توليد برق از سوخت فسيلی، بيوماس يا هسته ای فرآيندی با بازده کم است. درحــــالی که تعدادی از نيروگاه های مدرن به بازده
تبديل انرژی حدود 60% دست يافته اند،اکثر آنها در بازده نزديک 30% کار می کنند. از ديدگاه ديگر،بين 40% تا 80% کل انرژی حاصل از احتراق سوخت درنيروگاه ها تلف می شود. انرژی تلف شده به صورت گرما ظاهر می شود، که بالاخره به ترکيبی مستهلاک خواهد شد.
انرژی دور – ريز گاهی به آب خنک کــــاری افزوده می گردد، اما اغلب موارد به اتمسفـــــر پخش می شود ، ين گرما را می توان نوعی از آلاينده ها تلقی کرد. مواردی تلفات انرژی اجتناب ناپذير هستند.هيچيک از فرآيندهای تبديل انرژی ترموديناميکی يا الکتروشيميايی حتی از نظر تئوريک نمی تواننددر 100% بازده انجام شوند و بازده های عملی تبديل انرژی هميشه پايين تر از حدود نظری است.بنابراين، درحالی که پيشرفت های تکنولوژيکی ممکن است بازده رابهبود ببخشد،با اين حال هميشه مقدار قابل توجهی انرژی تلف می شود. اين انرژی نمی تواند برای توليد الکتريسيته مورد استفاده قرار گيرد،اما هنوز قابل مصرف است.از انرژی گرمايی با درجه پايين می توان برای توليد آب داغ يا گرمايش ناحيه ای استفاده کرد. در حاليکه انرژی گرمايی درجه بالا می تواند بخـــــاری توليد کند که توسط برخی از فرآيندهای صنعتی مورد استفاده است. با اين روش ها انرژی گرمايی دور – ريز نيروگاه می تواند جايگزين انرژی گرمايی يا بخار توليدی از طريق يک منبع انرژی درجه بالا مانند گاز ، نفت ، يا حتی الکتريسيته بشود. اين رويکرد بهبود و تقويت قابل توجهی در راندمان کلی تبديل انرژی را ارائه می دهد. سيستم هايی که گرمای دور – ريز را با اين روش به مصرف می رسانند،سيستم های توليد همزمان گرما و برق
(Combined Heat & Power: CHP) ناميده می شوند. چنين سيستم هايی می توانند با يک رقم بازده انرژی تا 90درصدی کار بکنند.
بسياری از فرآيندها نيازمند يک منبع گرمايی هستند و کليه تاسيسات صنعتی به برق نياز دارد . اغلب به محض اينکه منافع حاصله درک شود، اين دو می توانند به منظور دستيابی به يک جنبه اقتصادی خوببا يکديگر تلفيق شوند. اما هميشه تطابق خوبی بين تقاضای گرما و برق وجود ندارد.گاهی الکتريسيته لازم است، اما هيچ گرمايی مورد نياز نيست و گاهی مقادير زيادی گرما يا بخار مورد نياز هستند و برق لازم نيست. با يک تفکر خلاق،کاربرد CHP می تواند برای چنين موقعيت هايی نيز تطبيق داده شود. برای مثال، شرکتی که مقادير قابل توجهی بخار، اما ميزان برق اندکی نياز دارد، ممکن است يک نيروگاه مبتنی بر CHP بر توربين گازی خريداری کند،که به منظور توليد ميزان انرژی گرمايی لازم شرکت طـــراحی شده باشد، بدين ترتيب برقی که به عنوان محصول جانبی ثانويه توليد می گردد، به شبکـــه محلی نوع انرژی گرمايی مورد نياز برای کاربرد CHP اغلب گزينه ی مورد انتخاب را محدود می کند.در صورتی که بخار با کيفيت بالا مورد نياز باشد، در آن صورت يک منبع انرژی دور – ريز دما - بالا مورد نياز خواهد بود. چنين انرژی را می توان از يک نيــــروگاه مبتنی بر توربين بخار دريافت کرد، يا می تواند با استفاده از اگزاست يک توربين گازی توليد شود.سيستم های توليد ديگر از قبيل موتورهای پيستونی تنها قادر به توليد بخار کيفيت – پايين يا آب داغ هستند. کيفيت انرژی گرمايی که در اختيار خواهد بــود از يک فن آوری به فن آوری ديگــــــر فـــرق می کند.اکثر انرژی تبديل نشده به برق بصورت گرما در اختيار خواهد بود. ا لبته، در يک نيروگاه CHP مبتنی بر توربين گازی، بخار اضافی می تواند به منظور توليد برق بيشتر مورد استفاده قرار گيرد. مهمترين آسيب زيست محيطی مرتبط با يک نيروگاه CHP،اساس کارکرد فن آوری به کار رفته در نيروگاه خواهد بود.نشر آلاينده های جوی بسته به اينکه نيروگاه از يک موتور ديزلی، توربين گازِی، توربين بخار با بويلر بيوماس ، يا يک راکتور هسته ای به عنوان سيستم تبديل انرژی استفاده بکند، متفاوت خواهد بود. سيستم های CHP مبتنی بر موتور پيستونی اغلب برای استفاده در دفاتر يا برای سيستم های گرمايش ناحيه ای در نظر گرفته می شوند. اما، موتورها دارای سر و صدا هستند. آنها به طور نرمال برای کاربردهای مجاور منازل يا دفاتر نيازمند عايقکاری صوتی و صدا خفه کن های اگزاست با طراحی ويژه هستند. مهمترين اثر قابل توجه CHP عبارت است از افزايش (اغلب به اندازه زياد) بازده انـــرژی توليد توان. اثر سازندگان ادعا می کنند که نيروگاه CHP دارای بازده 80% يا 90% است، در حالی که واحد مولد انرژی که اين سيستم بر مبنای آن عمل می کند، تنها دارای بازده 30% است. اين ارقام تا حدودی سر درگم کننده هستند، زيرا به معنی اين نيستند که 80% انــــرژی به برق تبديل می شود. يک اقدام ارزيابی مفيدتر ، تعيين مقدار سوخت صرفه جويی شده با استفاده از CHP خواهد بود. برای مثـــال در صورتی که يک نيروگاه دارای بازده تبديل سوخت به الکتريسيته 33% است و در يک تاسيسات CHP با بازده انرژی 83 درصدی بکار می رود، پس 50% از انرژی سوخت به صورت گرما مهار شده می شود.لــذا نصف سوخت واحد CHP جايگزين مقدار سوختی می شود که در زمان عدم استفاده از CHP جهت در اکثر موارد فن آوری ها قابليت کاری خود را از جنبه های مختلف به اثبات رسانده اند، لذا ريسک فنی فوق العاده پايين می باشد. مواردی از ريسک اقتصادی می تواند در زمان کاربرد CHP در موقعيتی که قبلا مورد استفاده نبوده است، وجود داشته باشد. در چنين محيط هايی، تقاضای گرما و برق همراه با هزينه های نصب و نگهداری و تعمير نيروگاه CHP نياز به يک ارزيابی دقيق دارند. يک ابزار ساده بدست آوردن جذابيت اقتصادی چنين سرمايه گزاری، محاسبه دوره برگشت سرمايه است. چه مدت طــــــول خواهد کشيد تا وام ها بازپرداخت شوند و آيا از اين طريق صرفه جويی های به عمل آمده در تاسيسات جديد ، هزينه سرمايه گزاری بازيافت خواهد شد؟ آيا اين زمان به اندازه قابل توجهی از عمر کاری تاسيسات کوتاه تر است؟ سپس می توان سرمايه گزاری مذکور را جدی تلقی کرد؟ همانند کليه تاسيسات نيروگاهی،اقتصاد CHP بستگی به هزينه های لازم جهت نصب نيروگاه و هزينه سوخت دارد. نيروگاه CHP توربين گازی روی هم رفته ارزانترين مورد می تواند باشد و هــزينه های بهره برداری، تعميــر و نگهداری آن نيز مناسبتر می باشد. با يک نگرش وسيع تر، CHPبه عنوان بخشی از استراتژی توليد غير متمرکز،منافع اقتصادی بيشتری ارائه می دهد. |
