Energy crops as local energy carrier

The experimental investigation of energy crops (Miscanthus x giganteus, Sida hermaphrodita, Spartina pectinata, Panicum virgatum) gasification was carried out. The influence of excess air ratio (λ) on lower heating value (LHV) was investigated. Downdraft fixed bed gasifier was used. For all types of biomass, the highest LHV value was achieved for λ = 0.18. Compositions of gases obtained during the experimental study were used for thermodynamic and economic analysis of CHP system with gas piston engine. The system quality indices and input data for economic analysis were calculated. For the economic analysis the net present values method was adopted. Given the assumptions, despite biomass type, the NPV indice did not reach positive values. Break even price of electricity and break even cost of fuel were calculated. The economic viability of such systems is strongly influenced by economic and legal environment. The paper includes sensitivity analysis of change of the selected parameter such as annual availability of the system, price of fuel and price of green certificates.

Przeprowadzono badania eksperymentalne wieloletnich roślin energetycznych (miskanta olbrzymiego, ślazowca pensylwańskiego, spartyny preriowej, prosa rózgowatego) oraz określono wpływ stosunku nadmiaru powietrza w reaktorze na wartość opałową gazu palnego. Wykorzystano reaktor dolnociągowy ze złożem stałym. Najwyższą wartość opałową gazu uzyskano dla λ = 0,18 niezależnie od rodzaju biomasy. Składy otrzymanych gazów posłużyły do obliczeń termodynamicznych i ekonomicznych układu kogeneracyjnego z gazowym silnikiem tłokowym. Wyznaczono wskaźniki efektywności energetycznej układu CHP oraz szereg danych wejściowych do analizy ekonomicznej. Rachunek ekonomiczny przeprowadzono w oparciu o metodę wartości zaktualizowanej netto. Dla założeń przyjętych w obliczeniach dla układów zasilanych wieloletnimi roślinami energetycznymi nie uzyskano dodatnich wartości wskaźnika NPV. Wyznaczono graniczne ceny sprzedaży energii elektrycznej oraz graniczne ceny pozyskania biomasy z warunku NPV = 0. Efektywność ekonomiczna instalacji zasilanych biomasą silnie zależy od otoczenia ekonomiczno-prawnego, dlatego przeprowadzono analizy wrażliwości granicznej ceny sprzedaży energii elektrycznej ze względu na czas pracy instalacji, koszt pozyskania paliwa oraz cenę zielonych certyfikatów.