Kogeneracija ali soproizvodnja toplotne in električne energije (krajše: SPTE) dobiva posebno mesto v energetski politiki Evropske unije.
V novejšem času se vloga zemeljskega plina na področju kogeneracije še povečuje in sega daleč v prihodnost.
Kot pojasnjujejo v GIZ DZP, gre pri kogeneraciji na zemeljski plin za sočasno pretvarjanje energije goriva (zemeljskega plina) v toplotno in električno energijo. Kot pri proizvodnji električne energije, tudi pri SPTE električni generator poganja mehanska energija vrtečih se delov motorjev oziroma turbin. Pri pretvorbi notranje energije zemeljskega plina v mehansko energijo se sprosti velika količina toplote.
Zemeljski plin je najčistejše fosilno gorivo
Zemeljski plin (ZP) je fosilno gorivo, katerega poraba v novejšem času zelo hitro narašča, saj je najčistejše in energetsko najučinkovitejše fosilno gorivo. Energetski strokovnjaki ga tudi zaradi omenjenih lastnosti in zaradi velikih količin imenujejo gorivo 21. stoletja. Da je zemeljski plin gorivo bodočnosti, poudarja tudi prof. dr. Peter Novak, direktor Energotecha, poleg ZP pa omenja še premog, saj bosta po njegovem skupaj obvladovala sedanje stoletje z gorivi.
Zemeljski plin je sestavljen večinoma iz metana, v manjših količinah pa so prisotni še etan, propan, butan, primesi težjih ogljikovodikov, dušik in ogljikov dioksid. Omenjeni plin gori z značilnim modrim plamenom; pri zgorevanju se sprošča toplota, nastajata pa ogljikov dioksid in vodna para.
Evropska unija je zaradi nujnosti, da se zmanjšajo emisije toplogrednih plinov, pred nedavnim sprejela sklep, da se zemeljski plin proglasi kot zeleno gorivo, saj ima zaradi svoje kemične strukture (CH4) najmanjšo emisijo ogljikovega dioksida od vseh fosilnih in biogoriv. Evropski strateški plan energetskih tehnologij je v veliki meri usmerjen k večji uporabi plinastega goriva, ker zagotavlja visoko učinkovitost pri pretvarjanju in nizke emisije.
Predvideno 20-odstotno zmanjšanje primarne energije
Prof. dr. Peter Novak pozdravlja novo Direktivo o energetski učinkovitosti, saj bo po predvidevanjih omogočila termodinamično pravilno in učinkovito uporabo fosilnih goriv. Spremembe, ki jih direktiva predvideva, bodo bistveno spremenile stanje na trgu z energijo in skupaj z ostalimi direktivami (OVE, EPBD, itd.) omogočile tudi nove zaposlitve in močan razvoj novih tehnologij za pretvarjanje.
Direktiva o učinkoviti rabi energije sedanjo politiko pretvarjanja energije fosilnih goriv v električno energijo temeljito spreminja. V preambuli k direktivi je kar v osmih poglavjih razloženo, zakaj je potrebno primarno energijo uporabljati v soproizvodnji. Med številnimi ukrepi, ki jih nalaga nova direktiva, so tudi naslednji: predvideno je zmanjšanje primarne energije za 20 odstotkov v celotni EU na 1.474 Mtoe ali končne energije na 1.078 Mtoe; zahteve v direktivi so minimalne in jih države lahko poostrijo; direktivo je potrebno prenesti v nacionalno zakonodajo in sprejeti vse normativne akte do 5. junija 2014. Pri tem je treba upoštevati tudi vse zahteve v Direktivi o učinkovitosti stavb in še vrsto spremljajočih direktiv iz ostalih področij.
Prednosti in slabosti Stirling motorjev
Ko je govora o kogeneraciji, prof. dr. Novak posebej omenja Stirling motorje, ki so termodinamično zelo primerni stroji za pridobivanje mehanskega dela. Med njihovimi prednostmi našteva zunanje zgorevanje ali vir toplote, tiho delovanje in dolgo življenjsko dobo, med slabostmi pa težave pri rekuperaciji toplote, nizek izkoristek, precejšnjo težo, visoko ceno. Idealen plin v delovnem batu bi bil vodik, vendar ga je zaradi problemov tesnjenja in vpliva na material (krhkost) skoraj povsod zamenjal helij.
Sicer pa je po besedah prof. dr. Novaka pričakovati nadaljnji razvoj rekuperatorjev in veliko serijsko proizvodnjo naprav z malimi močmi, primernih za lokalno kogeneracijo. Ker v njih lahko uporabljamo vse vire toplote (toploto pri zgorevanju fosilnih in biogoriv ter koncentrirano toploto sonca), lahko pričakujemo, ne glede na trenutno zelo slab izkoristek, nadaljnje uveljavljanje teh strojev v praksi.
Miro Jakomin