Společnost Doosan Škoda Power, tradiční výrobce parních turbín, se poslední léta stále více a intenzivně věnuje také mnoha dalším energetickým oborům a inovativním tématům z oblasti výroby a uchovávání energie. „Věříme, že svým zákazníkům můžeme představit zajímavé koncepty, které jsou plně v souladu s požadavky moderní doby,“ říká Štěpán Šmida, vedoucí odboru Business Drivers ve společnosti Doosan Škoda Power.
Vzhledem k obratu energetiky směrem k obnovitelným zdrojům v rámci tzv. dekarbonizace či Green Dealu, se i my snažíme přizpůsobit a začít se věnovat alternativním zdrojům energie. Naši vizi, neboli směřování, dělíme do tří cest – integrační (integrace nových technologií v rámci parního cyklu), tradiční (parní turbíny a jejich servis) a inovační (nahrazuje stávající technologii). Cesta integrační a inovační závisí na tom, zdali bude nová technologie integrována do stávající elektrárny, nebo bude nahrazovat, případně doplňovat, současnou technologii. Jednotlivé příklady integrací a inovací zmíněné na obr. 1, lze libovolně přesouvat mezi oběma směry v závislosti na cílové aplikaci.
V rámci INTEGRAČNÍ CESTY cílíme například na tepelná čerpadla (primárně absorpční), ORC (Organic Rankine Cycle), spalinové výměníky či krátkodobou akumulaci energie prostřednictvím setrvačníku atd.
Ukládáním kinetické energie do rotující hmoty tzv. setrvačník se využívají podpůrné služby ke kompenzaci jalového výkonu a k regulaci frekvence. S výhodou lze využít prakticky všech starších turbínových strojů s generátorem, které lze na setrvačník přestavět, či doplnit o samotný setrvačník. Jakkoliv je prozatím česká přenosová soustava velmi robustní, věříme, že pro budoucnost obnovitelných zdrojů bude setrvačnost sítě a jalový výkon hrát opět podstatnou roli.
Tepelné čerpadlo lze využít v klasické elektrárně/ teplárně například k povýšení zbytkového tepla z chlazení ložisek a generátoru na vyšší teploty a použití pro vytápění města. Zároveň lze současně docílit navýšení výkonu samotné parní turbíny o nezanedbatelné hodnoty. Je možné takto optimalizovat výrobu tepla a elektrické energie a vyhnout se nepříjemným provozním stavům, které často nastávají při letních teplárenských provozech.
V naší společnosti také vyvíjíme tzv. ORC cyklus, tedy Rankinův cyklus s organickými pracovními médii, který může využívat odpadního nízko i vysokopotenciálního tepla, např. z nevyužitých spalin v komíně (které lze vychladit i spalinovým výměníkem) či z chemických procesů a získat z nich další elektřinu.
V současnosti není účinnost ORC jednotek nijak vysoká, běžně se pohybuje okolo 10 – 15 %, což je z pohledu dalších účinností jiných technologií velmi málo. Je to určitá daň za „jednoduchost“ cyklu. Nicméně bavíme se zde o odpadním teple, v případě vhodného odběru je možné kvalitní teplo dále využít k vytápění a tím se celková kombinovaná účinnost cyklu dostane nad 90% účinnost.
V dnešních teplárenských provozech se jedná o stovky kilowatů až jednotky megawatů elektrické energie pouze z odpadního tepla! Není nutné energii z ORC jednotky posílat do sítě, může být využita alternativně, například k výrobě vodíku.
Energie z ORC může být také alternativně uschována v (bateriovém) uložišti s navazující možností dobíjení elektrických vozidel apod. V blízké budoucnosti chystáme stavbu vlastní experimentální ORC jednotky včetně úložiště.
INOVATIVNÍ jsou pro nás v oblasti jaderné energetiky malé modulární reaktory SMR (Small Modular Reactor), které mohou nahradit současné teplárny. Momentálně spolupracujeme na mezinárodní úrovni v rámci několika projektů. Další inovací, která by mohla mít zásadní roli v budoucí energetice, jsou vzduchové turbíny, které lze využít v mnoha různých aplikacích jako například v CAES (úložiště energie založené na stlačeném vzduchu), LAES (úložiště založené na zkapalněném vzduchu) uložištích, kde se vzduchová turbína využívá při vybíjení cyklu ke generování elektrické energie. Vzduchovou turbínu máme v nabídce již delší dobu a v současnosti v rámci konsorcia několika evropských firem pracujeme na celkovém vylepšení cyklu tak, aby celková účinnost cyklu dosahovala hodnot nad 80 %.
Velmi inovativní jsou pro nás ale i cykly založené na specifických médiích, jako je oxid uhličitý, a to buď v klasické formě s využitím opět pro cykly s ukládáním energie, kde máme v současnosti v nabídce 20MW turbínu na CO2 , tak i cykly se superktritickým CO2 , které aspirují na budoucnost teplárenství. I zde již máme k dispozici řešení pro velmi vysoké tlaky i teploty a první demonstrativní jednotka by brzy ve spolupráci s českými vědci měla stát v lokalitě Mělník.
Velmi zajímavou integrací spojující výše zmíněné technologie jsou Carnotovy baterie. Ty fungují na principu P2H2P (Power to Heat to Power). Z přebytků elektrické energie nabít/natopit, např. pomocí tepelného čerpadla, OZE, TES (Thermal Energy Storage), která může mít mnoho podob jako např. elektrochemické, roztavené soli, vodík, stlačený či kapalný vzduch. Následně uschovanou energii vybít v době potřeby elektřiny v energetickém cyklu např. ORC, s CO 2 , vzduchová turbína. Naším cílem do budoucna je věnovat se větrné energetice, případně palivovým článkům a bateriovým úložištím, obdobně jako distributor naší mateřské společnosti Doosan Enerbility se sídlem v Koreji.
TRADIČNÍ CESTU jsou považovány naše standardní aktivity v klasické energetice, tedy cesta nových turbín a servis, případně modernizace stávajících. V rámci této cesty se také věnujeme studiím ohledně repoweringu stávajících uhelných elektráren kvůli tzv. Coal exit v roce 2030.
Vzhledem k proměně teplárenství, stávající parní turbíny velmi často nepracují v optimálním režimu nastaveném v minulosti a některé z tepláren dnes přehodnocují ekonomičnost jejich zařízení. V tuto chvíli přichází Doosan Škoda Power s řešením modernizace, rekonstrukce, případně nabídkou nové parní turbíny i včetně strojovny.
Modernizací může být klidně i úprava kondenzačního stroje na protitlaký nebo nabídka stroje s odpojitelným nízkotlakým dílem. Tato verze představuje velmi lákavé řešení stroje, který pracuje většinu času v protitlakém režimu a zároveň v řádu minut umožňuje připojit nízkotlaký díl pro zvýšení produkce energie či jen pro poskytování podpůrných služeb.
