženja oči in dihal, slabost, bruhanje,

glavoboli, raztresenost.

150–300 Paraliza vohalnega živca.

>375 Smrt z zastrupitvijo (po več urah).

>750 Smrt zaradi odpovedi dihal od 30 do 60 minut.

>1000 Hitra smrt zaradi odpovedi dihal po nekaj

minutah.

Metan predstavlja nevarnost predvsem pri visokih koncentracijah, saj povzroči zadušitev

zaradi pomanjkanja kisika. Simptomi se kažejo kot glavobol, slabost, utrujenost,

omotičnost, v hujših primerih tudi izguba zavesti. Metan je v določenih mejah tudi

eksploziven (slika 2–1). [3], [4]

Slika 2-1: Meje eksplozivnosti metana. [4]


4

2.4 Kurilna vrednost metana

Kurilna vrednost je merilo za količino energije, ki se sprosti v obliki toplote pri zgorevanju energenta. [5]

Enota za plinasta goriva je kJ/m3 ter tudi kWh/m

3; meri se zgornja ali spodnja kalorična

vrednost; zgornja vključuje toploto nastalo ob kondenziranju vodne pare v dimnih plinih in prehodu v tekočino, za razliko od spodnje, ki tega ne vključuje. [5]

Spodnjo kurilno vrednost metana pri različni volumskih deležev prikazuje tabela 2–3.

Tabela 2-3: Kurilna vrednost bioplina.

Volumski delež CH4 [vol.%] Spodnja kurilna vrednost bioplina

[kWh/Nm3]

40 3,98

42 4,19

44 4,39

46 4,58

48 4,79

50 4,99

52 5,19

54 5,38

56 5,59

58 5,78

60 5,98

62 6,19

64 6,39

66 6,58

68 6,78

70 6,99


5

2.5 Nastanek bioplina [6]

Anaerobna razgradnja je štiristopenjski proces pri katerem mikroorganizmi, kot so bakterije, v anaerobnem okolju razgrajujejo organske substrate. Osnovna reakcija anaerobne razgradnje biomase se glasi:

( ) (2.1)

( )

( )

V primeru razgradnje lignina in aromatskih spojin se razgradi po reakciji:

[

] [

] [

] (2.2)

2.6 Stopnje nastanka bioplina [6]

2.6.1 Hidroliza

V prvi stopnji se kompleksni materiali (organski polimeri), kot so maščobe, polisaharidi, proteini, hidrolizirajo s hidrolitičnimi bakterijami do monomerov. Lipidi se razgradijo v maščobne kisline, polisaharidi v monosaharide, proteini v aminokisline ter nukleinske kisline v purine in pirimidine (tabeli 2–4 in 2–5).

Tabela 2-4: Produkti razgradnje. [6]

Reaktant Produkt Čas potreben za razgradnjo

Ogljikovi hidrati Kratko verižni sladkorji Ure

Proteini Aminokisline Dnevi

Maščobe Maščobne kisline in glicerol Dnevi

Lignin Aromatske komponente Nepopolna in počasna

Lignoceluloza Kratko verižni sladkorji Nepopolna in počasna


6


Aromatske komponente

Vanilin

Vanilinska kislina

Ferulna kislina

Cimetova kislina

Benzojska kislina

Katehol

Fenol

2.6.2 Acidogeneza

V drugi stopnji s pomočjo fermentivnih bakterij pretvarjajo proizvode hidrolize v metanogene substrate. Iz topnih monomerov nastanejo vodik, CO2 in vmesni produkti, kot so hlapne maščobne kisline (HMK) in etanol (tabela 2–6).


Reaktant Produkt

Kratko verižni sladkorji Kratko verižne kisline (butanojska, propanojska, etanojska in

pentanojska)

Maščobne kisline Alkoholi, CO2 in H2

Aminokisline Kratko verižne kisline (butanojska, propanojska, etanojska in

pentanojska), NH3, aromatične komponente, H2S, CO2 in H2

2.6.3 Acetogeneza

V tretji stopnji z acetogenimi bakterijami (acetat oksidirajočimi in acetat reducirajočimi) hlapne maščobne kisline in alkohole oksidirajo v acetat, vodik in CO2 (tabela 2–7).

Tabela 2-7: Reakcije. [6]

Reaktant Reakcija

Propanojska kislina CH3(CH2)2COO- + 2H2O 2CH3COO

- + H

+ +2H2

Pentanojska kislina CH3(CH2)3COOH + 2H2O CH3COO- + CH3(CH2)COOH +

H+ + 2H2

Ogljikova kislina/vodik 2CO2 + 4H2 CH3COO- + H

+ + 2H2O

Glicerol C3H8O3 + H2O CH3COOH + 3H+ + CO2

Mlečna kislina CH3CHOHCOO- + 2H2O CH3COO

- + HCO3

- + H2 + 2H2

Etanol CH3CH2OH + H2O CH3COOH + 2H2


7

2.6.4 Metanogeneza

V četrti in zadnji fazi s pomočjo arhej nastaja metan na dva načina: s cepitvijo acetata v CO2 oziroma redukcijo CO2 in H2 v metan. 70 % metana nastane iz acetata, 30 % pa iz pretvorbe H2 in CO2 (tabela 2–8).

Tabela 2-8: Reakcije. [6]

Reaktant Reakcija

CO2 HCO3- + H

+ + 4H2 CH4 + 3H2O

CO2 + 4H2 CH4 + 2H2O

4HCOO- + H2O + H

+ CH4 + 3 HCO3

-

Acetat CH3COO- + H2O CH4 + HCO3

-

Metil 4CH3OH 3CH4 + HCO3- + H

+ + H2O

CH3OH + H2 CH4 + H2O

2CH3CH2OH + CO2 CH4 + 2CH3COOH

Vse štiri faze procesa anaerobne fermentacije so prikazane na sliki 2–2.

Slika 2-2: Poenostavljeni diagram procesa anaerobne fermentacije (Lee, 2003). [7]


8

2.7 Kogeneracija [8]

Kogeneracijska enota (slika 2–3) je sestavljena iz motorja (imenovanega pogonski stroj) v

katerem zgoreva gorivo. Mehanska moč, ki jo proizvaja motor, se z vgrajenim električnim

generatorjem uporablja za proizvodnjo električne energije. Toplota, ki jo oddaja motor

(odpadna toplota), se uporablja za ogrevanje prostorov ali sanitarne vode. Odpadna toplota

se lahko uporablja tudi za ohlajevanje prostorov, če se odvede skozi absorpcijsko hladilno

napravo. Kogeneracijski sistemi se običajno delijo v skupine glede na električno moč.

Okoljske koristi, povezane s kogeneracijo, izvirajo iz večje energijske učinkovitosti, ki je

posledica uporabe toplote, ki jo proizvede kogeneracijska enota. Pri konvencionalnih

elektrarnah se toplota, ki se proizvede z zgorevanjem goriva, izgubi.

Kogeneracijska enota odpadno toploto uporabi, zato lahko doseže približno 80-odstotno

učinkovitost. Ker se električna energija proizvaja na kraju samem, ne prihaja do izgub pri

prenosu energije kot pri konvencionalni, centralizirani proizvodnji in distribuciji v

nacionalnem omrežju.

Poleg okoljskih in energijskih koristi se kogeneracijski sistemi nameščajo zaradi zmožnosti

proizvodnje električne energije. Sistemi lahko izboljšajo tudi kakovost električnega omrežja

s stabilizacijo napajalnega toka in napetosti ter zagotovijo neprekinjeno oskrbo z električno

energijo.

Slika 2-3: Prikaz kogeneracije. [9]


9

2.8 Predstavitev plinskega motorja

V podjetju Panvita Ekoteh d.o.o. uporabljajo kogeneracije podjetja General Electric Jenbacher GmbH. Na bioplinarni Nemščak imajo dve kogeneraciji po 625 kW in 835 kW električne moči.

2.8.1 Plinski motor

Štritaktni plinski motor proizvajalca GE Jenbacher je vodno hlajen 12 (JMS 312–625 kWel) oz. 16 (JMS 316–835 kWel) cilindrski V-motor (70°), pri katerem polnjenje mešanice poteka preko turbo polnilnika za izgorevalne pline. Plinski motorji GE Jenbacher delujejo po LEANOX postopku, ki predstavlja nadaljnjo stopnjo v razvoju varčnih motorjev. Pri tem se motorju dovaja plinska mešanica s presežkom zraka, da bi se že pri zgorevanju v motorju minimiralo emisije. [9]

2.8.2 Leanox regulator

Plinski motorji GE Jenbacher so optimirani tako, da pri obratovanju pri največjih obremenitvah dosegajo čim nižje emisijske vrednosti izgorevalnih plinov. Da bi lahko to optimirano oddajanje izgorevalnih plinov dosegali, morajo varčni motorji delovati s pravilnim presežkom zraka λ (zračno razmerje). Pri tem se izkorišča neposredna zveza med emisijami NOx in številom presežka zraka, da bi se dosegale optimalne vrednosti emisij izgorevalnih plinov. Osnova patentiranega regulatorja LEANOX je dejstvo, da med številom presežka zraka λ in veličinami moči, delovnega tlaka in temperaturo mešanice obstaja linearna povezava. Reguliranje na tej podlagi ima veliko prednost, ker je merjenje teh veličin preprosto in zanesljivo ter je mogoče zračno razmerje λ natančno določiti. V izgorevalnih plinih niso potrebne nobene sonde, za katere sicer obstaja nevarnost staranja. Tako je mogoče emisijske vrednosti zanesljivo vzdrževati na konstantni ravni. [9]

Naloga regulatorja LEANOX je regulacija optimalnega polnilnega tlaka glede na trenutno navedeno električno moč in temperaturo zmesi. LEANOX regulator se avtomatsko vklopi, ko je prekoračena definirana dejanska moč (pribl. 30 % celotne moči). Dejansko reguliranje opravlja Pl regulator. Regulator količine plina se uporablja kot nastavni člen, ki opravlja regulacijo količine plina, in tako vpliva na spreminjanje zračnega razmerja λ. [9]


10

2.8.3 Skice plinskega motorja Jenbacher

Za boljšo preglednost skic (slika 2–4) so na motorjih vhodni oz. izhodni mediji prikazani s puščicami. Posamezne črke označujejo medij. Smer toka medijev kažejo konci puščic. [9]

Slika 2-4: Pomen posameznih črk na skicah plinskega motorja. [9]

Slike 2–5, 2–6, 2–7 in 2–8 prikazujejo podrobnejšo sestavo plinskega motorja Jenbacher.


11

Slika 2-5: Plinski motor Jenbacher. [9]


12



13



14



15

2.9 Kvalificirana proizvodnja električne energije

Pojem kvalificirane proizvodnje električne energije je uvedel energetski zakon z namenom

povečanja obsega električne energije, ki se proizvaja na okolju prijazen način. Sem sodi

proizvodnja električne energije iz obnovljivih virov energije ali odpadkov in soproizvodnja

električne energije in toplote z nadpovprečno visokim izkoristkom. [10]

Tovrstni proizvajalci lahko pridobijo status kvalificiranega proizvajalca v skladu z uredbo o

pogojih za pridobitev statusa kvalificiranega proizvajalca električne energije, kjer so

upoštevani obseg proizvodnje, vrsta energetskega vira in doseženi izkoristki kvalificiranih

elektrarn. Kvalificirani proizvajalec lahko prodaja proizvedeno električno energijo po

ugodni ceni sistemskemu operaterju javnega omrežja, na katero je priključen. V primeru, da

prodaja električno energijo neposredno končnim porabnikom ali trgovcem z električno

energijo, ima kvalificirani proizvajalec pravico do premije na prodano električno energijo.

[10]

Pravila in izhodišča za pogodbene odnose med malimi kvalificiranimi proizvajalci

električne energije in sistemskimi operaterji omrežij, na katere so kvalificirane elektrarne

priključene ter pravila za določanje cen in premij za odkup električne energije od

kvalificiranih proizvajalcev električne energije so določeni z Uredbo o pravilih za določitev

cen in za odkup električne energije od kvalificiranih proizvajalcev električne energije

(Uradni list RS, št. 25/2002). Določbe te uredbe ne veljajo za kvalificirane proizvajalce, ki

proizvajajo električno energijo v velikih hidroelektrarnah, v velikih elektrarnah na

komunalne odpadke, v velikih toplarnah za daljinsko ogrevanje ter v srednjih in velikih

industrijskih toplarnah. [10]

Enotne letne cene in enotne letne premije za električno energijo od kvalificiranih

proizvajalcev so določene s Sklepom o cenah in premijah za odkup električne energije od

kvalificiranih proizvajalcev električne energije (Uradni list RS, št. 75/2006), ki ga sprejme

Vlada RS. [10]

2.9.1 Status kvalificiranega proizvajalca

Status kvalificiranega proizvajalca lahko pridobi tisti proizvajalec, ki v posameznih

proizvodnih objektih proizvaja električno energijo in toploto z nadpovprečno dejansko

doseženim izkoristkom pri soproizvodnji električne energije in toplote, ali če izkorišča

odpadke ali obnovljive vire energije na ekonomsko primeren način, ki je usklajen z

varstvom okolja. Natančnejši pogoji za pridobitev tega statusa so določeni v Uredbi o

pogojih za pridobitev statusa kvalificiranega proizvajalca električne energije (Uradni list

RS, št. 71/07), kjer so upoštevani obseg proizvodnje, vrsta energetskega vira in doseženi

izkoristki kvalificiranih elektrarn. Z dnem uveljavitve te uredbe preneha veljati Uredba o

pogojih za pridobitev statusa kvalificiranega proizvajalca električne energije (Uradni list

RS, št. 29/01 in 99/01). [10]


16

2.9.2 Veljavnost statusa kvalificiranega proizvajalca

Status kvalificiranega proizvajalca po Uredbi o pogojih za pridobitev statusa

kvalificiranega proizvajalca električne energije (Uradni list RS, št. 71/07) se lahko podeli

največ za eno leto. [10]

Status kvalificiranega proizvajalca, podeljen skladno z Uredbo o pogojih za pridobitev

statusa kvalificiranega proizvajalca električne energije (Uradni list RS, št. 29/01 in 99/01),

velja do izteka roka, za katerega je bil podeljen. [10]

2.10 Energija iz obnovljivih virov in soproizvodnje

2.10.1 Postopek pridobitve podpore

Lastnik ali najemnik proizvodne naprave, ki proizvaja oz. bo proizvajala električno energijo

iz obnovljivih virov energije (OVE) oz. v soproizvodnji električne energije in koristne

toplote z visokim izkoristkom (SPTE), mora za pridobitev podpore na Javno agencijo

Republike Slovenije za energijo (agencija) najprej podati vlogo za pridobitev deklaracije za

proizvodno napravo. Obrazec vloge je dostopen na spletni strani agencije. [11]

Če proizvodna naprava izpolnjuje vse predpisane pogoje za pridobitev deklaracije in

proizvajalec poda popolno vlogo, agencija v upravnem postopku proizvajalcu izda odločbo

o podelitvi deklaracije za proizvodno napravo. Po pravnomočnosti odločbe proizvajalec

prejme listino, ki dokazuje pravnomočnost pridobljene deklaracije za proizvodno napravo.

Deklaracija je pridobljena za določen čas, in sicer za proizvodne naprave, ki proizvajajo

električno energijo iz OVE, do pet let ter za proizvodne naprave, ki proizvajajo električno

energijo v SPTE, za eno leto. Proizvajalec bo moral pred pretekom veljavnosti deklaracije

podati novo vlogo za pridobitev deklaracije oziroma po prenehanju veljavnosti pridobljene

deklaracije pridobiti novo deklaracijo za proizvodno napravo, sicer mu bo upravičenost do

podpore s prenehanjem veljavnosti deklaracije usahnila. [11]

Proizvajalec, ki je pridobil deklaracijo za proizvodno napravo, ki ni starejša od 10 (SPTE)

oziroma 15 let (OVE), lahko na agencijo poda vlogo za pridobitev odločbe o dodelitvi

podpore. [11]

Če je vloga popolna in so izpolnjeni vsi predpisani pogoji za pridobitev podpore, agencija

proizvajalcu izda odločbo o dodelitvi podpore. V odločbi so opredeljeni: vrsta podpore,

obdobje, za katero se zagotavlja podpora, in višina podpore oziroma velikostni razred, v

katerega je uvrščena proizvodna naprava. [11]


17

Podpore se izvajajo kot:

zagotovljen odkup električne energije, dobavljene v javno omrežje, in sicer

proizvajalcem, ki proizvajajo električno energijo v proizvodnih napravah v SPTE

manjših od 1 MW, in proizvajalcem, ki proizvajajo električno energijo v

proizvodnih napravah na OVE, manjših od 5 MW. [11]

finančna pomoč za tekoče poslovanje, ki pomeni razliko med proizvodnimi stroški

in predvideno tržno ceno električne energije, dodelila pa se bo proizvajalcem, ki

proizvajajo električno energijo v proizvodnih napravah na OVE oziroma v SPTE, in

to za vso neto proizvedeno električno energijo, ki jo ti proizvajalci prodajo na trgu

ali porabijo za lastni odvzem. [11]


18

3 Predstavitev podjetja

Panvita Ekoteh d.o.o. je ena od družb iz Skupine Panvita. Družba je bila ustanovljena leta 2004. Namen družbe je izgradnja in upravljanje bioplinarn in skrb za okoljske procesa v skupini Panvita. Danes družba Panvita Ekoteh upravlja tri bioplinarne – Nemščak, Motvarjevci in Jezera. V letu 2013 je bilo proizvedeno 22 968,3 MWh električne energije in 6 658,9 MWh toplotne energije. Proizvedena električna energija se prodaja na trgu. Toplotna energija pa se uporablja za ogrevanje prašičje (Nemščak) in piščančje farme (Motvarjevci) ter za ogrevanje naselja Jezera in Splošne bolnišnice Murska Soboto. Panvita Ekoteh d.o.o. zaposluje 16 ljudi.

3.1 Bioplinarna Nemščak [12]

Investitor Panvita Ekoteh d.o.o. je na lokaciji farme Nemščak zgradil bioplinarno za proizvodnjo bioplina iz gnojevke, koruzne silaže in stranskih živalskih proizvodov (SŽP 2 in SŽP 3) ter energetski center za kogeneracijo toplotne in električne energije iz bioplina. Električna moč kogeneracije je 1,46 MW. Toplotna energija iz kogeneracije se uporablja za ogrevanje gnilišč bioplinarne, za pripravo pare za sterilizacijo stranskih živalskih proizvodov, za ogrevanje obratne in upravne stavbe bioplinarne ter za ogrevanje hlevov farme.

Proizvodnja »zelene energije« iz bioplina, ki spada med obnovljive vire energije, pomeni obetaven in za okolje manj škodljiv način pridobivanja energije, saj zmanjšuje emisije CO2 v okolje in zmanjšuje energetsko odvisnost od uvoženih virov energije.

Bistveni namen gradnje bioplinarne je, da se večina stranskih produktov, ki nastajajo pri vertikalno orientirani proizvodnji gospodarske družbe Panvita d.d., predela in izkoristi na okolju prijazen način. Predelava stranskih produktov, ki nastanejo pri proizvodnji v mesno predelovalnih obratih, na poljih in pri reji prašičev, omogoča proizvodnjo bioplina, ki se s kogeneracijskimi enotami izkorišča kot toplotna in električna energija. Po anaerobni razgradnji se izkoriščeni substrat vrača na začetek proizvodne verige kot odlično organsko gnojilo. Zaradi uporabe gnojevke kot energetskega substrata za ogrevanje hlevov in istočasnega zmanjšanja organske obremenitve gnojevke pomeni gradnja bioplinarne tehnološko zaokrožitev sistema pri reji prašičev. Obenem pa tudi optimalno izkoriščenje stranskih živalskih proizvodov ob upoštevanju vse veljavne zakonodaje. Ekološki in ekonomski učinek bioplinarne povečuje uporaba koruzne mase kot kosubstrata.

Bioplinarna v Nemščaku lahko proizvede 11 GW ur električne energije na leto. Celotna investicija v Bioplinarno Nemščak je stala 7,7 milijona EUR.

Pozitivni učinki Bioplinarne Nemščak:

proizvodnja zelene električne energije (11 GW ur/leto), zmanjšanje uporabe kurilnega olja za ogrevanje Farme Nemščak (največja farma

prašičev v Sloveniji (staleža cca. 50.000 kom) – na letni ravni 650.000), zmanjšanje uporabe umetnih gnojil za gnojenje njivskih površin za cca. 200 t/leto, ekološka predelave stranskih živalskih proizvodov, da ti več niso goli odpadek,

ampak predstavljajo surovino za proizvodnjo energije.


19

Kot prikazuje slika 3–1, so v sklopu bioplinarne naslednji objekti:

Slika 3-1: Objekti bioplinarne Nemščak. [13]

1 Sprejemni prostor za SŽP kat. 2. in 3.,

2 sterilizacija,

3 kotlovnica,

4 sprejemni prostor za biorazgradljivi kuhinjski odpad,

5 upravna stavba,

6 sprejemni bazen za gnojevko in silažo,

7 fermentor 1,

8 fermentor 2,

9 plinohram,

10 deponija za silažo,

11 kogeneraciji,

12 čistilna naprava,

13 deponija za suho pregnito blato.


20

3.2 Vrste in količine biološko razgradljivih odpadkov

Kot substrat za proizvodnjo bioplina se uporabljala koruzna masa v obliki koruznih sekancev, surova gnojevka, mulj iz čiščenja gnojevke in sterilizirani stranski živalski proizvodi SŽP kategorije 2 in 3. Kot odpadek med temi substrati se štejejo le surova gnojevka, mulj iz čiščenja gnojevke in steriliziran SŽP. [13]

3.2.1 Surova gnojevka

Surovo gnojevko prištevamo po Standardni klasifikaciji odpadkov med Odpadke iz kmetijstva, vrtnarstva, lova, ribištva, ribogojstva in proizvodnjo hrano s klasifikacijsko številko 02 01 06 – živalski iztrebki, urin in gnoj (vključno z onesnaženo slamo) in ločeno zbrane odpadke, obdelane izven kraja nastanka. [13]

3.2.2 Mulj iz drugih čistilnih naprav

Odpadki, ki so zajeti pod to klasifikacijsko številko so mulji, ki nastanejo pri čiščenju gnojevke na čistilni napravi Nemščak. Ti mulji so iz mehanskega dela, anaerobnega in aerobnega dela čiščenja gnojevke. [13]

3.2.3 Stranski živalski proizvod

Stranske živalske proizvode prištevamo po Standardni klasifikaciji odpadkov med Odpadke pri pripravi in predelavi mesa, rib in drugih živil živalskega izvora s klasifikacijsko številko 02 01 01; 02 01 02; 02 01 06; 02 01 99; 02 02 01; 02 02 02; 02 02 03 in 02 02 04 (tabela 3–1). Izvor teh odpadkov je iz mesnopredelovalnih obratov, in sicer MIR d.d., MIR Klavnice d.o.o. in iz Agromerkurja d.o.o. Če to kategorijo razdelimo, gre za odpadke, ki morejo biti, preden se uporabijo za nadaljnjo uporabo, toplotno obdelani. Ti odpadki so: živalske kosti, kri, perje, maščobe, jajčne lupine, živalski notranji organi, ki niso primerni za prehrano ljudi. [13]


21

Spodnja tabela prikazuje klasifikacijske številke odpadkov, ki jih lahko predeluje Bioplinarna Nemščak v skupni količini 100 000 t na leto.

Tabela 3-1: Klasifikacija odpadkov. [14]

Klasifikacijska številka Naziv odpadka

02

ODPADKI IZ KMETIJSTVA,

VRTNARSTVA, LOVA, RIBIŠTVA,

RIBOGOJSTVA IN PROIZVODNJE

HRANE.

02 01 Odpadki iz kmetijstva, vrtnarstva, lova,

ribištva in ribogojstva.

02 01 01 Odpadna živalska tkiva.


02 01 03 Odpadna rastlinska tkiva.

02 01 06

Živalski iztrebki, urin in gnoj (vključno z

onesnaženo slamo) in ločeno zbrani odpadki,

obdelani izven kraja nastanka.

02 01 99 Drugi tovrstni odpadki.

02 02 Odpadki pri pripravi in predelavi mesa, rib

in drugih živil živalskega izvora.

02 02 01 Mulji iz pranja in čiščenja.


02 02 03 Snovi, neprimerne za uporabo in predelavo.

02 02 04 Mulji iz čiščenja odpadne vode na kraju

nastanka.

02 02 99 Drugi tovrstni odpadki

02 03 Odpadki pri pripravi in predelavi sadja,

vrtnin, žitaric, jedilnih olj, kakava, kave in

tobaka; odpadki pri konzerviranju sadja in

vrtnin.

02 03 01 Mulji iz pranja, čiščenja, lupljenja,

centrifugiranja in ločevanja.

02 03 04 Snovi, neprimerne za uporabo in predelavo.


02 05 Odpadki pri proizvodnji mlečnih izdelkov.


02 06 Odpadki iz pekarn in slaščičarn.

02 06 01 Snovi, neprimerne za uporabo ali predelavo.

02 07 Odpadki pri proizvodnji alkoholnih in

brezalkoholnih pijač (razen kave, čaja in

kakava).

02 07 02 Odpadki iz destilacije žganih pijač.

07 ODPADKI IZ ORGANSKIH KEMIJSKIH


22

PROCESOV.

07 05 Odpadki pri proizvodnji, pripravi, dobavi in

uporabi farmacevtskih proizvodov.

07 05 14 Trdni odpadki, ki niso navedeni pod 07 05 13.

19 ODPADKI IZ NAPRAV ZA OBDELAVO

ODPADKOV, NAPRAV ZA ČIŠČENJE

ODPADNE VODE IN

OBJEKTOV ZA OSKRBO PITNE IN

TEHNOLOŠKE VODE.

19 08 Odpadki iz naprav za čiščenje odpadne vode,

ki niso navedeni drugje.

19 08 09 Masti in oljne mešanice iz naprav za ločevanje

olja in vode, ki vsebujejo le jedilna olja in

masti.

19 08 14 Mulji iz drugih čistilnih naprav tehnoloških

odpadnih voda, ki niso navedeni pod 19 08 13.

20 KOMUNALNI ODPADKI IN NJIM

PODOBNI ODPADKI IZ INDUSTRIJE,

OBRTI IN STORITVENIH

DEJAVNOSTI, VKLJUČNO Z LOČENO

ZBRANIMI FRAKCIJAMI.

20 01 Ločeno zbrane frakcije (razen 15 01).

20 01 08 Biorazgradljivi kuhinjski odpadki.

20 02 Odpadki iz vrtov in parkov (vključno z

odpadki s pokopališč).

20 02 01 Biorazgradljivi odpadki.

3.2.4 Organski kuhinjski odpadki

Pod to točko smatramo predelavo odpadkov iz kuhinjskih obratov s klasifikacijsko številko 20 01 08. Te odpadke zbirajo pooblaščeni zbiralci, ki odpadke pripeljejo v Bioplinarno Nemščak. [13]


23

3.3 Podatki o obratovanju naprave

3.3.1 Obratovalni čas naprave

Bioplinarna Nemščak obratuje 24 ur/dan, vse leto, razen v izrednih primerih, kot so servisi, remonti in drugi nepredvideni izpadi. [13]

Obratovalni čas naprave se podrobneje deli glede na različne sklope bioplinarne, in sicer: - sterilizacija, ki traja 8 ur/dan, 5 dni/teden,

- fermentacija, ki traja 24ur/dan, vse leto,

- kogeneracija , ki traja 24ur/dan, vse leto,

- dehidracija, ki traja 12ur/dan, 7dni/teden. [13]

3.3.2 Postopek sprejema in sterilizacije ŽSP (živalski stranski proizvodi)

Živalski stranski proizvodi (ŽSP2 in ŽSP3) se dovažajo na Bioplinarno Nemščak s transportnim vozilom direktno v pokrit sprejemni objekt in bazen namenjen samo za ŽSP. Vstop v prostor je omogočen skozi elektromotorna dvižna vrata, ki so, razen med prehodom transportnega vozila, vedno zaprta. Iz vozila se odpadki sipajo v sprejemnik ŽSP. Sprejemnik je izveden kot tipska kovinska konstrukcija. Pokrov sprejemnika ima hidravličen pogon in je odprt samo ob sprejemu ŽSP. [13]

Transport ŽSP2 in ŽSP3 do bioplinarne se izvaja s transportnim vozilom (do štirikrat dnevno med 10. in 15. uro v delovnem tednu od ponedeljka do petka). Za pranje transportnih vozil, ki dovažajo ŽSP, je v sklopu objekta sterilizacije urejena pralna ploščad. Pranje se opravlja z visokotlačnim vodnim čistilnim aparatom. Po končanem čiščenju z visokotlačnim čistilcem se opravi še dezinfekcija vozila. [13]

Pralne vode od pranja transportnih vozil se iztekajo v kalužno jamo v poglobljenem delu prostora, kjer je vgrajena potopna centrifugalna črpalka od tu pa se po tlačnem cevovodu prečrpava v sprejemnik ŽSP ter od tod v proces sterilizacije. [13]

V sklopu objekta sterilizacije ni hladilnice za morebitno shranjevanje ŽSP zato so vsi ŽSP (maksimalno 36 t/dan) obdelani/predelani še v istem dnevu. [13]

Praznjenje vozila v sprejemni bazen poteka v zaprtem prostoru iz katerega se zrak sesa skozi zračni UV filter. Iz sprejemnega bazena se vsebina transportira s spiralnim transporterjem v drobilec, kjer se živalski stranski proizvodi zmeljejo na velikost pod 30 mm in nato s spiralnim transporterjem transportirajo na tračni transporter opremljenim z detektorjem kovin. Od tu se vsebina vsipava v sterilizator. [13]

Sterilizacijska enota je šaržna z avtomatskim tehtanjem teže vsebine sterilizatorja. Sterilizacija je postopek toplotne obdelave pri katerem se material živalskega izvora segreva nad 100 ºC, da se uniči vse mikroorganizme in njihove spore ter deaktivira encime.

Sterilizacijski postopek poteka v hermetično zaprtem kotlu (sterilizator). [13]


24

V sterilizatorju se vsebina najprej za približno 5 minut ogreva pri 100 ºC, tako da se izloči zrak (ki se odvaja na UV filter). Nato se izvaja sterilizacija, ki poteka pri tlaku 3,5 bar, temperaturi najmanj 133 ºC in času najmanj 20 minut. Ves postopek sterilizacije se beleži za vsako šaržo posebej. [13]

Po končani sterilizaciji se vsebina iz sterilizatorja izprazni v ohlajevalni rezervoar steriliziranega živalskega proizvoda. Ko se vsebina ohladi približno na temperaturo 70 °C se od tu vsebina črpa v sprejemni bazen za gnojevko in flotat gnojevke ali pa direktno v fermentorja. [13]

V procesu sterilizacije se iz sterilizatorja izločena izparina vodi preko ciklona (za izločanje trdnih delcev) v zračno hlajeni kondenzator. Del izparine, ki ne kondenzira, pa se odsesa v zračni UV filter. Zbrani kondenz se vrača v sprejemni bazen ŽSP. [13]

Prostori sterilizacije so ločeni od ostalih prostorov uporabljenih v druge namene (kotlovnica, pisarne itd.). Sam sprejem in sterilizacija ŽSP sta izvedena v dveh ločenih prostorih. V umazanem delu je urejen sprejem ŽSP in vgrajen drobilec ŽSP, v čistem delu pa je vgrajen sterilizator. Vstop v umazani in čisti del je varovan z dezinfekcijsko bariero. [13]

Onesnažen zrak iz vseh prostorov se odsesava po sistemu odsesavanja v zračni UV filter. Poleg odsesavanja zraka iz prostorov je urejeno še lokalno odsesavanje iz sprejemnika ŽSP, drobilca ŽSP, odsesovalne nape tračnega transporterja z detektorjem kovin in sterilizatorja. [13]

3.3.3 Postopek sprejema in prečrpavanja gnojevke

Gnojevka in flotat iz farme Nemščak se prečrpavata iz obstoječega črpališča gnojevke na ČN Nemščak v pokrit sprejemni bazen za gnojevko in flotat gnojevke. V bazenu je vgrajeno mešalo za homogenizacijo vsebine. Vsebina bazena se v programiranih intervalih črpa v obe gnilišči. [13]

3.3.4 Postopek ravnanja s koruzno silažo

Koruzna silaža se enkrat letno naredi na depojih za skladiščenje koruzne silaže. Kapaciteta deponij je 12.000 m

3. Silaža se dnevno s posebnim nakladalcem prevaža iz deponije v

sprejemni bazen, kjer se dozira v časovnih intervalih v gnilišča. [13]


25

3.3.5 Postopek pridobivanja bioplina

Anaerobna obdelava se izvaja v dveh gniliščih mezofilnega tipa pri temperaturi cca 38 °C s popolnim premešavanjem. Doziranje vseh vrst substrata v gnilišča je avtomatizirano v vnaprej nastavljenih časovnih intervalih. V obeh gniliščih je vgrajeno po eno vertikalno mešalo posebne izvedbe in po eno horizontalno mešalo. Obe mešali zagotavljata dobro mešanje svežega vložka z obstoječo maso v gnilišču, preprečujeta pojavo plavajoče gošče in usedanje gošče na dno gnilišč. Obratovanje mešal je avtomatizirano. Usedla gošča se odvaja v lovilni jašek. Gnilišči sta ogrevani z vgrajenimi vročevodnimi ogrevali. Kot vir energije se uporablja del odpadne toplote iz kogeneracije. Proces anaerobne obdelave poteka pri stalno enaki obratovalni temperaturi. Temperatura in nivo gošče v gnilišču se stalno kontrolirata. [13]

Za eventualno potrebno zmanjšanje koncentracije H2S v bioplinu se v obe gnilišči po potrebi vpihava manjša količina zraka. Del H2S se tako s pomočjo bakterij, ki oksidirajo žveplo, razgradi v čisto žveplo. Sistem za vpihavanje zraka v gnilišča je zaradi varnostnih razlogov tako izveden, da omogoča doziranje zraka do največ 10 % volumske proizvodnje bioplina, torej pod spodnjo mejo eksplozivne mešanice zrak/bioplin. [13]

Po anaerobni obdelavi v gniliščih se gošča gravitacijsko preliva v bazen pregnite biomase in plinohram. Ta bazen služi za nabiro anaerobno obdelane gošče in kot plinohram. Obenem v bazenu še naprej poteka manj intenzivna anaerobna obdelava, tudi ta pri mezofilnih pogojih. V bazenu je vgrajeno horizontalno mešalo za homogenizacijo vsebine bazena. V bazen se prečrpava tudi blato iz obstoječe lagune za presežno blato. Plinohran je nizkotlačne membranske izvedbe z maksimalnim nadtlakom 3 mbar in je opremljen z varnostnim nad in podtlačnim ventilom. [13]

3.3.6 Postopek ravnanja z bioplinom

Iz plinohrama se vodi bioplin prek peščenega filtra, kondenznih loncev in plinskega puhala v dve enoti kogeneracije. V primeru ne obratovanja kogeneracijskih enot zaradi vzdrževalnih del višek bioplina izgoreva na plinski bakli. [13]

Na Bioplinarni Nemščak sta vgrajeni dve tipski kogeneracijski enoti kontejnerske izvedbe. Dnevna proizvodnja el. energije za oddajo v sistem javnega omrežja je pri projektirani količini substrata približno 30.000 kWh/dan, povprečna el. moč pa cca 1200 kW. Moč prve kogeneracijske enote je 835 kW, druge pa 625 kW. Letna proizvodnja električne energije je tako 10.000 MW. [13]

3.3.7 Postopek ravnanja z odpadno goščo

Iz bazena pregnite mase se gošča črpa v objekt strojnega zgoščanja, kjer sta nameščeni dve centrifugi horizontalnega tipa, ki zgoščata pregnito goščo na cca 30 % suhe snovi. Strojno zgoščena gošča se nato začasno skladišči na začasni deponiji za strojno zgoščeno goščo, od tu pa se v času gnojenja kmetijskih površin odvaža na polja. [13]


26

3.3.8 Postopek ravnanja z odpadno vodo

Centrat s približno 0,5 % suhe snovi se izteka v črpališče blatnenice. Od tu se prečrpava v obstoječo napravo za aerobno čiščenje gnojevke Čistilne naprave Nemščak. [13]

Poenostavljena shema vseh postopkov pridobivanja bioplina in kogeneracije je prikazana na sliki 3–2. [13]

Slika 3-2: Poenostavljena shema Bioplinarne Nemščak. [13]


27

4 Metode dela

Matematični model smo izdelali s programom GAMS, s katerim smo iskali optimalno kombinacijo kogeneracije iz vidika maksimiranja dobička.

4.1 Računalniški program GAMS (General Algebraic Modeling System)

4.1.1 Kratek opis programa

General Algebraic Modeling System (GAMS) je posebno zasnovan za linearno (LP) in

nelinearno (NLP) modeliranje, ter za reševanje mešanih celoštevilskih linearnih in

nelinearnih (MILP, MINLP) optimizacijskih problemov. Sistem je še posebno uporaben pri

reševanju velikih kompleksnih problemov, ki lahko zahtevajo veliko ponavljanj za

vzpostavitev natančnega modela. [15], [16]

Najpogosteje uporabljena optimizacijska metoda matematičnega programiranja v tehniki je

metoda nelinearnega programiranja (Nonlinear Programming, NLP), ter metodi linearnega

programiranja (Linear Programming, LP) in mešanega-celoštevilskega linearnega

programiranja (Mixed-Integer Linear Programming, MILP). Zaradi večinoma nelinearnih

problemov, ki se pojavljajo v tehniki, ne dajeta dobrih rezultatov. Poleg LP, NLP in MILP

pa kot osnovno metodo matematičnega programiranja poznamo še mešano – celoštevilsko

nelinearno programiranje (Mixed-Integer Nonlinear Programming, MINLP). [15], [16]


28

4.1.2 Organiziranost programa GAMS: [16]

Vsak GAMS-ov model sestavljajo vhodni podatki:

SETS (zaporedja):

prijava, operacije s členi zaporedja.

PARAMETERS, TABLES, SCALARS (podatki):

prijava, podajanje vrednosti.

VARIABLES (spremenljivke).

EQUATIONS (enačbe):

prijava, definicija enačb.

MODEL (modelni stavek).

SOLVE (rešitveni stavek).

DISPLAY (izpis) opcija.

Izhod (oziroma datoteka z rezultati) vključuje:

sporočilo uporabniku na zaslon, izpis modela, pregled simbolov, celotni izpis enačb, statusno poročilo, rezultat.


29

4.2 Matematični model

V matematičnem modelu so bili uporabljeni naslednji vhodni podatki:

cel = 0,16555 [EUR/kWh]

kjer je:

cel prodajna cena električne energije (EUR/kWh).

Colja = 2,655 [EUR/L]

kjer je:

Colja cena 1 litra mineralnega olja Mobil Pegasus 705 za plinske motorje

(EUR/L).

Csilaže = 40 [EUR/t]

kjer je:

Csilaže cena silaže (EUR/t).

Cnakup. el. = 327 [EUR/dan]

kjer je:

C nakup. el. strošek električne energije (EUR/dan).

Cfiksni = 2000 [EUR/dan]

kjer je:

Cfiksni fiksni stroški, ki zajemajo: bančne kredite, vzdrževanje, plače zaposlenih

(EUR/dan).


30

Kogeneracije v matematičnem modelu smo poimenovali od A do E možne uporabe:

Kogeneracija A je JMC 312 GS-B.L z 635 kWel,

kogeneracija B je JMC 316 GS-B.L z 851 kWel,

kogeneracija C je JMC 412 GS-B.L z 889 kWel,

kogeneracija D je JMC 416 GS-B.L z 1189 kWel,

kogeneracija E je JMC 420 GS-B.L z 1487 kWel.

Tehnični podatki posameznih kogeneracij so podani v tabelah 4-1, 4-2, 4-3, 4-4 in 4-5.

Tabela 4-1: Tehnični podatki o kogeneraciji JMC 312 GS-B.L.

Model kogeneracije JMC 312 GS-B.L

Število valjev 12

Skupaj dovedena moč [kW] 1589

Mehanska moč [kW] 657

Električna moč [kW] 635

Toplotna moč [kW] 684

Skupna izhodna moč [kW] 1319

Električni izkoristek [%] 40,0

Toplotni izkoristek [%] 43,0

Skupni izkoristek [%] 83,0

Količina olja v motorju [L] 800

Poraba olja [kg/obr. h] 0,20

Poraba plina [m3/h] 250

Nakupna cena I [€] 122 500

Obratovalni stroški [€/obr. h] 4,60


31


Model kogeneracije JMC 316 GS-B.L

Število valjev 16





Skupna izhodna moč [kW] 1731










Model kogeneracije JMC 412 GS-B.LC

Število valjev 12





Skupaj izhodna moč [kW] 1759










32



Število valjev 16





Skupaj izhodna moč [kW] 2349















Skupaj zhodna moč [kW] 2938










33

4.3 Uporabljene enačbe za matematični model

Enačbe bomo predstavili na primeru dveh kogeneracij: A in B.

4.3.1 Primer izračuna za kogeneracijo v kombinaciji A in B

Primer izračuna za kogeneracijo A

Celotni izplen bioplina se izračuna po enačbi 4.1:

(4.1)

kjer je:

Vbioplina volumen proizvedenega bioplina (m3),

msilaže masa silaže (t),

Vsilaže izplen bioplina iz silaže (m3),

msterilizacije masa odpadkov iz sterilizacije (t),

Vsterilizacije izplen bioplina iz sterilizacije (m3).

Poraba bioplina kogeneratorja A se izračuna po enačbi 4.2:

(4.2)

kjer je:

VA volumen bioplina za delovanje kogeneracije A (m3),

t čas delovanja kogeneracije A (h),

VporA poraba bioplina kogeneracije A na uro (m3/h).

V programu GAMS smo dodali še zgornjo omejitev časa na 24 ur, saj generator ne more

delovati dlje časa, kot je dolg dan.


34

Proizvedena električna energija kogeneratorja A se izračuna po enačbi 4.3:

(4.3)

kjer je:

WelA proizvedena električna energija kogeneracije A (kWh/dan),

PelA električna moč kogeneracije A (kW),


VporA poraba bioplina kogeneracije A na uro (m3/h).

Odstotek delovanja kogeneracije A se izračuna po enačbi 4.4:

(4.4)

kjer je:

%delA odstotek delovanja kogeneracije A na dan (%),


PelA električna moč kogeneracije A (kW).

Primer izračuna za kogeneracijo B

Volumen bioplina za delovanje kogeneracije B se izračuna po enačbi 4.5:

(4.5)

kjer je:

VB porabljen volumen bioplina za delovanje kogeneracije B (m3),


VA volumen bioplina za delovanje kogeneracije A (m3).


35

Proizvedena električna energija kogeneracije B se izračuna po enačbi 4.6:

(4.6)

kjer je:

WelB proizvedena električna energija kogeneracije B (kWh/dan),

PelB električna moč kogeneracije B (kW),

VB volumen bioplina za delovanje kogeneracije B (m3),

VporB poraba bioplina kogeneracije B na uro (m3/h).

Pri proizvedeni električni energiji kogeneracije B smo dodali zgornjo omejitev dobljeno

enačbo 4.7:

(4.7)

kjer je:


PelB električna moč kogeneracije B (kW).

Odstotek delovanja kogeneracije B se izračuna po enačbi 4.8:

(4.8)

kjer je:

%delB odstotek delovanja kogeneracije B na dan (%),


PelB električna moč kogeneracije B (kW).


36

Ostanek volumna bioplina se izračuna po enačbi 4.9:

(4.9)

kjer je:

Vostanek volumen bioplina, ki se ni porabil (m3),



VA volumen bioplina za delovanje kogeneracije B (m3).

Prihodek od prodaje električne energije se izračuna po enačbi 4.10:

( ) (4.10)

kjer je:

PAB prihodek od prodaje električne energije kogeneracije A in B (EUR/dan),


WelB proizvedena električna energija kogeneracije B (kWh(dan),

cel prodajna cena električne energije (EUR/kWh).

Stroški olja za kogeneracijo A se izračunajo po enačbi 4.11 in 4.12.

Mineralno olje za plinske motorje se mora menjati na vsakih 1500 obratovalnih ur kogeneracije.

(4.11)

(4.12)

kjer je:

ColjaA stroški olja za kogeneracijo A (EUR/dan),

xA število menjav olja za kogeneracijo A,

VoljaA količina menjanega olja (L).


37

Življenjska doba kogeneracije je 60000 obratovalnih ur, zato izračunamo amortizacijo kogeneracije A po enačbi 4.13:

(4.13)

kjer je:

CamA amortizacija za kogeneracijo A (EUR/dan),

IA Investicija za kogeneracijo A [EUR].

Stroški kogeneracije A se izračunajo po enačbi 4.14:

( ) (4.14)

kjer je:

SA skupni stroški za kogeneracijo A (EUR/dan),

CamA amortizacija za kogeneracijo A (EUR/dan),

%delA odstotek delovanja kogeneracije A na dan (%),

CobrA obratovalni stroški za kogeneracijo A (EUR/dan),

ColjaA stroški olja za kogeneracijo A (EUR/dan).

Stroški olja za kogeneracijo B se izračunajo po enačbi 4.15 in 4.16.

Mineralno olje za plinske motorje se mora menjati na vsakih 1500 obratovalnih ur kogeneracije.

(4.15)

(4.16)

kjer je:

ColjaB stroški olja za kogeneracijo B (EUR/dan),

xB število menjav olja za kogeneracijo B,

VoljaB količina menjanega olja (L).


38

Življenjska doba kogeneracije je 60000 obratovalnih ur, zato izračunamo amortizacijo kogeneracije B po enačbi 4.17:

(4.17)

kjer je:

CamB amortizacija za kogeneracijo B (EUR/dan),

IB Investicija za kogeneracijo B [EUR].

Stroški kogeneracije B se izračunajo po enačbi 4.18:

( ) (4.18)

kjer je:

SB skupni stroški za kogeneracijo B (EUR/dan),

CamB amortizacija za kogeneracijo B (EUR/dan),

%delB odstotek delovanja kogeneracije B na dan (%),

CobrB obratovalni stroški za kogeneracijo B (EUR/dan),

ColjaB stroški olja za kogeneracijo B (EUR/dan).

Skupaj stroški kogeneracije A in B se izračunajo po enačbi 4.19:

(4.19)

kjer je:

SAB skupni stroški za kogeneraciji A in B (EUR/dan),

SA skupni stroški za kogeneracijo A (EUR/dan),

SB skupni stroški za kogeneracijo B (EUR/dan).


39

Nameska funkcija se izračuna po enačbi 4.20:

( ) (4.20)

kjer je:

Pcel skupni prihodek od prodaje električne energije (EUR/dan),

PAB prihodek od prodaje električne energije kogeneracije A in B (EUR/dan),

SAB skupni stroški za kogeneracijo A in B (EUR/dan),

msilaže masa silaže (t),

Csilaže cena silaže (EUR/t).


40

5 Eksperimentalni del

V eksperimentalnem delu smo spreminjali vhodno količino in ceno silaže ter analizirali, kako vplivajo ti parametri na namensko funkcijo in izbiro optimalne kombinacije kogeneracije. V analizo smo še vključili slabšo kvaliteto silaže, kar je lahko posledica suše, toče in drugih vremenskih razmer in vplivajo na rast koruze.

5.1 Rezultati pri ceni silaže 40 €/t

Pri vhodni količini silaže 70 t/dan (izplen bioplina 200 m3/t silaže) in sterilizaciji 20 t/dan

so bili dobljeni rezultati, kot jih prikazujeta tabeli 5–1 in 5–2.

Kot je razvidno iz tabele 5–1 je največja namenska funkcija pri kombinaciji kogeneracije BB.

Tabela 5-1: Ekonomska analiza pri količini silaže 70 t/dan in ceni 40 €/t.

Kombinacija

kogeneracij

Prihodek

[€/dan]

Fiksni

stroški in

elektrika

[€/dan]

Variabilni

stroški

[€/dan]

Stroški

silaže

[€/dan]

Namenska

funkcija

[€/dan]

Dobiček

[€/a]

AB 5904 2327 409 2800 368 134 320

AA 5045 2327 387 2800 -469 -171 185

BB 6720 2327 408 2800 1185 432 525

AC 6055 2327 643 2800 285 104 025

AD 6962 2327 682 2800 1153 420 845

BC 6832 2327 663 2800 1042 380 330

CC 6940 2327 637 2800 1176 429 240

D 4724 2327 501 2800 -904 -329 960

E 5908 2327 567 2800 214 78 110


41

Iz tabele 5–2 je razvidno, da je največja proizvodnja električne energije pri kombinaciji BB. Pri kombinacijah AB, AA, AC, D in E vidimo, da med procesom nastane več bioplina, kot ga porabijo kogeneracije, kar neugodno vpliva na namensko funkcijo, saj nam silaža predstavlja strošek.

Tabela 5-2: Količina proizvedene električne energija in odstotek delovanja kogeneracije.

Kombinacija

kogeneracij

Proizvedena

električna energija

[kWh/dan]

Odstotek

delovanja

kogeneracije

[%]

Bioplin, ki se ni

porabil

[m3]

A

B

15240

20424

100

100

2248

A

A

15240

15240

100

100

4600

B

B

20424

20170

100

99

0

A

C

15240

21336

100

100

2152

A

D

15240

26816

100

94

0

B

C

19935

21336

98

100

0

C

C

21336

20588

100

97

0

D 28536 100 5320

E 35688 100 2488


42

Pri vhodni količini silaže 65 t/dan (izplen bioplina 200 m3/t silaže), ceni silaže 40 €/t in

sterilizaciji 20 t/dan so bili dobljeni rezultati, kot jih prikazujeta tabeli 5–3 in 5–4.



Kombinacija

kogeneracij

Prihodek

[€/dan]

Fiksni

stroški in

elektrika

[€/dan]

Variabilni

stroški

[€/dan]

Stroški

silaže

[€/dan]

Namenska

funkcija

[€/dan]

Dobiček

[€/a]

AB 5904 2327 409 2600 568 207 320

AA 5045 2327 387 2600 -269 -98 185

BB 6315 2327 392 2600 996 363 540

AC 6055 2327 643 2600 485 177 025

AD 6541 2327 663 2600 951 347 115

BC 6428 2327 647 2600 854 311 710

CC 6522 2327 615 2600 980 357 700

D 4724 2327 501 2600 -704 -256 960

E 5908 2327 567 2600 414 151 110


43

Iz tabele 5–4 je razvidno, da je največja proizvodnja električne energije pri kombinaciji BB. Pri kombinacijah AB, AA, AC, D in E vidimo, da med procesom nastane več bioplina, kot ga porabijo kogeneracije, kar neugodno vpliva na namensko funkcijo, saj nam silaža predstavlja strošek.


Kombinacija

kogeneracij

Proizvedena


[kWh/dan]

Odstotek

delovanja

kogeneracije

[%]

Bioplin, ki se ni

porabil

[m3]

A

B

15240

20424

100

100

1248

A

A

15240

15240

100

100

3600

B

B

20424

17724

100

87

0

A

C

15240

21336

100

100

1152

A

D

10972

28536

72

100

0

B

C

17490

21336

86

100

0

C

C

21336

18063

100

85

0

D 28536 100 4320

E 35688 100 1488


44



Kot je razvidno iz tabele 5–5 je največja namenska funkcija pri kombinaciji kogeneracije CC.


Kombinacija

kogeneracij

Prihodek

[€/dan]

Fiksni

stroški in

elektrika

[€/dan]

Variabilni

stroški

[€/dan]

Stroški

silaže

[€/dan]

Namenska

funkcija

[€/dan]

Dobiček

[€/a]

AB 5904 2327 409 2400 768 280 320

AA 5045 2327 387 2400 -69 -25 185

BB 5911 2327 377 2400 806 294 190

AC 6055 2327 643 2400 685 250 025

AD 6120 2327 645 2400 748 273 020

BC 6022 2327 632 2400 663 241 995

CC 6104 2327 539 2400 838 305 870

D 4724 2327 501 2400 -504 -183 960

E 5908 2327 567 2400 614 224 110


45

Iz tabele 5–6 je razvidno, da je največja proizvodnja električne energije pri kombinaciji CC. Pri kombinacijah AB, AA, AC, D in E vidimo, da med procesom nastane več bioplina, kot ga porabijo kogeneracije, kar neugodno vpliva na namensko funkcijo, saj nam silaža predstavlja strošek.


Kombinacija

kogeneracij

Proizvedena


[kWh/dan]

Odstotek

delovanja

kogeneracije

[%]

Bioplin, ki se ni

porabil

[m3]

A

B

15240

20424

100

100

248

A

A

15240

15240

100

100

2600

B

B

20424

15279

100

75

0

A

C

15240

21336

100

100

152

A

D

8433

28536

55

100

0

B

C

15044

21336

74

100

0

C

C

21336

15537

100

73

0

D 28536 100 3320

E 35688 100 488


46



Kot je razvidno iz tabele 5–5 je največja namenska funkcija pri kombinaciji kogeneracije AB.


Kombinacija

kogeneracij

Prihodek

[€/dan]

Fiksni

stroški in

elektrika

[€/dan]

Variabilni

stroški

[€/dan]

Stroški

silaže

[€/dan]

Namenska

funkcija

[€/dan]

Dobiček

[€/a]

AB 5600 2327 398 2200 675 246 375

AA 5045 2327 387 2200 131 47 815

BB 5506 2327 362 2200 617 225 205

AC 5699 2327 627 2200 545 198 925

AD 5701 2327 627 2200 547 199 655

BC 5618 2327 617 2200 474 173 010

CC 5686 2327 573 2200 586 213 890

D 4724 2327 501 2200 -304 -110 960

E 5694 2327 560 2200 607 221 555


47

Iz tabele 5–8 je razvidno, da je največja proizvodnja električne energije pri kombinaciji AB. Pri kombinaciji AA, in D vidimo, da med procesom nastane več bioplina, kot ga porabijo kogeneracije, kar neugodno vpliva na namensko funkcijo, saj nam silaža predstavlja strošek.


Kombinacija

kogeneracij

Proizvedena


[kWh/dan]

Odstotek

delovanja

kogeneracije

[%]

Bioplin, ki se ni

porabil

[m3]

A

B

15240

18585

100

91

0

A

A

15240

15240

100

100

1600

B

B

20424

12834

100

63

0

A

C

13086

21336

86

100

0

A

D

7620

26816

50

94

0

B

C

12599

21336

62

100

0

C

C

21336

13011

100

61

0

D 28536 100 2320

E 34393 96 0


48





Kombinacija

kogeneracij

Prihodek

[€/dan]

Fiksni

stroški in

elektrika

[€/dan]

Variabilni

stroški

[€/dan]

Stroški

silaže

[€/dan]

Namenska

funkcija

[€/dan]

Dobiček

[€/a]

AB 5194 2327 382 2000 485 177 025

AA 5045 2327 387 2000 332 121 180

BB 5100 2327 346 2000 427 155 855

AC 5278 2327 609 2000 342 124 830

AD 5282 2327 610 2000 345 125 925

BC 5212 2327 601 2000 284 103 660

CC 5268 2327 553 2000 388 141 620

D 4724 2327 500 2000 -103 -37 595

E 5275 2327 545 2000 403 147 095


49

Iz tabele 5–10 je razvidno, da je največja proizvodnja električne energije pri kombinaciji AB. Pri kombinaciji AA in D vidimo, da med procesom nastane več bioplina, kot ga porabijo kogeneracije, kar neugodno vpliva na namensko funkcijo, saj nam silaža predstavlja strošek.


Kombinacija

kogeneracij

Proizvedena


[kWh/dan]

Odstotek

delovanja

kogeneracije

[%]

Bioplin, ki se ni

porabil

[m3]

A

B

15240

16139

100

79

0

A

A

15240

15240

100

100

600

B

B

20424

10388

100

51

0

A

C

10546

21336

63

100

0

A

D

7620

24285

50

85

0

B

C

10212

21275

50

100

0

C

C

21154

10668

99

50

0

D 28536 100 1320

E 31864 89 0


50



Kot je razvidno iz tabele 5–11 je največja namenska funkcija pri kombinaciji kogeneracije AA.


Kombinacija

kogeneracij

Prihodek

[€/dan]

Fiksni

stroški in

elektrika

[€/dan]

Variabilni

stroški

[€/dan]

Stroški

silaže

[€/dan]

Namenska

funkcija

[€/dan]

Dobiček

[€/a]

AB 4790 2327 367 1800 281 102 565

AA 4877 2327 379 1800 364 132 860

BB 4696 2327 339 1800 223 81 395

AC 4857 2327 590 1800 121 44 165

AD 4863 2327 593 1800 126 45 990

BC 4794 2327 580 1800 66 24 090

CC 4850 2327 497 1800 170 62 050

D 4724 2327 500 1800 97 35 405

E 4856 2327 531 1800 184 67 160


51

Iz tabele 5–12 je razvidno, da je največja proizvodnja električne energije pri kombinaciji AA. Pri kombinaciji D vidimo, da med procesom nastane več bioplina, kot ga porabijo kogeneracije, kar neugodno vpliva na namensko funkcijo, saj nam silaža predstavlja strošek.


Kombinacija

kogeneracij

Proizvedena


[kWh/dan]

Odstotek

delovanja

kogeneracije

[%]

Bioplin, ki se ni

porabil

[m3]

A

B

15240

13694

100

67

0

A

A

14224

15240

93

100

0

B

B

10212

18154

50

89

0

A

C

8006

21336

53

100

0

A

D

7620

21756

50

76

0

B

C

10212

18749

50

88

0

C

C

18628

10668

87

50

0

D 28536 100 320

E 29335 82 0


52





Kombinacija

kogeneracij

Prihodek

[€/dan]

Fiksni

stroški in

elektrika

[€/dan]

Variabilni

stroški

[€/dan]

Stroški

silaže

[€/dan]

Namenska

funkcija

[€/dan]

Dobiček

[€/a]

AB 4385 2327 352 1600 106 38 690

AA 4457 2327 360 1600 170 62 050

BB 4291 2327 320 1600 44 16 060

AC 4439 2327 569 1600 -57 -20 805

AD 4444 2327 576 1600 -59 -21 535

BC 4377 2327 558 1600 -108 -39 420

CC 4432 2327 573 1600 -68 -24 820

D 4439 2327 489 1600 23 8395

E 4438 2327 516 1600 -5 -1825


53

Iz tabele 5–14 je razvidno, da je največja proizvodnja električne energije pri kombinaciji AA.


Kombinacija

kogeneracij

Proizvedena


[kWh/dan]

Odstotek

delovanja

kogeneracije

[%]

Bioplin, ki se ni

porabil

[m3]

A

B

15240

11248

100

55

0

A

A

11648

15240

77

100

0

B

B

15709

10212

77

50

0

A

C

7620

19194

50

90

0

A

D

7620

19226

50

67

0

B

C

10212

16224

50

76

0

C

C

10668

16103

50

76

0

D 26815 94 0

E 26806 75 0


54



sterilizaciji 20 t/dan so bili dobljeni rezultati, kot jih prikazuje tabela 5–15.



Kombinacija

kogeneracij

Prihodek

[€/dan]

Fiksni

stroški in

elektrika

[€/dan]

Variabilni

stroški

[€/dan]

Stroški

silaže

[€/dan]

Namenska

funkcija

[€/dan]

Dobiček

[€/a]

AB 5904 2327 409 3150 18 6570

AA 5045 2327 387 3150 -819 -29 8935

BB 6720 2327 408 3150 835 304 775

AC 6055 2327 643 3150 -65 -23 725

AD 6962 2327 682 3150 803 293 095

BC 6832 2327 663 3150 692 252 580

CC 6940 2327 637 3150 826 301 490

D 4724 2327 501 3150 -1254 -457 710

E 5908 2327 567 3150 -136 -49 640





Kombinacija

kogeneracij

Prihodek

[€/dan]

Fiksni

stroški in

elektrika

[€/dan]

Variabilni

stroški

[€/dan]

Stroški

silaže

[€/dan]

Namenska

funkcija

[€/dan]

Dobiček

[€/a]

AB 5904 2327 409 2925 243 88 695

AA 5045 2327 387 2925 -594 -216 810

BB 6315 2327 392 2925 671 244 915

AC 6055 2327 643 2925 160 58 400

AD 6541 2327 663 2925 626 228 490

BC 6428 2327 647 2925 529 193 085

CC 6522 2327 615 2925 655 239 075

D 4724 2327 501 2925 -1029 -375 585

E 5908 2327 567 2925 89 32 485


55





Kombinacija

kogeneracij

Prihodek

[€/dan]

Fiksni

stroški in

elektrika

[€/dan]

Variabilni

stroški

[€/dan]

Stroški

silaže

[€/dan]

Namenska

funkcija

[€/dan]

Dobiček

[€/a]

AB 5904 2327 409 2700 468 170 820

AA 5045 2327 387 2700 -369 -134 685

BB 5911 2327 377 2700 507 185 055

AC 6055 2327 643 2700 385 140 525

AD 6120 2327 645 2700 448 163 520

BC 6022 2327 632 2700 363 132 495

CC 6104 2327 539 2700 538 196 370

D 4724 2327 501 2700 -804 -293 460

E 5908 2327 567 2700 314 114 610





Kombinacija

kogeneracij

Prihodek

[€/dan]

Fiksni

stroški in

elektrika

[€/dan]

Variabilni

stroški

[€/dan]

Stroški

silaže

[€/dan]

Namenska

funkcija

[€/dan]

Dobiček

[€/a]

AB 5600 2327 398 2475 400 146 000

AA 5045 2327 387 2475 -144 -52 560

BB 5506 2327 362 2475 342 124 830

AC 5699 2327 627 2475 270 98 550

AD 5701 2327 627 2475 272 99 280

BC 5618 2327 617 2475 199 72 635

CC 5686 2327 573 2475 311 113 515

D 4724 2327 501 2475 -579 -211 335

E 5694 2327 560 2475 332 121 180


56





Kombinacija

kogeneracij

Prihodek

[€/dan]

Fiksni

stroški in

elektrika

[€/dan]

Variabilni

stroški

[€/dan]

Stroški

silaže

[€/dan]

Namenska

funkcija

[€/dan]

Dobiček

[€/a]

AB 5194 2327 382 2250 235 85 775

AA 5045 2327 387 2250 81 29 565

BB 5100 2327 346 2250 177 64 605

AC 5278 2327 609 2250 92 33 580

AD 5282 2327 610 2250 95 34 675

BC 5212 2327 601 2250 34 12 410

CC 5268 2327 553 2250 138 50 370

D 4724 2327 500 2250 -353 -128 845

E 5275 2327 545 2250 153 55 845





Kombinacija

kogeneracij

Prihodek

[€/dan]

Fiksni

stroški in

elektrika

[€/dan]

Variabilni

stroški

[€/dan]

Stroški

silaže

[€/dan]

Namenska

funkcija

[€/dan]

Dobiček

[€/a]

AB 4790 2327 367 2025 71 25 915

AA 4877 2327 379 2025 146 53 290

BB 4696 2327 339 2025 5 1825

AC 4857 2327 590 2025 -85 -31 025

AD 4863 2327 593 2025 -82 -29 930

BC 4794 2327 580 2025 -138 -50 370

CC 4850 2327 497 2025 1 365

D 4724 2327 500 2025 -128 -46 720

E 4856 2327 531 2025 -27 -9855


57



Kot je razvidno iz tabele 5–21 je največja namenska funkcija oz. najmanjša izguba pri kombinaciji kogeneracije AA.


Kombinacija

kogeneracij

Prihodek

[€/dan]

Fiksni

stroški in

elektrika

[€/dan]

Variabilni

stroški

[€/dan]

Stroški

silaže

[€/dan]

Namenska

funkcija

[€/dan]

Dobiček

[€/a]

AB 4385 2327 352 1800 -94 -34 310

AA 4457 2327 360 1800 -30 -10 950

BB 4291 2327 320 1800 -156 -56 940

AC 4439 2327 569 1800 -257 -93 805

AD 4444 2327 576 1800 -259 -94 535

BC 4377 2327 558 1800 -308 -112 420

CC 4432 2327 573 1800 -268 -97 820

D 4439 2327 489 1800 -177 -64 605

E 4438 2327 516 1800 -205 -74 825


58






Kombinacija

kogeneracij

Prihodek

[€/dan]

Fiksni

stroški in

elektrika

[€/dan]

Variabilni

stroški

[€/dan]

Stroški

silaže

[€/dan]

Namenska

funkcija

[€/dan]

Dobiček

[€/a]

AB 5904 2327 409 3500 -332 -121 180

AA 5045 2327 387 3500 -1169 -426 685

BB 6720 2327 408 3500 485 177 025

AC 6055 2327 643 3500 -415 -151 475

AD 6962 2327 682 3500 453 165 345

BC 6832 2327 663 3500 342 124 830

CC 6940 2327 637 3500 476 173 740

D 4724 2327 501 3500 -1604 -585 460

E 5908 2327 567 3500 -486 -177 390





Kombinacija

kogeneracij

Prihodek

[€/dan]

Fiksni

stroški in

elektrika

[€/dan]

Variabilni

stroški

[€/dan]

Stroški

silaže

[€/dan]

Namenska

funkcija

[€/dan]

Dobiček

[€/a]

AB 5904 2327 409 3250 -82 -29 930

AA 5045 2327 387 3250 -919 -335 435

BB 6315 2327 392 3250 346 126 290

AC 6055 2327 643 3250 -165 -60 225

AD 6541 2327 663 3250 301 109 865

BC 6428 2327 647 3250 204 74 460

CC 6522 2327 615 3250 330 120 450

D 4724 2327 501 3250 -1354 -494 210

E 5908 2327 567 3250 -236 -86 140


59





Kombinacija

kogeneracij

Prihodek

[€/dan]

Fiksni

stroški in

elektrika

[€/dan]

Variabilni

stroški

[€/dan]

Stroški

silaže

[€/dan]

Namenska

funkcija

[€/dan]

Dobiček

[€/a]

AB 5904 2327 409 3000 168 61 320

AA 5045 2327 387 3000 -669 -244 185

BB 5911 2327 377 3000 207 75 555

AC 6055 2327 643 3000 85 31 025

AD 6120 2327 645 3000 148 54 020

BC 6022 2327 632 3000 63 22 995

CC 6104 2327 539 3000 238 86 870

D 4724 2327 501 3000 -1104 -402 960

E 5908 2327 567 3000 14 5110





Kombinacija

kogeneracij

Prihodek

[€/dan]

Fiksni

stroški in

elektrika

[€/dan]

Variabilni

stroški

[€/dan]

Stroški

silaže

[€/dan]

Namenska

funkcija

[€/dan]

Dobiček

[€/a]

AB 5600 2327 398 2750 125 45 625

AA 5045 2327 387 2750 -419 -152 935

BB 5506 2327 362 2750 67 24 455

AC 5699 2327 627 2750 -5 -1825

AD 5701 2327 627 2750 -3 -1095

BC 5618 2327 617 2750 -76 -27 740

CC 5686 2327 573 2750 36 131 40

D 4724 2327 501 2750 -854 -311 710

E 5694 2327 560 2750 57 20 805


60



Kot je razvidno iz tabele 5–26 je največja namenska funkcija oz. najmanjša izguba pri kombinaciji kogeneracije AB.


Kombinacija

kogeneracij

Prihodek

[€/dan]

Fiksni

stroški in

elektrika

[€/dan]

Variabilni

stroški

[€/dan]

Stroški

silaže

[€/dan]

Namenska

funkcija

[€/dan]

Dobiček

[€/a]

AB 5194 2327 382 2500 -15 -5475

AA 5045 2327 387 2500 -169 -61 685

BB 5100 2327 346 2500 -73 -26 645

AC 5278 2327 609 2500 -158 -57 670

AD 5282 2327 610 2500 -155 -56 575

BC 5212 2327 601 2500 -216 -78 840

CC 5268 2327 553 2500 -112 -40 880

D 4724 2327 501 2500 -604 -220 460

E 5275 2327 545 2500 -97 -35 405


61






Kombinacija

kogeneracij

Prihodek

[€/dan]

Fiksni

stroški in

elektrika

[€/dan]

Variabilni

stroški

[€/dan]

Stroški

silaže

[€/dan]

Namenska

funkcija

[€/dan]

Dobiček

[€/a]

AB 5904 2327 409 3850 -682 -248 930

AA 5045 2327 387 3850 -1519 -554 435

BB 6720 2327 408 3850 135 49 275

AC 6055 2327 643 3850 -765 -279 225

AD 6962 2327 682 3850 103 37 595

BC 6832 2327 663 3850 -8 -2920

CC 6940 2327 637 3850 126 45 990

D 4724 2327 501 3850 -1954 -713 210

E 5908 2327 567 3850 -836 -305 140





Kombinacija

kogeneracij

Prihodek

[€/dan]

Fiksni

stroški in

elektrika

[€/dan]

Variabilni

stroški

[€/dan]

Stroški

silaže

[€/dan]

Namenska

funkcija

[€/dan]

Dobiček

[€/a]

AB 5904 2327 409 3575 -407 -148 555

AA 5045 2327 387 3575 -1244 -454 060

BB 6315 2327 392 3575 21 7665

AC 6055 2327 643 3575 -490 -178 850

AD 6541 2327 663 3575 -24 -8760

BC 6428 2327 647 3575 -121 -44 165

CC 6522 2327 615 3575 5 1825

D 4724 2327 501 3575 -1679 -612 835

E 5908 2327 567 3575 -561 -204 765


62



Kot je razvidno iz tabele 5–29 je največja namenska funkcija oz. najmanjša izguba pri kombinaciji kogeneracije CC.


Kombinacija

kogeneracij

Prihodek

[€/dan]

Fiksni

stroški in

elektrika

[€/dan]

Variabilni

stroški

[€/dan]

Stroški

silaže

[€/dan]

Namenska

funkcija

[€/dan]

Dobiček

[€/a]

AB 5904 2327 409 3300 -132 -48 180

AA 5045 2327 387 3300 -969 -353 685

BB 5911 2327 377 3300 -93 -33 945

AC 6055 2327 643 3300 -215 -78 475

AD 6120 2327 645 3300 -152 -55 480

BC 6022 2327 632 3300 -237 -86 505

CC 6104 2327 539 3300 -62 -22 630

D 4724 2327 501 3300 -1404 -512 460

E 5908 2327 567 3300 -286 -104 390


63




Kot je razvidno iz tabele 5–30 je največja namenska funkcija oz. najmanjša izguba pri kombinaciji kogeneracije BB.


Kombinacija

kogeneracij

Prihodek

[€/dan]

Fiksni

stroški in

elektrika

[€/dan]

Variabilni

stroški

[€/dan]

Stroški

silaže

[€/dan]

Namenska

funkcija

[€/dan]

Dobiček

[€/a]

AB 5904 2327 409 4200 -1032 -376 680

AA 5045 2327 387 4200 -1869 -682 185

BB 6720 2327 408 4200 -215 -78 475

AC 6055 2327 643 4200 -1115 -406 975

AD 6962 2327 682 4200 -247 -90 155

BC 6832 2327 663 4200 -358 -130 670

CC 6940 2327 637 4200 -224 -81 760

D 4724 2327 501 4200 -2304 -840 960

E 5908 2327 567 4200 -1186 -432 890


64

5.6 Rezultati pri 20 % slabši kvaliteti silaže in ceni 40 €/t

V primeru sušnih obdobij in takrat kadar pridelek koruze poškoduje toča, je lahko kvaliteta silaže bistveno slabša, zato smo tudi to vključili v našo analizo.




Tabela 5-31: Ekonomska analiza slabše kvalitete silaže pri 70 t/dan in ceni 40 €/t.

Kombinacija

kogeneracij

Prihodek

[€/dan]

Fiksni

stroški in

elektrika

[€/dan]

Variabilni

stroški

[€/dan]

Stroški

silaže

[€/dan]

Namenska

funkcija

[€/dan]

Dobiček

[€/a]

AB 5681 2327 401 2800 153 55 845

AA 5045 2327 387 2800 -469 -171 185

BB 5587 2327 365 2800 95 34 675

AC 5783 2327 631 2800 25 9125

AD 5785 2327 631 2800 27 9855

BC 5698 2327 620 2800 -49 -17 885

CC 5769 2327 577 2800 65 23 725

D 4724 2327 501 2800 -904 -329 960

E 5777 2327 563 2800 87 31 755


65


Kombinacija

kogeneracij

Proizvedena


[kWh/dan]

Odstotek

delovanja

kogeneracije

[%]

Bioplin, ki se ni

porabil

[m3]

A

B

15240

19074

100

93

0

A

A

15240

15240

100

100

1800

B

B

20424

13322

100

65

0

A

C

13594

21336

89

100

0

A

D

7620

27321

50

96

0

B

C

13088

21336

64

100

0

C

C

21336

13517

100

63

0

D 28536 100 2520

E 34898 98 0


66





Kombinacija

kogeneracij

Prihodek

[€/dan]

Fiksni

stroški in

elektrika

[€/dan]

Variabilni

stroški

[€/dan]

Stroški

silaže

[€/dan]

Namenska

funkcija

[€/dan]

Dobiček

[€/a]

AB 5357 2327 389 2600 41 14 965

AA 5045 2327 387 2600 -269 -98 185

BB 5263 2327 353 2600 -17 -6205

AC 5446 2327 616 2600 -97 -35 405

AD 5450 2327 617 2600 -94 -34 310

BC 5375 2327 608 2600 -160 -58 400

CC 5435 2327 560 2600 -52 -18 980

D 4724 2327 501 2600 -704 -256 960

E 5443 2327 551 2600 -35 -12 775


67


Kombinacija

kogeneracij

Proizvedena


[kWh/dan]

Odstotek

delovanja

kogeneracije

[%]

Bioplin, ki se ni

porabil

[m3]

A

B

15240

17118

100

84

0

A

A

15240

15240

100

100

1000

B

B

20424

11366

100

56

0

A

C

11562

21336

76

100

0

A

D

7620

25298

50

89

0

B

C

11131

21336

55

100

0

C

C

21336

11496

100

54

0

D 28536 100 1720

E 32876 92 0


68





Kombinacija

kogeneracij

Prihodek

[€/dan]

Fiksni

stroški in

elektrika

[€/dan]

Variabilni

stroški

[€/dan]

Stroški

silaže

[€/dan]

Namenska

funkcija

[€/dan]

Dobiček

[€/a]

AB 5033 2327 376 2400 -70 -25550

AA 5046 2327 387 2400 -68 -24820

BB 4939 2327 349 2400 -137 -50005

AC 5110 2327 602 2400 -219 -79935

AD 5115 2327 603 2400 -215 -78475

BC 5045 2327 593 2400 -275 -100375

CC 5101 2327 498 2400 -124 -45260

D 4724 2327 501 2400 -504 -183960

E 5108 2327 540 2400 -159 -58035


69


Kombinacija

kogeneracij

Proizvedena


[kWh/dan]

Odstotek

delovanja

kogeneracije

[%]

Bioplin, ki se ni

porabil

[m3]

A

B

15240

15161

100

74

0

A

A

15240

15240

100

100

200

B

B

10212

19622

50

96

0

A

C

9530

21336

63

100

0

A

D

7620

23274

50

82

0

B

C

10212

20265

50

95

0

C

C

20144

10668

94

50

0

D 28536 100 920

E 30853 86 488


70






Kombinacija

kogeneracij

Prihodek

[€/dan]

Fiksni

stroški in

elektrika

[€/dan]

Variabilni

stroški

[€/dan]

Stroški

silaže

[€/dan]

Namenska

funkcija

[€/dan]

Dobiček

[€/a]

AB 5681 2327 401 2100 853 311 345

AA 5045 2327 387 2100 231 84 315

BB 5587 2327 365 2100 795 290 175

AC 5783 2327 631 2100 725 264 625

AD 5785 2327 631 2100 727 265 355

BC 5698 2327 620 2100 651 237 615

CC 5769 2327 577 2100 765 279 225

D 4724 2327 501 2100 -204 -74 460

E 5777 2327 563 2100 787 287 255





Kombinacija

kogeneracij

Prihodek

[€/dan]

Fiksni

stroški in

elektrika

[€/dan]

Variabilni

stroški

[€/dan]

Stroški

silaže

[€/dan]

Namenska

funkcija

[€/dan]

Dobiček

[€/a]

AB 5357 2327 389 1950 691 252 215

AA 5045 2327 387 1950 381 139 065

BB 5263 2327 353 1950 633 231 045

AC 5446 2327 616 1950 553 201 845

AD 5450 2327 617 1950 556 202 940

BC 5375 2327 608 1950 490 178 850

CC 5435 2327 560 1950 598 218 270

D 4724 2327 501 1950 -54 -19 710

E 5443 2327 551 1950 615 224 475


71





Kombinacija

kogeneracij

Prihodek

[€/dan]

Fiksni

stroški in

elektrika

[€/dan]

Variabilni

stroški

[€/dan]

Stroški

silaže

[€/dan]

Namenska

funkcija

[€/dan]

Dobiček

[€/a]

AB 5033 2327 376 1800 530 193 450

AA 5046 2327 387 1800 532 194 180

BB 4939 2327 349 1800 463 168 995

AC 5110 2327 602 1800 381 139 065

AD 5115 2327 603 1800 385 140 525

BC 5045 2327 593 1800 325 118 625

CC 5101 2327 498 1800 476 173 740

D 4724 2327 501 1800 96 35 040

E 5108 2327 540 1800 441 160 965





Kombinacija

kogeneracij

Prihodek

[€/dan]

Fiksni

stroški in

elektrika

[€/dan]

Variabilni

stroški

[€/dan]

Stroški

silaže

[€/dan]

Namenska

funkcija

[€/dan]

Dobiček

[€/a]

AB 4709 2327 364 1650 368 134 320

AA 4794 2327 376 1650 441 160 965

BB 4615 2327 337 1650 301 109 865

AC 4774 2327 587 1650 210 76 650

AD 4779 2327 590 1650 212 77 380

BC 4711 2327 576 1650 158 57 670

CC 4766 2327 498 1650 291 106 215

D 4724 2327 501 1650 246 89 790

E 4773 2327 528 1650 268 97 820


72





Kombinacija

kogeneracij

Prihodek

[€/dan]

Fiksni

stroški in

elektrika

[€/dan]

Variabilni

stroški

[€/dan]

Stroški

silaže

[€/dan]

Namenska

funkcija

[€/dan]

Dobiček

[€/a]

AB 4385 2327 352 1500 206 75 190

AA 4457 2327 361 1500 269 98 185

BB 4291 2327 320 1500 144 52 560

AC 4439 2327 570 1500 42 15 330

AD 4444 2327 576 1500 41 14 965

BC 4376 2327 559 1500 -10 -3650

CC 4432 2327 573 1500 32 11 680

D 4439 2327 489 1500 123 44 895

E 4438 2327 517 1500 94 34 310





Kombinacija

kogeneracij

Prihodek

[€/dan]

Fiksni

stroški in

elektrika

[€/dan]

Variabilni

stroški

[€/dan]

Stroški

silaže

[€/dan]

Namenska

funkcija

[€/dan]

Dobiček

[€/a]

AB 4055 2327 339 1350 39 14 235

AA 4120 2327 346 1350 97 35 405

BB 3967 2327 312 1350 -22 -8030

AC 4105 2327 553 1350 -125 -45 625

AD 4109 2327 593 1350 -161 -58 765

BC 4042 2327 542 1350 -177 -64 605

CC 4097 2327 498 1350 -78 -28 470

D 4104 2327 475 1350 -48 -17520

E 4103 2327 505 1350 -79 -28 835


73





Kombinacija

kogeneracij

Prihodek

[€/dan]

Fiksni

stroški in

elektrika

[€/dan]

Variabilni

stroški

[€/dan]

Stroški

silaže

[€/dan]

Namenska

funkcija

[€/dan]

Dobiček

[€/a]

AB 3719 2327 324 1200 -132 -48 180

AA 3784 2327 331 1200 -74 -27 010

BB 3643 2327 300 1200 -184 -67 160

AC 3770 2327 536 1200 -293 -106 945

AD 3774 2327 549 1200 -302 -110 230

BC 3707 2327 525 1200 -345 -125 925

CC 3763 2327 498 1200 -262 -95 630

D 3769 2327 462 1200 -220 -80 300

E 3768 2327 494 1200 -253 -92 345


74






Kombinacija

kogeneracij

Prihodek

[€/dan]

Fiksni

stroški in

elektrika

[€/dan]

Variabilni

stroški

[€/dan]

Stroški

silaže

[€/dan]

Namenska

funkcija

[€/dan]

Dobiček

[€/a]

AB 5681 2327 401 2450 503 183 595

AA 5045 2327 387 2450 -119 -43 435

BB 5587 2327 365 2450 445 162 425

AC 5783 2327 631 2450 375 136 875

AD 5785 2327 631 2450 377 137 605

BC 5698 2327 620 2450 301 109 865

CC 5769 2327 577 2450 415 151 475

D 4724 2327 501 2450 -554 -202 210

E 5777 2327 563 2450 437 159 505





Kombinacija

kogeneracij

Prihodek

[€/dan]

Fiksni

stroški in

elektrika

[€/dan]

Variabilni

stroški

[€/dan]

Stroški

silaže

[€/dan]

Namenska

funkcija

[€/dan]

Dobiček

[€/a]

AB 5357 2327 389 2275 366 133 590

AA 5045 2327 387 2275 56 204 40

BB 5263 2327 353 2275 308 112 420

AC 5446 2327 616 2275 228 83 220

AD 5450 2327 617 2275 231 84 315

BC 5375 2327 608 2275 165 60 225

CC 5435 2327 560 2275 273 99 645

D 4724 2327 501 2275 -379 -138 335

E 5443 2327 551 2275 290 105 850


75





Kombinacija

kogeneracij

Prihodek

[€/dan]

Fiksni

stroški in

elektrika

[€/dan]

Variabilni

stroški

[€/dan]

Stroški

silaže

[€/dan]

Namenska

funkcija

[€/dan]

Dobiček

[€/a]

AB 5033 2327 376 2100 230 83 950

AA 5046 2327 387 2100 232 84 680

BB 4939 2327 349 2100 163 59 495

AC 5110 2327 602 2100 81 29 565

AD 5115 2327 603 2100 85 31 025

BC 5045 2327 593 2100 25 9125

CC 5101 2327 498 2100 176 64 240

D 4724 2327 501 2100 -204 -74 460

E 5108 2327 540 2100 141 51 465





Kombinacija

kogeneracij

Prihodek

[€/dan]

Fiksni

stroški in

elektrika

[€/dan]

Variabilni

stroški

[€/dan]

Stroški

silaže

[€/dan]

Namenska

funkcija

[€/dan]

Dobiček

[€/a]

AB 4709 2327 364 1925 93 33 945

AA 4794 2327 376 1925 166 60 590

BB 4615 2327 337 1925 26 9490

AC 4774 2327 587 1925 -65 -23 725

AD 4779 2327 590 1925 -63 -22 995

BC 4711 2327 576 1925 -117 -42 705

CC 4766 2327 498 1925 16 5840

D 4724 2327 501 1925 -29 -10 585

E 4773 2327 528 1925 -7 -2555


76





Kombinacija

kogeneracij

Prihodek

[€/dan]

Fiksni

stroški in

elektrika

[€/dan]

Variabilni

stroški

[€/dan]

Stroški

silaže

[€/dan]

Namenska

funkcija

[€/dan]

Dobiček

[€/a]

AB 4385 2327 352 1750 -44 -16 060

AA 4457 2327 361 1750 19 6935

BB 4291 2327 320 1750 -106 -38 690

AC 4439 2327 570 1750 -208 -75 920

AD 4444 2327 576 1750 -209 -76 285

BC 4376 2327 559 1750 -260 -94 900

CC 4432 2327 573 1750 -218 -79 570

D 4439 2327 489 1750 -127 -46 355

E 4438 2327 517 1750 -156 -56 940





Kombinacija

kogeneracij

Prihodek

[€/dan]

Fiksni

stroški in

elektrika

[€/dan]

Variabilni

stroški

[€/dan]

Stroški

silaže

[€/dan]

Namenska

funkcija

[€/dan]

Dobiček

[€/a]

AB 4055 2327 339 1575 -186 -67 890

AA 4120 2327 346 1575 -128 -46 720

BB 3967 2327 312 1575 -247 -90 155

AC 4105 2327 553 1575 -350 -127 750

AD 4109 2327 593 1575 -386 -140 890

BC 4042 2327 542 1575 -402 -146 730

CC 4097 2327 498 1575 -303 -110 595

D 4104 2327 475 1575 -273 -99 645

E 4103 2327 505 1575 -304 -110 960


77




Kot je razvidno iz tabele 5–50 je največja namenska funkcija oz. najmanjša izguba pri kombinaciji kogeneracije AB.


Kombinacija

kogeneracij

Prihodek

[€/dan]

Fiksni

stroški in

elektrika

[€/dan]

Variabilni

stroški

[€/dan]

Stroški

silaže

[€/dan]

Namenska

funkcija

[€/dan]

Dobiček

[€/a]

AB 5681 2327 401 3150 -197 -71 905

AA 5045 2327 387 3150 -819 -298 935

BB 5587 2327 365 3150 -255 -93 075

AC 5783 2327 631 3150 -325 -118 625

AD 5785 2327 631 3150 -323 -117 895

BC 5698 2327 620 3150 -399 -145 635

CC 5769 2327 577 3150 -285 -104 025

D 4724 2327 501 3150 -1254 -457 710

E 5777 2327 563 3150 -263 -95 995


78

6 Rezultati in diskusija

S pomočjo matematičnega programa GAMS smo iskali optimalno rešitev med različnimi kogeneracijami.

Z matematičnim modelom smo najprej poiskali optimalno rešitev med danimi kogeneracijami pri določeni ceni silaže. Pogledali smo še pri katerih vrednostih se spremenijo kombinacije kogeneracij. V raziskavo smo vključili tudi nepredvidljive vremenske pojave, kot sta suša ali toča. Tudi tukaj smo poiskali optimalno rešitev.

6.1 Rešitve pri ceni silaže 40 €/t

Iz tabele 6–1 je razvidno, da se z večanjem količine silaže povečuje tudi letni dobiček. Prav tako, ko se veča količina silaže, se spreminjajo izbrane kombinacije kogeneracij.

Tabela 6-1: Prikaz dobička pri različnih količinah silaže in ceni 40 €/t.

Kombinacija kogeneracije Količina silaže

[t/dan]

Letni dobiček

[EUR/a]

AA oz. 2 krat JMC 312 40 62 050

AA oz. 2 krat JMC 312 45 132 860

AB oz. JMC 312 in JMC 316 50 177 025

AB oz. JMC 312 in JMC 316 55 246 375

CC oz. 2 krat JMC 412 60 305 870

BB oz. 2 krat JMC 316 65 363 570

BB oz. 2 krat JMC 316 70 432 525

Če bi izbrali kombinacijo kogeneracije AB (JMC 312 in 316) bi bili dobljeni rezultati, kot jih prikazuje tabela 6–2.

Iz tabele 6–2 je razvidno, da se z večanjem količine silaže do 60 t/dan veča dobiček, vendar po tej količini začne padati, saj se pri procesu ustvari več bioplina, kot ga kogeneraciji porabita in potem ta plin zgori na plinski bakli. Če plin zgori na plinski bakli nam to predstavlja izgubo, saj silažo doziramo v proces, bioplina pa ne izkoristimo v kogeneraciji.

Tabela 6-2: Ekonomska analiza pri kombinaciji kogeneracije AB in ceni silaže 40 €/t.


[t/dan]

Letni dobiček

[EUR/a]

AB oz. JMC 312 in JMC 316 40 38 690

AB oz. JMC 312 in JMC 316 45 102 565

AB oz. JMC 312 in JMC 316 50 177 025

AB oz. JMC 312 in JMC 316 55 246 375

AB oz. JMC 312 in JMC 316 60 280 320

AB oz. JMC 312 in JMC 316 65 207 320

AB oz. JMC 312 in JMC 316 70 134 320


79


Iz tabele 6–3 je razvidno, da se z večanjem količine silaže povečuje tudi letni dobiček. Prav tako, ko se veča količina silaže, se spreminjajo izbrane kombinacije kogeneracij. Pri količini silaže 40 t/dan imamo že izgubo.



[t/dan]

Letni dobiček

[EUR/a]

AA oz. 2 krat JMC 312 40 -10 950

AA oz. 2 krat JMC 312 45 53 290

AB oz. JMC 312 in JMC 316 50 85 775

AB oz. JMC 312 in JMC 316 55 146 000

CC oz. 2 krat JMC 412 60 196 370

BB oz. 2 krat JMC 316 65 244 915

BB oz. 2 krat JMC 316 70 304 775




Dobra kvaliteta silaže pri ceni 45 €/t


[t/dan]

Letni dobiček

[EUR/a]

AB oz. JMC 312 in JMC 316 40 -34 310

AB oz. JMC 312 in JMC 316 45 25 915

AB oz. JMC 312 in JMC 316 50 85 695

AB oz. JMC 312 in JMC 316 55 146 000

AB oz. JMC 312 in JMC 316 60 170 820

AB oz. JMC 312 in JMC 316 65 88 695

AB oz. JMC 312 in JMC 316 70 6570


80


Iz tabele 6–5 je razvidno, se da z večanjem količine silaže povečuje tudi letni dobiček. Prav tako, ko se veča količina silaže, se spreminjajo izbrane kombinacije kogeneracij. Pri količini silaže 50 t/dan imamo že izgubo.



Kombinacija kogeneracij Količina silaže

[t/dan]

Letni dobiček

[EUR/a]

AB oz. JMC 312 in JMC 316 50 -5475

AB oz. JMC 312 in JMC 316 55 45 625

CC oz. 2 krat JMC 412 60 86 870

BB oz. 2 krat JMC 316 65 126 290

BB oz. 2 krat JMC 316 70 177 025






[t/dan]

Letni dobiček

[EUR/a]

AB oz. JMC 312 in JMC 316 50 -5475

AB oz. JMC 312 in JMC 316 55 45 625

AB oz. JMC 312 in JMC 316 60 86 870

AB oz. JMC 312 in JMC 316 65 -29 930

AB oz. JMC 312 in JMC 316 70 -121 180


81


Iz tabele 6–7 je razvidno, da se z večanjem količine silaže povečuje tudi letni dobiček. Prav tako, ko se veča količina silaže, se spreminjajo kombinacije kogeneracij. Pri količini silaže 60 t/dan imamo že izgubo.




[t/dan]

Letni dobiček

[EUR/a]

CC oz. 2 krat JMC 412 60 -22 630

BB oz. 2 krat JMC 316 65 7665

BB oz. 2 krat JMC 316 70 49 275


Iz tabele 6–8 je razvidno, da imamo pri vseh količinah silaže izgubo.




[t/dan]

Letni dobiček

[EUR/a]

AB oz. JMC 312 in JMC 316 60 -48 180

AB oz. JMC 312 in JMC 316 65 -148 555

AB oz. JMC 312 in JMC 316 70 -248 930


82


Iz tabele 6–9 je razvidno, da imamo izgubo že pri 70 t/dan.




[t/dan]

Letni dobiček

[EUR/a]

BB oz. 2 krat JMC 316 70 -78 475


Iz tabele 6–10 je razvidno, da imamo pri količini 70 t/dan silaže velikansko izgubo.




[t/dan]

Letni dobiček

[EUR/a]

AB oz. JMC 312 in JMC 316 70 -376 680

Pri količini silaže nad 60 t/dan nastane več bioplin, kot ga kogeneraciji porabita, zato začne letni dobiček padati.


83

6.6 Rešitve pri ceni 30 €/t za 20 % slabšo kvaliteto silaže


Tabela 6-11: Prikaz dobička pri različnih količinah slabše kvalitetne silaže in ceni 30 €/t.

Slaba kvaliteta silaže pri ceni 30 €/t


[t/dan]

Letni dobiček

[EUR/a]

AA oz. 2 krat JMC 312 40 -27 010

AA oz. 2 krat JMC 312 45 35 405

AA oz. 2 krat JMC 312 50 98 185

AA oz. 2 krat JMC 312 55 160 965

AA oz. 2 krat JMC 312 60 194 180

AB oz. JMC 312 in JMC 316 65 252 215

AB oz. JMC 312 in JMC 316 70 311 345


Iz tabele 6–12 je razvidno, da se z večanjem količine silaže do 70 t/dan veča tudi dobiček.

Tabela 6-12: Ekonomska analiza pri kombinaciji kogeneracije AB in ceni slabše kvalitetne

silaže 30 €/t.



[t/dan]

Letni dobiček

[EUR/a]

AB oz. JMC 312 in JMC 316 40 -48 180

AB oz. JMC 312 in JMC 316 45 14 235

AB oz. JMC 312 in JMC 316 50 75 190

AB oz. JMC 312 in JMC 316 55 134 320

AB oz. JMC 312 in JMC 316 60 193 450

AB oz. JMC 312 in JMC 316 65 252 215

AB oz. JMC 312 in JMC 316 70 311 345


84


Iz tabele 6–13 je razvidno, da se z večanjem količine silaže povečuje tudi letni dobiček. Prav tako, ko se veča količina silaže, se spreminjajo kombinacije kogeneracij. Pri količini silaže 45 t/dan imamo že izgubo.




[t/dan]

Letni dobiček

[EUR/a]

AA oz. 2 krat JMC 312 45 -46 720

AA oz. 2 krat JMC 312 50 6935

AA oz. 2 krat JMC 312 55 60 590

AA oz. 2 krat JMC 312 60 84 680

AB oz. JMC 312 in JMC 316 65 133 590

AB oz. JMC 312 in JMC 316 70 183 595


Iz tabele 6–14 je razvidno, da moramo dozirati vsaj 55 t/dan silaže, da ne delamo izgube.


silaže 35 €/t.



[t/dan]

Letni dobiček

[EUR/a]

AB oz. JMC 312 in JMC 316 45 -67 890

AB oz. JMC 312 in JMC 316 50 -16 050

AB oz. JMC 312 in JMC 316 55 33 945

AB oz. JMC 312 in JMC 316 60 83 950

AB oz. JMC 312 in JMC 316 65 133 590

AB oz. JMC 312 in JMC 316 70 183 595


85






[t/dan]

Letni dobiček

[EUR/a]

AA oz. 2 krat JMC 312 60 -24 820

AB oz. JMC 312 in JMC 316 65 14 965

AB oz. JMC 312 in JMC 316 70 55 845


Iz tabele 6–16 je razvidno, da moramo dozirati vsaj 65 t/dan silaže, da ne delamo izgube.


silaže 40 €/t.



[t/dan]

Letni dobiček

[EUR/a]

AB oz. JMC 312 in JMC 316 60 -25 550

AB oz. JMC 312 in JMC 316 65 14 965

AB oz. JMC 312 in JMC 316 70 55 845


Pri ceni silaže 45 €/t imamo izgubo pod 65 t/dan.




[t/dan]

Letni dobiček

[EUR/a]

AB oz. JMC 312 in JMC 316 70 -71 905


86

7 Zaključek

V okviru magistrske naloge smo izvedli raziskavo za podjetje Panvita Ekoteh d.o.o., ki se ukvarja s proizvodnjo električne energije iz bioplina. V podjetju imajo trenutno dve kogeneraciji (625 in 835 kWel). Ker je življenjska doba kogeneracij 60 000 delovnih ur, bo še potrebno letos zamenjati kogeneraciji.

Ker je investicija v kogeneraciji precejšnja, smo s pomočjo matematičnega programa GAMS poiskali optimalno rešitev med naslednjimi možnimi kombinacijami kogeneracij:

AA (2 krat JMC 312–635 kWel),

AB (JMC 312–635 kWel in JMC 316–851 kWel),

BB (2 krat JMC 316–851 kWel),

AC (JMC 312–635 kWel in JMC 412–889 kWel),

AD (JMC 312–635 kWel in JMC 416–1189 kWel),

BC (JMC 316–851 kWel in JMC 412–889 kWel ),

CC (2 krat JMC 412–889 kWel),

D (JMC 416–1189 kWel) in

E (JMC 420–1487 kWel).

Ugotovili smo, da ima izplen bioplina velik vpliv na izbiro kombinacij kogeneracije in

posledično na dobiček. Pri najvišji količini kvalitetne silaže, ne glede na ceno, izbere

program GAMS kombinacijo BB. Pri najnižji količini silaže pa kombinacijo AA. Predvsem

cena silaže vpliva na dobiček. Ugotovili smo še, da je lahko najvišja cena pri kvalitetni

silaži 55 €/t, če pa je cena višja, imamo izgubo.

Če imamo slabšo kvaliteto silaže, kar je lahko posledica neugodnih vremenskih razmer, kot

sta suša ali toča, potem imamo tudi slabši izplen bioplina iz enake količine silaže, kot če bi

imeli kvalitetno silažo. V naši nalogi smo predpostavili 20 % slabšo kvaliteto silaže. Pri

tem smo ugotovili, da pri največji količini silaže, tj. 70 t/dan, izbere program GAMS

kombinacijo kogeneracij AB, ne glede na ceno silaže. Pri najmanjši količini silaže pa

kombinacijo AA. Pri 20 % slabši kvaliteti silaže mora biti cena nižja od 45 €/t, drugače

imamo izgubo.

Glede na letno količino silaže, ki jo imajo na razpolago in čedalje bolj neugodne vremenske

razmere lahko dnevno doziramo 50–60 ton silaže. Iz tega pogoja je potem optimalna izbira

kombinacija AB. Pri tem pa ne sme biti cena kvalitetne silaže večja od 50 €/t in pri slabši

kvalitetni silaži 40 €/t.


87

8 Literatura

[1] Ecos, storitve pri varovanju okolja. http://www.ecos.si/si/ecos/2/o-podjetju.html

(dostop 14. 5. 2014).

[2] Jejčič V. in Poje T. Bioplin v kmetijstvu. Informacije za proizvodnjo bioplina v

Sloveniji. Kmetijski inštitut Slovenija.

http://www.kis.si/datoteke/File/kis/SLO/MEH/Biogas/PUBLIKACIJA_BIOPLIN_V_

KMETIJSTVU.pdf (dostop 10. 4. 2014).

[3] Robert Travnikar: Varnost procesov za proizvodnjo bioplina, diplomsko delo.

Maribor: Univerza v Mariboru, Fakulteta za kemijo in kemijsko tehnologijo 2013.

[4] Maria Molnarne and Volkmar Schröder. II. Chemical Safety Engineering, Federal

Institute for Materials Research and Testing (BAM), D-12200, Berlin, Germany.

https://aiche.confex.com/aiche/s08/techprogram/P117628.HTM (dostop 14. 5. 2014).

[5] ADRIAPLIN d.o.o., Kalorična vrednost zemeljskega plina.

http://www.adriaplin.si/adriaplin/zemeljski-plin/zemeljski-plin-2/kaloricnost/ (dostop

14. 5. 2014).

[6] Serrano Peris R. Biogas Process Simulation using Aspen Plus, master Thesis,

Departmnet of Chemical Engineering, Biotechnology and Environmental Technology

Syddansk Universitet, 2011.

[7] Rozalija Drobež: Optimiranje procesov proizvodnje bioplina iz živalskih in drugih

organskih odpadkov z uporabo računalniško podprte procesne tehnike. Maribor:

Univerza v Mariboru, Fakulteta za kemijo in kemijsko tehnologijo, 2011.

[8] EECN, energy efficiency competence master. Kogeneracija, opis sistema.

http://eecm.eu/slo/?page_id=68 (dostop 14. 5. 2014).

[9] GE Energy, Jenbacher, opis/upravljanje, 2007.

[10] Prosigma d. o. o. Kvalificirana proizvodnja električne energije. http://www.solarna-

tehnologija.si/DobroJeVedeti/ProizvajalecElektricneEnergije (dostop 14. 5. 2014).

[11] Agencija za energijo. Energija iz obnovljivih virov in soproizvodnje. Postopek

pridobitve podpore. https://www.agen-

rs.si/sl/informacija.asp?id_informacija=1122&id_meta_type=29 (dostop 14. 5. 2014).

[12] Inženirska zbornica Slovenije. Dobra inženirska praksa: Bioplinarna Nemščak.

http://www.izs.si/dobra-praksa/primeri-dobre-prakse/industrijski-objekti/bioplinarna-

nemscak/ (dostop 10. 3. 2014).

[13] Panvita Ekoteh d.o.o. Poslovnik za obratovanje Bioplinarne Nemščak. Rakičan. 2008.

[14] Uradni list. Uredba o predelavi biološko razgradljivih odpadkov in uporabi komposta

ali digestata. Priloga 1: Seznam biološko razgradljivih odpadkov in njihov

podrobnejši opis. http://www.uradni-list.si/files/RS_-2013-099-03557-OB~P001-

0000.PDF#!/pdf (dostop 10. 3. 2014)

[15] Nenad Kuharič: Model dodeljevanja izdelkov reaktorjem v kozmetični industriji.

Maribor: Univerza v Mariboru, Fakulteta za kemijo in kemijsko tehnologijo, 2011.

[16] Zdravko Kravanja, Zorka Novak Pintarič: Optimiranje procesov, zbrano gradivo.

Maribor: Univerza v Mariboru, Fakulteta za kemijo in kemijsko tehnologijo, 2006.

http://www.ecos.si/si/ecos/2/o-podjetju.html

http://www.kis.si/datoteke/File/kis/SLO/MEH/Biogas/PUBLIKACIJA_BIOPLIN_V_KMETIJSTVU.pdf

http://www.kis.si/datoteke/File/kis/SLO/MEH/Biogas/PUBLIKACIJA_BIOPLIN_V_KMETIJSTVU.pdf

https://aiche.confex.com/aiche/s08/techprogram/P117628.HTM

http://www.adriaplin.si/adriaplin/zemeljski-plin/zemeljski-plin-2/kaloricnost/

http://eecm.eu/slo/?page_id=68

http://www.solarna-tehnologija.si/DobroJeVedeti/ProizvajalecElektricneEnergije

http://www.solarna-tehnologija.si/DobroJeVedeti/ProizvajalecElektricneEnergije

https://www.agen-rs.si/sl/informacija.asp?id_informacija=1122&id_meta_type=29

https://www.agen-rs.si/sl/informacija.asp?id_informacija=1122&id_meta_type=29

http://www.izs.si/dobra-praksa/primeri-dobre-prakse/industrijski-objekti/bioplinarna-nemscak/

http://www.izs.si/dobra-praksa/primeri-dobre-prakse/industrijski-objekti/bioplinarna-nemscak/

http://www.uradni-list.si/files/RS_-2013-099-03557-OB~P001-0000.PDF#!/pdf

http://www.uradni-list.si/files/RS_-2013-099-03557-OB~P001-0000.PDF#!/pdf


88

9 Priloge

9.1 Priloga 1: Matematični model programa GAMS, pri vhodnih podatkih 55 t silaže in ceni 40 €/t.

*optimizacija kogeneracijskih enot*

*Aleš Štumpf, 2014*

*kogenerator A 312 635 kW

*kogenerator B 316 851 kW

*kogenerator C 412 889 kW

*kogenerator D 416 1189 kW

*kogenerator E 420 1487 kW

*kombinacije /AB, AA, BB, AC, AD, BC, CC, D, E/

scalars

msil masa silaže v t na dan /55/

mSZP masa SZP in pomij t na dan /20/

izp izplen bioplina v m3 na tono /200/

izpSZP izplen bioplina SZP v m3 na tono /130/

csil cena silaže € na tono /40/

cel cena elektrike € na kWh /0.16555/

sfix fiksni stroški € na dan /2000/

sel strošek elektrike € na dan /327/

*colja cena olja € na L /2.6557/

*el. moč kogeneratorja A

mocA el. moč kW /635/

*el. moč kogeneratorja B

mocB el. moč kW /851/

*el. moč kogeneratorja C

mocC el. moč kW /889/

*el. moč kogeneratorja D

mocD el. moč kW /1189/


89

*el. moč kogeneratorja E

mocE el. moč kW /1487/

*Colje stroški olja € na dan /43.66/

*stroški A 635kW

CAam amortizacija € na dan /47.945/

CAobr obratovalni stroški € na obr uro /4.60/

CAolje stroški olja € na dan /34.92/

PorA poraba bioplina pri 100% moči motorja Nm3 na h /250/

*stroški B 851 kW

CBam amortizacija € na leto /53.816/

CBobr obratovalni stroški € na obr uro /5.30/

CBolje stroški olja € na dan /34.92/

PorB poraba bioplina pri 100% moči motorja Nm3 na h /348/

*stroški C 889 kW

CCam amortizacija € na dan /234.834/

CCobr obratovalni stroški € na obr uro /7.5/

CColje stroški olja € na dan /34.92/

PorC poraba bioplina pri 100% moči motorja Nm3 na h /352/

*stroški D 1189 kW

CDam amortizacija € na dan /266.145/

CDobr obratovalni stroški € na obr uro /7.95/

CDolje stroški olja € na dan /43.66/

PorD poraba bioplina pri 100% moči motorja Nm3 na h /470/

*stroški E 1487 kW

CEam amortizacija € na dan /313.112/

CEobr obratovalni stroški € na obr uro /8.4/

CEolje stroški olja € na dan /52.37/

PorE poraba bioplina pri 100% moči motorja Nm3 na h /588/

positive variables

sA,sB,sAB,

sA1,sA2,sAA,

sB2,sB3,sBB,

sA3,sC,sAC,

sA4,sD,sAD,

sB4,sC1,sBC,

sC2,sC3,sCC,


90

sD1,

sE,

*za kombinacijo AB

vbio,t,elA,VA,odstA,VB,elB,odstB,ostanek,

*za kombinacijo AA

vbio1,t1,elA1,VA1,odstA1,VA2,elA2,odstA2,ostanek1,

*za kombinacijo BB

Vbio2,t2,elB2,VB2,odstB2,VB3,elB3,odstB3,ostanek2,

*za kombinacijo AC

Vbio3,t3,elA3,VA3,odstA3,VC,elC,odstC,ostanek3,

*za kombinacijo AD

Vbio4,t4,elA4,VA4,odstA4,VD,elD,odstD,ostanek4,

*za kombinacijo BC

Vbio5,t5,elB4,VB4,odstB4,VC1,elC1,odstC1,ostanek5,

*za kombinacijo CC

Vbio6,t6,elC2,VC2,odstC2,VC3,elC3,odstC3,ostanek6,

*za kombinacijo D

Vbio7,t7,elD1,VD1,odstD1,ostanek7

*za kombinacijo D

Vbio8,t8,elE,VE,odstE,ostanek8;

BINARY variables

AB,AA,BB,AC,AD,BC,CC,D,E;

variables

elAB,elAA,elBB,elAC,elAD,elBC,elCC,elDcelotni,elEcelotni,

elABuro,elAAuro,elBBuro,elACuro,elADuro,elBCuro,elCCuro,elDuro,elEuro,

prihodek,sSILAZE;

Equations

*kombinacija AB

stroskiA,stroskiB,stroskiAB,

*kombinacija AA

stroskiA1,stroskiA2,stroskiAA,

*kombinacija BB

stroskiB2,stroskiB3,stroskiBB,

*kombinacija AC

stroskiA3,stroskiC,stroskiAC,

*kombinacija AD

stroskiA4,stroskiD,stroskiAD,

*kombinacija BC


91

stroskiB4,stroskiC1,stroskiBC,

*kombinacija CC

stroskiC2,stroskiC3,stroskiCC,

*kombinacija D

stroskiD1,

*kombinacija E

stroskiE,

eqbinary,namfun,stroskisilaze,

eq1,eq2,eq3,eq4, eq5,eq6,eq7,eq8,eq9,eq37,

eq10,eq11,eq12,eq13,eq14,eq15,eq16,eq17,eq18,eq38,






eq71,eq72,eq73,eq74,eq75,eq76,eq77,

eq78,eq79,eq80,eq81,eq82,eq83,eq84

;

**$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$izračun za kombinacijo AB

*volumen izplena bioplina v m3/dan

eq1.. Vbio=e=izp*msil+mSZP*izpSZP;

eq2.. VA=e=(t*porA);

eq3.. elA=e=(VA*mocA)/porA;

eq4.. odstA=e=elA/(mocA*24);

t.up=24;

t.lo=12;

eq5.. VB=l=Vbio-VA;

eq6.. elB=e=(VB*mocB)/porB;

eq7.. odstB=e=elB/(mocB*24);

eq8.. ostanek=e=Vbio-VA-VB;

elB.up=24*mocB;

odstB.lo=0.5;

*proizvedena električne energije kogeneratorja v kW/dan

eq9.. elAB=e=(elA+elB)*cel;


92

eq37.. elABuro=e=(elA+elB)/24;

*stroški kogeneracije AB na €/dan

*stroški A

stroskiA.. sA=e=CAam+(odstA*24*CAobr)+CAolje;

*stroški B

stroskiB.. sB=e=CBam+(odstB*24*CBobr)+CBolje;

stroskiAB.. sAB=e=sA+sB;

**$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$izračun za kombinacijo AA


eq10.. Vbio1=e=izp*msil+mSZP*izpSZP;

eq11.. VA1=e=(t1*porA);

eq12.. elA1=e=(VA1*mocA)/porA;

eq13.. odstA1=e=elA1/(mocA*24);

odstA1.up=1;

t1.up=24;

t1.lo=12;

eq14.. VA2=l=Vbio1-VA1;



eq17.. ostanek1=e=Vbio1-VA1-VA2;

elA2.up=24*mocA;

odstA2.lo=0.5;


eq18.. elAA=e=(elA1+elA2)*cel;

eq38.. elAAuro=e=(elA1+elA2)/24;

*stroški kogeneracije AA na €/dan

*stroški A

stroskiA1.. sA1=e=CAam+(odstA1*24*CAobr)+CAolje;

*stroški A1


stroskiAA.. sAA=e=sA1+sA2;

**$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$izračun za kombinacijo BB



93


eq20.. VB2=e=(t2*porB);

eq21.. elB2=e=(VB2*mocB)/porB;

eq22.. odstB2=e=elB2/(mocB*24);

t2.up=24;

t2.lo=12;

eq23.. VB3=l=Vbio2-VB2;



eq26.. ostanek2=e=Vbio2-VB2-VB3;

elB3.up=24*mocB;

odstB3.lo=0.5;

*stroški kogeneracije BB na €/dan

*stroški B2

stroskiB2.. sB2=e=CAam+(odstB2*24*CAobr)+CBolje;

*stroški B3

stroskiB3.. sB3=e=CBam+(odstB3*24*CBobr)+CBolje;

stroskiBB.. sBB=e=sB2+sB3;


eq27.. elBB=e=(elB2+elB3)*cel;

eq39.. elBBuro=e=(elB2+elB3)/24;

**$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$izračun za kombinacijo AC






t3.up=24;

t3.lo=12;

eq32.. VC=l=Vbio3-VA3;

eq33.. elC=e=(VC*mocC)/porC;

eq34.. odstC=e=elC/(mocC*24);


94

eq35.. ostanek3=e=Vbio3-VA3-VC;

elC.up=24*mocC;

odstC.lo=0.5;

*stroški kogeneracije AC na €/dan

*stroški A3


*stroški C

stroskiC.. sC=e=CCam+(odstC*24*CCobr)+CColje;

stroskiAC.. sAC=e=sA3+sC;


eq36.. elAC=e=(elA3+elC)*cel;

eq40.. elACuro=e=(elA3+elC)/24;

**$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$izračun za kombinacijo AD






t4.up=24;

t4.lo=12;

eq45.. VD=l=Vbio4-VA4;

eq46.. elD=e=(VD*mocD)/porD;

eq47.. odstD=e=elD/(mocD*24);

eq48.. ostanek4=e=Vbio4-VA4-VD;

elD.up=24*mocD;

odstD.lo=0.5;

*stroški kogeneracije AD na €/dan

*stroški A4


*stroški D

stroskiD.. sD=e=CDam+(odstD*24*CDobr)+CDolje;

stroskiAD.. sAD=e=sA4+sD;


eq49.. elAD=e=(elA4+elD)*cel;


95

eq50.. elADuro=e=(elA4+elD)/24;

**$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$izračun za kombinacijo BC



eq52.. VB4=e=(t5*porB);



t5.up=24;

t5.lo=12;

eq55.. VC1=l=Vbio5-VB4;

eq56.. elC1=e=(VC1*mocC)/porC;

eq57.. odstC1=e=elC1/(mocC*24);

eq58.. ostanek5=e=Vbio5-VB4-VC1;

elC1.up=24*mocC;

odstC1.lo=0.5;

*stroški kogeneracije BC na €/dan

*stroški B4

stroskiB4.. sB4=e=CBam+(odstB4*24*CBobr)+CBolje;

*stroški C

stroskiC1.. sC1=e=CCam+(odstC1*24*CCobr)+CColje;

stroskiBC.. sBC=e=sB4+sC1;


eq59.. elBC=e=(elB4+elC1)*cel;

eq60.. elBCuro=e=(elB4+elC1)/24;

**$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$izračun za kombinacijo CC



eq62.. VC2=e=(t6*porC);



t6.up=24;

t6.lo=12;


96

eq65.. VC3=l=Vbio6-VC2;



eq68.. ostanek6=e=Vbio6-VC2-VC3;

elC3.up=24*mocC;

odstC3.lo=0.5;

*stroški kogeneracije CC na €/dan

*stroški C2


*stroški C3


stroskiCC.. sCC=e=sB2+sC3;


eq69.. elCC=e=(elC2+elC3)*cel;

eq70.. elCCuro=e=(elC3+elC3)/24;

**$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$izračun za kombinacijo D



eq72.. VD1=e=(t7*porD);

eq73.. elD1=e=(VD1*mocD)/porD;

eq74.. odstD1=e=elD1/(mocD*24);

t7.up=24;

t7.lo=12;

eq75.. ostanek7=e=Vbio7-VD1;

*stroški kogeneracije D na €/dan

*stroški D1

stroskiD1.. sD1=e=CDam+(odstD1*24*CDobr)+CDolje;


eq76.. elDcelotni=e=(elD1)*cel;

eq77.. elDuro=e=(elD1)/24;

**$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$izračun za kombinacijo E



97


eq79.. VE=e=(t8*porE);

eq80.. elE=e=(VE*mocE)/porE;

eq81.. odstE=e=elE/(mocE*24);

t8.up=24;

t8.lo=12;

eq82.. ostanek8=e=Vbio8-VE;

*stroški kogeneracije E na €/dan

*stroški E

stroskiE.. sE=e=CEam+(odstE*24*CEobr)+CEolje;


eq83.. elEcelotni=e=(elE)*cel;

eq84.. elEuro=e=(elE)/24;

*nameska funcija

namfun.. prihodek=e=

(elAB-sAB)*AB+

(elAA-sAA)*AA+

(elBB-sBB)*BB+

(elAC-sAC)*AC+

(elAD-sAD)*AD+

(elBC-sBC)*BC+

(elCC-sCC)*CC+

(elDcelotni-sD1)*D+

(elEcelotni-sE)*E

-msil*csil-sfix-sel

;

stroskisilaze.. sSILAZE=e=msil*csil;

EQBINARY.. AA+AB+BB+AC+AD+BC+CC+D+E=E=1;

model ko /all/

solve ko using MINLP MAXIMIZING prihodek;

display

msil,csil,


98

AB.l,AA.l,BB.l,AC.L,AD.l,BC.l,CC.l,D.l,E.l,

*kombinacija AB

VBIO.L, VA.L, elA.l ,VB.L,elB.l, elAB.l,elABuro.l,ostanek.l, odstA.l, odstB.l,

*kombinacija AA

VBIO1.L, VA1.L, elA1.l ,VA2.L,elA2.l, elAA.l,elAAuro.l,ostanek1.l, odstA1.l, odstA2.l,

*kombinacija BB

VBIO2.L, VB2.L, elB2.l ,VB3.L,elB3.l, elBB.l,elBBuro.l,ostanek2.l, odstB2.l, odstB3.l,

*kombinacija AC

VBIO3.L, VA3.L, elA3.l ,VC.L,elC.l, elAC.l,elACuro.l,ostanek3.l, odstA3.l, odstC.l,

*kombinacija AD

VBIO4.L, VA4.L, elA4.l ,VD.L,elD.l, elAD.l,elADuro.l,ostanek4.l, odstA4.l, odstD.l,

*kombinacija BC

VBIO5.L, VB4.L, elB4.l ,VC1.L,elC1.l, elBC.l,elBCuro.l,ostanek5.l, odstB4.l, odstC1.l,

*kombinacija CC

VBIO6.L, VC2.L, elC2.l ,VC3.L,elC3.l, elCC.l,elCCuro.l,ostanek6.l, odstC2.l, odstC3.l,

*kombinacija D

VBIO7.L, VD1.L, elD1.l ,elDcelotni.l,ostanek7.l, odstD1.l,

*kombinacija D

VBIO8.L, Ve.L, ele.l , elEcelotni.l,ostanek8.l, odstE.l,

*stroški

sAB.l,sAA.l,sBB.l,sAC.l,sAD.l,sBC.l,sCC.l,sD1.l,sE.l,

sSILAZE.l,

prihodek.l;


99

9.2 Priloga 2: Rešitve matematičnega programa GAMS, pri vhodnih podatkih 55 t silaže in ceni 40 €/t.

---- 415 PARAMETER msil = 55.000 masa silaže v t na da

n

PARAMETER csil = 40.000 cena silaže € na tono

VARIABLE AB.L = 1.000

VARIABLE AA.L = 0.000

VARIABLE BB.L = 0.000

VARIABLE AC.L = 0.000

VARIABLE AD.L = 0.000

VARIABLE BC.L = 0.000

VARIABLE CC.L = 0.000

VARIABLE D.L = 0.000

VARIABLE E.L = 0.000

VARIABLE vbio.L = 13600.000

VARIABLE VA.L = 6000.000

VARIABLE elA.L = 15240.000

VARIABLE VB.L = 7600.000

VARIABLE elB.L = 18585.057

VARIABLE elAB.L = 5599.738

VARIABLE elABuro.L = 1409.377

VARIABLE ostanek.L = 0.000

VARIABLE odstA.L = 1.000

VARIABLE odstB.L = 0.910

VARIABLE vbio1.L = 13600.000

VARIABLE VA1.L = 6000.000

VARIABLE elA1.L = 15240.000



VARIABLE elAA.L = 5045.964

VARIABLE elAAuro.L = 1270.000

VARIABLE ostanek1.L = 1600.000

VARIABLE odstA1.L = 1.000


VARIABLE Vbio2.L = 13600.000

VARIABLE VB2.L = 8352.000

VARIABLE elB2.L = 20424.000



VARIABLE elBB.L = 5505.774

VARIABLE elBBuro.L = 1385.728



100

VARIABLE odstB2.L = 1.000





VARIABLE VC.L = 8448.000

VARIABLE elC.L = 21336.000

VARIABLE elAC.L = 5698.575

VARIABLE elACuro.L = 1434.253



VARIABLE odstC.L = 1.000




VARIABLE VD.L = 10600.000

VARIABLE elD.L = 26815.745

VARIABLE elAD.L = 5700.838

VARIABLE elADuro.L = 1434.823



VARIABLE odstD.L = 0.940




VARIABLE VC1.L = 8448.000

VARIABLE elC1.L = 21336.000

VARIABLE elBC.L = 5617.892

VARIABLE elBCuro.L = 1413.946



VARIABLE odstC1.L = 1.000






VARIABLE elCC.L = 5686.266

VARIABLE elCCuro.L = 1084.311





101


VARIABLE VD1.L = 11280.000

VARIABLE elD1.L = 28536.000

VARIABLE elDcelotni.L = 4724.135


VARIABLE odstD1.L = 1.000


VARIABLE VE.L = 13600.000

VARIABLE elE.L = 34393.197

VARIABLE elEcelotni.L = 5693.794


VARIABLE odstE.L = 0.964

VARIABLE sAB.L = 397.748

VARIABLE sAA.L = 386.530

VARIABLE sBB.L = 361.927

VARIABLE sAC.L = 627.416

VARIABLE sAD.L = 627.168

VARIABLE sBC.L = 616.954

VARIABLE sCC.L = 572.792

VARIABLE sD1.L = 500.605

VARIABLE sE.L = 559.768

VARIABLE sSILAZE.L = 2200.000

VARIABLE prihodek.L = 674.990


102

10 Življenjepis

Curriculum vitae

OSEBNI PODATKI Štumpf Aleš

Razkrižje 51, SI-9246 Razkrižje (Slovenija)

040 611 651

[email protected]

DELOVNE IZKUŠNJE

IZOBRAŽEVANJE IN USPOSABLJANJE

3.10. 2011–v teku Analitik

Panvita Ekoteh d.o.o., Lendavska 5, Rakičan (Slovenija)

-analiziranje odpadnih voda

-analiziranje vseh postopkov v zvezi s bioplinarnami in čistilno napravo

-obdelovanje podatkov in vodenje evidenc

-vodenje tehnološkega dela proizvodnih procesov

-planiranje, usklajevanje in izvajanje proizvodnih procesov

-spremljanje učinkovitosti procesov

-spremljanje novosti na področju varstva okolja in obnovljivih virov energije

-spremljanje na področju čiščenja odpadnih voda

1.10. 2012–18.6. 2014 magister inženir kemijske tehnike

Fakulteta za kemijo in kemijsko tehnologijo, Maribor (Slovenija)

1.10. 2006–23.3. 2011 diplomirani inženir kemijske tehnologije

Fakulteta za kemijo in kemijsko tehnologijo, Maribor (Slovenija)

1.9. 2002–7.7. 2006 kemijski tehnik

Gimnazija in srednja kemijska šola Ruše, Ruše (Slovenija)


103

KOMPETENCE

Materni jezik slovenščina

Drugi jeziki RAZUMEVANJE GOVORJENJE PISNO SPOROČANJE

Slušno razumevanje Bralno razumevanje Govorno

sporazumevanje Govorno sporočanje

hrvaščina C1 C1 C1 C1 B2

angleščina C1 C1 B2 B2 B2

nemščina A2 A2 A2 A2 A2

Stopnja: A1/A2: Osnovni uporabnik - B1/B2: Samostojni uporabnik - C1/C2: Usposobljeni uporabnik Skupni evropski jezikovni okvir

Računalniške kompetence

- dobro poznavanje programskega paketa MS Office

- poznavanje programskih orodij za obdelavo fotografij Photoshop CS6, uporabljam jih kot ljubiteljski fotograf

http://europass.cedefop.europa.eu/sl/resources/european-language-levels-cefr

optimizacija kogeneracijskih enot v bioplinarni waste, biodegradable kitchen waste and corn silage....

Documents