Download - CeNTRAle les AWiRs

CeNTRAle les AWiRs 100 % biomassa

Ver

antw

oo

rdel

ijk

uit

gev

er:

Ele

ctra

bel

nv,

Jea

n-P

ierr

e C

reve

coeu

r, S

imó

n B

olí

varl

aan

34,

10

00

Bru

ssel

, B

elg

ië -

ju

li 2

012

EEN BEETJE GEsCHiEDENis

Centrale Les Awirs ligt op de linkeroever van de Maas tussen Hoei en Seraing, stroomopwaarts van de Luikse industriezone. Ze werd geleidelijk kort na de Tweede We-reldoorlog gebouwd om de omliggende industrieën van elektriciteit te voorzien, waarvoor de brandbare kolenres-ten van de lokale steenkoolmijnen uitstekend van pas kwamen. De eerste steen werd gelegd in 1949 en in 1951 werden eenheden 1 en 2 – telkens goed voor 55 MW – in bedrijf genomen. Eenheden 3 en 4, beide met een capaciteit van 130 MW, volgden in 1963 en 1967. Eenheid 5, tot slot, werd in 1973 aan het net gekoppeld en haalde een capa-citeit van bijna 300 MW.In de loop der jaren groeide Les Awirs uit tot de grootste klassieke thermische centrale van Wallonië. In 1973 ont-wikkelde ze een vermogen van 670 MW, verdeeld over vijf productiegroepen. De belangrijkste brandstoffen wa-ren steenkool (groepen 3 en 4) en aardgas (groepen 1, 2 en 5).In 1998, na meer dan 50 jaar dienst, werden eenheden 1, 2 en 3 definitief stilgelegd. Terwijl de gasgestookte eenheid 5 nog als reserve-eenheid werd aangehouden, onderging eenheid 4 in 2005 een ongeziene metamor-fose: steenkool werd als brandstof volledig vervangen door houtresten.

Sindsdien werkt eenheid 4 voor 100% op biomassa. Eenheid 5 wordt op haar beurt in september 2013 stil-gelegd.

DUURZAAm, miLiEUVRiENDELiJk EN sPiTsTECHNoLoGisCHDe ombouw van een steenkoolcentrale tot een 100% biomassacentrale was in 2005 een wereldprimeur. Het project dat in centrale Les Awirs werd uitgevoerd, mag als een prototype worden beschouwd.

Eenheid 4 past volledig binnen de verbintenis die Electrabel is aangegaan via haar plan “Samen voor minder CO2” om tegen 2015 één miljoen gezinnen volledig van groene stroom te kunnen voorzien. Ze levert tevens een subs-tantiële bijdrage aan het nakomen van het engagement van België in het kader van het 20-20-20 energie- en kli-maatplan van de Europese Commissie, om het aandeel van hernieuwbare energiebronnen in het totale energie-verbruik naar 13% op te trekken.De nieuwe eenheid die voor 100% op biomassa werkt, is heel wat milieuvriendelijker omdat:- ze bijdraagt tot een beperking van de CO2-uitstoot: de

verbranding van biomassa is CO2-neutraal, want daarbij komt enkel de CO2 vrij die tijdens de vorming en groei van de biomassa werd opgeslagen. De vermeden

kerncijfers van centrale Les Awirs, eenheid 4 (100 % biomassa)

Vermogen: 80 MWRendement: 35% Productie: 600 GWh/jaar = verbruik van 175 000 gezinnen

Centrale vóór 2005, met steenkoolpark

2 CENTRALE LEs AwiRs CENTRALE LEs AwiRs 3

BiomAssA ALs BRANDsToF

Het productiepark van Electrabel onderscheidt zich door een grote diversiteit, zowel technologisch als op het vlak van aangewende brandstoffen. Deze strategisch gekozen energiemix laat de onderneming toe om haar klanten in competitieve en milieuvriendelijke omstandigheden te bevoorraden. Het aandeel van hernieuwbare ener-giebronnen – wind, waterkracht, zon, biomassa – in die energiemix blijft voortdurend toenemen. Aangezien de geografische, klimatologische en stedenbouwkundige kenmerken van ons land een doorgedreven ontwikkeling van waterkracht, wind- en zonne-energie in de weg staan, eist biomassa in dit opzicht een hoofdrol op.Elektriciteitsproductie door biomassacentrales is niet al-leen stabiel maar ook in hoge mate voorspelbaar, wat niet van wind- of zonne-energie kan worden gezegd. Deze centrales kunnen bijgevolg als basiseenheden fungeren, waardoor bijkomende investeringen in reservecapaciteit worden vermeden.

BiomassaDe Europese richtlijn Hernieuwbare Energie 2009/28/EG definieert biomassa als: “de biologisch afbreekbare fractie van producten, afvalstoffen en residuen van biologische oorsprong uit de landbouw (met inbegrip van plantaardige en dierlijke stoffen), de bosbouw en aanverwante bedrijfs-takken, met inbegrip van de visserij en de aquacultuur, alsmede de biologisch afbreekbare fractie van industrieel en huishoudelijk afval.”De gebruikte biomassa bestaat voornamelijk uit orga-nische restproducten die niet recycleerbaar zijn en niet herbruikbaar voor andere agro-industriële of landbouw-toepassingen.

CO2-uitstoot bedraagt minstens 500 000 ton per jaar die door steenkoolverbranding zou zijn veroorzaakt;

- ze ook bijdraagt tot een lagere uitstoot van zwavel-dioxide (SO2, -90%) en stikstofoxide (NOx, -80%);

- ze voor meer groene elektriciteitsproductie zorgt: een-heid 4 produceert jaarlijks ongeveer 600 000 MWh groene elektriciteit, wat overeenstemt met het elektri-citeitsverbruik van 175 000 gezinnen;

- ze een restproduct uit de bosbouw nuttig aanwendt: de verbranding van houtresten die door die industrie worden toegeleverd, maakt het mogelijk om de energie te recupereren die in deze biomassa vervat zit;

- ze geen nieuwe terreinen nodig heeft;- de hoeveelheid afval die moet worden afgevoerd, aan-

zienlijk kleiner is dan bij de verbranding van steenkool: daar waar steenkool een asgehalte van 5 tot 15% heeft, bevatten houtkorrels minder dan 1% as;

- het vrachtwagenverkeer om de verbrandingsas te ver-voeren naar ondernemingen die dit afval recycleren, daardoor aanzienlijk vermindert;

- ze bijdraagt tot een zuiniger verbruik van fossiele brandstoffen: in centrale Les Awirs komt de verbran-ding van 400 000 ton houtkorrels per jaar overeen met ongeveer 280 000 ton steenkool.

Pellets (houtkorrels)

Centrale na 2005, 100% biomassa


De verbranding van biomassa geldt als CO2-neutraal en draagt bijgevolg niet bij tot de klimaatopwarming. De hoe-veelheid CO2 die bij de verbranding in de atmosfeer wordt uitgestoten, is immers gelijk aan de CO2 die de biomassa voor haar groei aan de lucht heeft onttrokken.

DuurzaamheidIn samenwerking met Laborelec, het kenniscentrum voor onderzoek en ontwikkeling van Electrabel, werd er een controleprocedure uitgewerkt om het duurzame karakter van de gebruikte biomassa te garanderen. Daartoe worden de verschillende stappen in de bevoorradingsketen van de biomassa onderzocht en tegen duurzaamheidscriteria afge-toetst: het bosbeheer en productieproces, naleving van de wet- en regelgeving, energieverbruik en CO2-uitstoot tijdens de productie en het transport van de houtkorrels (pellets), naspeurbaarheid van hun herkomst tot en met hun levering in de centrale… De procedure werd erkend door de Vlaamse en Waalse overheid en een onafhankelijk controleorgaan ziet toe op haar correcte uitvoering.

Aanvoer65% van de houtkorrels verbrand in Les Awirs wordt gefa-briceerd in België op basis van hout afkomstig uit België, Frankrijk, Duitsland; het overige wordt uit verdere landen geïmporteerd (Baltische Staten, Canada, VS, Rusland...). Elke dag wordt 1 200 ton pellets aangevoerd, per vrachtwa-gen of per schip over de Maas. Les Awirs beschikt over een

opslagplaats voor de pellets die per vrachtwagen geleverd worden (hoofdzakelijk uit België en Duitsland). Per schip worden de pellets daarentegen “just in time” geleverd.De pellets die per schip worden aangevoerd, worden gelost met behulp van een grijpkraan. Deze vult de toevoertrech-ter met houtkorrels. De trechter is uitgerust met een fijn-mazig rooster om de indringing van vreemde voorwerpen in het proces te voorkomen. Ook is hij voorzien van een ontstoffingssysteem dat de stofuitstoot in de atmosfeer beperkt.Vervolgens worden de pellets vanuit beide loszones (sche-pen en vrachtwagens) naar een volledig overdekte trans-portband geleid: ze passeren onder een magneet die alle metalen voorwerpen vasthoudt die de installatie zouden kunnen beschadigen. Een officiële weegschaal registreert de exacte hoeveelheid brandstof die naar de centrale wordt getransporteerd.

H2O

CO2 O2

H2O

H2O

Zonlicht

Mineralen

CO2

Lossen van de houtkorrels

Toevoertrechter voor houtkorrels en transportband

6 CENTRALE LEs AwiRs

Centrale Les Awirs ELEkTRiCiTEiTsPRoDUCTiE mET BiomAssA


Acheminement de la biomasse(bateaux et camions)

Silo

Broyeur à marteaux

Blower (souffleur)

Amenée d’air

Brûleur à Low NO2

Foyer

Évaporateur

Gaz de combustion

Électrofiltre

Cheminée

Économiseur

Tambour à vapeur

Surchauffeur

Resurchauffeur

Turbine haute pression

Turbine basse pression

Alternateur

Excitatrice

Transformateur

Réseau haute tension

Condenseur

Cours d’eau (la Meuse)

Pompe d’alimentation

Eau d’alimentation

Eau de refroidissement

Centrale des Awirs - Unité 4

ProduirE dE l’ÉlECtriCitÉà PArtir dE BioMAssE

Les Awirs

1

1

2

9 18

3

10 19

4

11 20

5

12 21

6

13 22

7

14 23

16 258

15 24

17 26

6

11

16

21

2

7

1217

22

3

8

13

18

23

4

9

14

19

24510

15

20

25

26

14 Oververhitter

15 Heroververhitter

16 Hogedrukturbine

17 Lagedrukturbine

18 Alternator

19 Bekrachtiger

20 Transformator

21 Hoogspanningsnet

22 Condensor

23 Waterloop (Maas)

24 Voedingspomp

25 Voedingswater

26 Koelwater

1 Aanvoer van de biomassa (schepen en vrachtwagens)

2 Silo

3 Hamermolen

4 Blower (blazer)

5 Luchttoevoer

6 Brander

7 Ketel

8 Verdamper

9 Rookgassen

10 Elektrofilter

11 Schoorsteen

12 Economiser

13 Stoomtrommel

Maaltoren: vermaler, trechter en (gele) persluchtbuizenwERkiNG VAN DE CENTRALE

Algemeen principe In een klassieke elektriciteitscentrale wordt elektrische energie opgewekt door een reeks van energieomzettingen. Bij de verbranding van brandstof (chemische energie) – bio-massa in het geval van eenheid 4 van Les Awirs – komt er warmte vrij (thermische energie) die water in stoom om-zet. Deze stoom drijft vervolgens een turbine aan (mecha-nische energie) die een alternator doet draaien. Deze zet de mechanische energie in elektrische energie om.

ketelDe transportband voert de pellets naar silo’s met een vo-lume van 600 m3. Van daaruit worden ze getransporteerd naar twee hamermolens met een capaciteit van telkens 25 ton/uur die de pellets tot houtstof vermalen.

Dit stof valt in twee trechters van 20 m3 gelegen onder de hamermolens en wordt ver-volgens met perslucht naar de branders in de haard van de (stoom)ketel overgebracht. De ketel beschikt in totaal over 16 branders op 4 niveaus. Een ventilator blaast een krachtige luchtstroom door

ELE

KTR

ISC

HE

EN

ER

GIE

TOE

PAS

SIN

GE

NM

EC

HA

NIS

CH

EE

NE

RG

IEC

HE

MIS

CH

EE

NE

RG

IETH

ER

MIS

CH

EE

NE

RG

IE

Elektriciteit

Alternator

Ketel

Biomassa

Stoomturbine

de ketel om het verbran-dingsproces gaande te houden. Die lucht wordt voorafgaandelijk door een warmtewisselaar gestuurd die zich in de rookgaslei-dingen bevindt om zoveel mogelijk restwarmte aan de rookgassen te onttrek-ken. De warmte van de vlammen wordt afgege-ven aan een buizenstelsel van verschillende kilome-ters lang waarin gede-mineraliseerd water cir-culeert (voedingswater) dat in stoom wordt omge-zet. Om het rendement te verhogen, heeft een economiser dit voedingswater vooraf verhit. Het stroomt via de stoomtrommel naar de verdamper en verandert vervolgens in stoom. In de rookgasleidingen bevinden zich ook buizen (oververhitters, heroververhitters) waar de stoom nog verder door de verbrandingsgassen wordt verhit.

(Gele) aanvoerbuis met houtstof en brander


Alvorens de schoor-steen te verlaten – bij een temperatuur van ongeveer 140 °C – pas-seren de rookgassen door een elektrofil-ter die de fijne stof-deeltjes eruit haalt en in trechters opvangt.

stoomturbine De stoom verlaat de stoomketel en wordt onder zeer hoge druk (100 bar) en bij een temperatuur van 520 °C naar de stoomturbine geleid. Deze turbine bestaat uit verschillende schoepen die op een as (turbine-as) zijn bevestigd. De stoom oefent druk uit op de schoepen, waardoor de turbine begint te draaien. De stoom komt eerst aan in de hogedrukturbine waar hij druk en temperatuur ver-liest. De gedeeltelijk ontspannen stoom komt terecht in de heroververhitter, absorbeert er de hitte van de roo-kgassen en bereikt opnieuw een temperatuur van 520 °C om achtereenvolgens ook de middendrukturbine en lage-drukturbine aan te drijven.

De stoom verlaat de lagedrukturbine en bereikt uiteindelijk de condensor, een cilinder met duizenden kleine buizen waarin koelwater stroomt dat uit de Maas afkomstig is. De stoom glijdt langs deze buizen, geeft zijn warmte aan het koelwater af en condenseert. Het condensaat wordt in de vorm van water opnieuw naar de stoomketel gepompt, waarmee de keten rond is. Het koelwater wordt uiteindelijk opnieuw in de Maas ge-loosd, zijn oorspronkelijke koudebron.

AlternatorDe draaiende tur-bine-as drijft een alternator aan die uiteindelijk voor de elektriciteitsopwek-king zorgt. De alter-nator bestaat uit een rotor die ronddraait binnenin een vast ge-deelte, de stator. De rotor is een krachtige elektromagneet die door een afzonder-lijke machine van ge-

lijkstroom wordt voorzien: de bekrachtiger. De stator be-staat uit een vaste cilinder met koperen wikkelingen waarin een driefasenwisselstroom wordt opgewekt door de draai-beweging van de rotor. Het wentelen van de rotor wekt een wisselspanning van 15 kilovolt (kV) op in de wikkelingen van

Revisie van de stoomturbine

Elektrofilter

Rotor en stator van een alternator

Machinezaal – Turbo-alternatoren


Gedrukt met plantaardige inkt. Het papier- en kartonafval en de gebruikte offsetplaten worden gerecupereerd en gerecycleerd.

Electrabel nvSimón Bolívarlaan 34 - 1000 Brussel, BelgiëTel. + 32 2 510 72 22www.electrabel.be

Coördinatie: Departement Communicatie ElectrabelFoto’s: Alain Pierot, Raf Beckers, Jacques BreuerDruk: Antilope Printing nv, LierD/2012/7.208/9

de stator. De frequentie bedraagt 50 hertz: daartoe moet de rotor exact 3 000 omwentelingen per minuut maken.De opgewekte elektriciteit gaat van de alternator naar de transformator die de spanning tot 150 kV opvoert. Dit spanningsniveau is noodzakelijk om elektriciteit zonder al te veel verlies over lange afstanden te transporteren. Via een hoogspanningsstation van 150 kV en het hoogspan-ningsnet wordt de elektriciteit naar verschillende transfor-matorstations gevoerd waar de spanning opnieuw wordt afgebouwd totdat de elektriciteit uiteindelijk bij de eindver-bruiker terechtkomt.

Controlezaal De volledige centrale wordt vanuit de controlezaal door operators bestuurd. Hier worden niet alleen de installa-ties van Les Awirs bediend maar ook – van op afstand – de turbojets van Turon (Theux) en Cierreux (Vielsalm). Een turbojet is een vliegtuigturboreactor die voor stationaire werking is aangepast: de uitlaatgassen die door de verbran-ding van de kerosine ontstaan, drijven een turbine aan die aan een alternator is gekoppeld. Deze productie-installaties met een capaciteit van 20 MW bevinden zich op zenuwpun-ten van het elektriciteitsnet en fungeren als noodoplossing wanneer het net met problemen kampt. Ze hebben als voordeel dat ze bijzonder snel kunnen worden opgestart.

ELECTRABEL, GDF sUEZ GRoEP

Electrabel maakt deel uit van GDF SUEZ, een wereldleider voor energie en milieu, die verantwoorde groei integreert in de kern van zijn vakgebieden om de grote uitdagingen op het vlak van energie en milieu aan te gaan: voldoen aan de vraag naar energie, instaan voor de bevoorradingszekerheid, bestrijden van de klimaatverandering en optimaliseren van het gebruik van natuurlijke rijkdommen.

De onderneming is marktleider in België. Op deze markt pro-duceert ze elektriciteit en verkoop ze elektriciteit, aardgas en energiediensten. Electrabel biedt haar 3,3 miljoen resi-dentiële, professionele en industriële klanten energieoplos-singen met toegevoegde waarde en een dienstverlening op maat, waarbij ze optimaal voordeel haalt uit de synergie tussen elektriciteit en aardgas.

Electrabel beschikt in België over een gediversifieerd pro-ductiepark van 10 300 MW. Het bestaat uit installaties die werken met hernieuwbare energiebronnen, centrales die fossiele brandstoffen gebruiken en kerncentrales. De uitstoot van broeikasgassen door haar productiepark behoort tot de laagste in Europa. In België is Electrabel de grootste produ-cent en leverancier van groene stroom.

Controlezaal


Centrale Les Awirs Quai du Halage 49, 4400 Flémalle

Ver

antw

oo

rdel

ijk

uit

gev

er:

Ele

ctra

bel

nv,

Jea

n-P

ierr

e C

reve

coeu

r, S

imó

n B

olí

varl

aan

34,

10

00

Bru

ssel

, B

elg

ië -

ju

li 2

012

Welkomn

00

7/0

5-0

3

0 1 2 3 4 5 KM

FLEMALLE

LES AWIRS

ENGIS

N

E 40 - A 3

E 42 - A 15

N 63

N 617

N 90

N 639

A 604

SERAING

LIEGE

LIEGE

LIEGE

BRUSSEL

NAMUR

CHARLEROI

ANTWERPEN

E 313

VERVIERS

FLEMALLE

HUY

LIEGE

MARCHE

HUY

JEMEPPE

MAAS

VERKEERSWISSELAAR

VAN LONCIN

N 6

77

4

CENTRALE AWIRSQuai du Halage, 49 - 474400 FLEMALLETel.: 04-275 89 11 - Fax: 04-275 89 09 / 04-275 89 79www.electrabel.be