Mogućnosti primene trigeneracije u supermarketima - primer tržnog centra "Tuš" Istočno Sarajevo

Abstract

Zbog stalnog porasta potreba za električnom energijom, kao i energijom potrebnom za grejanje i hlađenje zgrada, koje se i dalje dobijaju uglavnom iz fosilnih goriva, neophodno je primenjivati tehnologije kojima se postiže povećanje efikasnosti proizvodnje uz smanjivanje emisije štetnih gasova. Trigeneracija predstavlja kombinovanu proizvodnju električne energije i toplote koja se može upotrebiti za grejanje, kao i za pogon apsorpcionih čilera za hlađenje, pri čemu se kao primarni izvor energije koristi prirodni gas. Supermarketi predstavljaju jedne od glavnih potrošača energije u komercijalnom sektoru, pa je sve veće interesovanje za primenu trigeneracije u toj oblasti. Supermarkete karakteriše velika potreba za električnom energijom, pri čemu su glavni elektropotrošači hlađenje i skladištenje namirnica, osvetljenje i oprema za klimatizaciju. Postojeće termotehničke i električne instalacije analiziranog supermarketa „Tuš“ u Istočnom Sarajevu su konvencionalnog tipa: za hlađenje objekta i skladištenje namirnica koriste se vazduhom hlađeni kompresorski čileri, a za grejanje kotao na prirodni gas. U radu je analizirana ukupna godišnja potrošnja prirodnog gasa i električne energije po mesecima. Za ispitivani objekat utvrđeno je da je najbolje dimenzionisati sistem prema potrebama za hlađenjem za komfornu klimatizaciju objekta. Smatra se da je povoljnije imati određeni višak toplote zimi nego dodatni kompresorski čiler koji bi pokrivao nedostatak rashladnog učinka ostvarenog apsorpcionim čilerima, pa je sistem dimenzionisan na osnovu potrebe za ekvivalentnom toplotom u letnjem periodu. Investicioni troškovi opreme za trigeneraciju (gasni motor, apsorpcioni čiler, rashladna kula, razmenjivač toplote) su skoro dvostruko veći od investicionih troškova konvencionalnog sistema (gasni kotlovi, kompresorski čiler). Osim investicionih troškova, na rok otplate utiču i eksploatacioni troškovi sistema. Na bazi cena po kojima tržni centar „Tuš“ plaća energiju, analiziran je slučaj kada sistem trigeneracije radi 14 časova dnevno tokom cele godine. Uočljivo je da su eksploatacioni troškovi sistema trigeneracije pri ovakvom odnosu cena gasa i električne energije veći od troškova konvencionalnog sistema. Na ovakav rezultat prvenstveno utiče niska cene električne energije, ali i način tarifiranja, jer i potrošnja u dane vikenda spada u nižu tarifu. Na primeru tržnog centra „Tuš“ u Istočnom Sarajevu pokazano je da sistem trigeneracije trenutno nije primenljiv u Srpskoj, jer su eksploatacioni troškovi sistema trigeneracije veći od pogonskih troškova konvencionalnog sistema. Međutim, u većini zemalja okruženja cena električne energija je značajno viša od cene gasa pa je očekivano da će uskoro i kod nas eksploatacioni troškovi sistema trigeneracije biti niži od troškova konvencionalnog sistema. Ipak, da bi se stekla realna slika o eventualnoj isplativosti i roku otplate sistema trigeneracije potrebno je sprovesti detaljnu tehnoekonomsku analizu za svaki konkretan objekat.

Considering constant increase of demands for electricity, heating and cooling for buildings, which is still produced mostly from fossil fuels, it is necessary to consider technologies that achieve higher energy efficiency while lowering green gasses emission. Trigeneration is combined production of electricity and heat, which can be used for absorption chiller for cooling, using natural gas as primary energy. Supermarkets are one of the main energy consumers in commercial sector, so there is growing interest in trigeneration application in that sector. Great electricity consumption is characteristic for supermarkets, while main consumers are cooling and conservation of food, lighting and HVAC equipment. Existing HVAC and electricity system of analyzed mall „Tuš“ Istočno Sarajevo is conventional – air cooled compressor chillers for cooling and food conservation and gas boiler for heating. Annual electricity and gas consumption, as well as monthly consumption are investigated in this paper. For analyzed object it is defined that it is optimal to size trigeneration plant by cooling needs for air conditioning in summer. It is considered that it is more favourably to have some heat waste in winter, than to have auxiliary compressor chiller to cover deficit cooling capacity achieved with absorption chiller, so the plant is sized by equivalent heat demands in summer. Investment costs of trigeneration plant (gas motor, absorption chiller, cooling tower, heat exchanger) are still twice bigger than conventional system. Besides investment, payback period depends of operating costs. Based on electricity prices for „Tuš“, it is investigated case of trigeneration system operating 14 hours a day, during whole year. It can be sited that operating costs of trigeneration system are bigger than for conventional system, considering the electricity and gas price ratio. This is the result of very low electricity price, and also fact that weekend electricity consumtion is tariffed as lower-price. On the example of mall „Tuš“ in Istočno Sarajevo, it is showed that the trigeneration system is still nost applicable in RS, because of higher operating costs compared to conventional system. However, in most neighbouring countries, electricity price is significantly higher than gas price, so it is expected that operating costs of trigeneration will become lower than the costs of conventional system in near future. Still, for real calculation of payback period, it is necessery to have detailed techno-economic analisys for each object.