24.01.2015 Views

חטיבת משאבים אסטרטגיים אגף תכנון פיתוח וטכנולוגיה

חטיבת משאבים אסטרטגיים אגף תכנון פיתוח וטכנולוגיה

חטיבת משאבים אסטרטגיים אגף תכנון פיתוח וטכנולוגיה

SHOW MORE
SHOW LESS
  • No tags were found...

You also want an ePaper? Increase the reach of your titles

YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.

חטיבת משאבים אסטרטגיים<br />

אגף תכנון פיתוח וטכנולוגיה<br />

יום העיון השביעי בנמועי סילון וטורבינות גז<br />

6 לנובמבר 2008, טכניון,‏ חיפה<br />

ש י ל ו ב ט ו רבינו ת גז<br />

ומ חז"מים<br />

בתוכנית הפית ו ח ש ל מ ערכת<br />

י י צ ור החש מל<br />

ד"ר ד וד אלמק י א ס<br />

מ נהל אגף תכ נ ון,‏ פית ו ח וט כ נו לוגיה<br />

חברת חשמל<br />

נובמ ב ר 2008<br />

1


חטיבת משאבים אסטרטגיים<br />

אגף תכנון פיתוח וטכנולוגיה<br />

מצ ב מערכ ת ה גז כ יום<br />

2


חטיבת משאבים אסטרטגיים<br />

אגף תכנון פיתוח וטכנולוגיה<br />

ס כי מ ת צ י נור גז טבעי<br />

ו ת ח נ ו ת הכו ח לשימוש בגז<br />

חי פ ה:‏<br />

יח'‏ קיט ור:‏ 2x 141 MW<br />

חג ית:‏<br />

יח'‏ מ חז"מ:‏ 2x 340 MW<br />

יח'‏ מ חז"מ:‏ 1x 360 MW<br />

רידינג:‏<br />

יח'‏ קיט ור:‏ 2x 214 MW<br />

אסדת גז<br />

גזר:‏<br />

יח'‏ ט"ג:‏ 4x 150 MW<br />

יח'‏ מ חז"מ:‏ 2x 360 MW<br />

אלון תבור:‏<br />

יח'‏ ט"ג:‏ 2x 115 MW<br />

יח'‏ ט"ג:‏ 1x 240 MW<br />

+) MW 120 ט"ק בעתיד)‏<br />

הספק מו ת קן:‏ 5852 MW<br />

יחיד ו ת ק יט ור:‏<br />

יחיד ו ת ט"ג:‏<br />

יחיד ו ת מ חז"מ:‏ 2460 MW<br />

1622 MW<br />

1770 MW<br />

מקרא:‏<br />

אשכול:‏<br />

יח'‏ קיט ור:‏ 4x 228 MW<br />

יח'‏ מ חז"מ:‏ 1x 360 MW<br />

צפית:‏<br />

יח'‏ ט"ג:‏ 2x 115 MW<br />

יח'‏ ט"ג:‏ 1x 240 MW<br />

+) MW 120 ט"ק בעתיד)‏<br />

צינור הגז קיים<br />

צינור הגז בבניה<br />

רמת חובב:‏<br />

יח'‏ ט"ג:‏ 2x 115 MW<br />

יח'‏ מ חז"מ:‏ 1x 340 MW<br />

3


חטיבת משאבים אסטרטגיים<br />

אגף תכנון פיתוח וטכנולוגיה<br />

פילו ג ייצור אנרגיה לפי דלקים בת רחיש<br />

בהיקף של 5000<br />

רכישה ב ב-‏SPOT<br />

MMBTU<br />

5000<br />

100%<br />

80%<br />

60%<br />

40%<br />

20%<br />

סולר<br />

מזוט<br />

גז טבעי<br />

פחם<br />

0%<br />

2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020<br />

4


חטיבת משאבים אסטרטגיים<br />

אגף תכנון פיתוח וטכנולוגיה<br />

טכנולוגיות מחז"מ<br />

בש י מוש חברת החשמל<br />

5


חטיבת משאבים אסטרטגיים<br />

אגף תכנון פיתוח וטכנולוגיה<br />

מחז"מ חד-צירי מבוס ס על טורבינת הגז של טכנולוגית "F"<br />

300 g/MWh<br />

אתרים:‏ גזר,‏ ח ג ית<br />

ציר אחד:‏ ט"ג +<br />

הספק:‏<br />

גנראטור +<br />

360 MW<br />

פליטת 25 ppm(vd) :NOx<br />

פליטת ~350 g/kWh :CO2<br />

ט"ק<br />

נ צילות:‏<br />

57% (LHV)<br />

O2) (15% או<br />

6


חטיבת משאבים אסטרטגיים<br />

אגף תכנון פיתוח וטכנולוגיה<br />

מחז"מ דו-צירי מבוס ס על טורבינת הגז של טכנולוגית "F"<br />

אתרים:‏ אש כול,‏ צפית,‏ א לון תבור<br />

ציר אחד:‏ ט"ג + גנראטור<br />

ציר שני:‏ ט"ק + גנראטור<br />

הספק:‏<br />

נצילות:‏<br />

120 MW + 240 MW<br />

57% (LHV)<br />

פליטת (15% O2) 25 ppm(vd) :NOx א ו 300 g/MWh<br />

פליטת ~350 g/kWh :CO2<br />

7


"E"<br />

חטיבת משאבים אסטרטגיים<br />

אגף תכנון פיתוח וטכנולוגיה<br />

מח ז"מ ר ב-צירי מ בוסס ע ל טורבינת הגז ש ל טכנולוגית<br />

אתרים:‏ חגית,‏ ר מת חוב ב<br />

ציר אחד:‏ ט"ג +<br />

ציר שני:‏ ט"ג +<br />

ציר שלישי:‏ ט"ק +<br />

גנראטור – MW 115<br />

גנראטור – MW 115<br />

גנראטור 110 MW<br />

הספק:‏ 340 MW<br />

נצילות:‏ (LHV) 48%<br />

650 g/MWh א ו (15% O2)<br />

פליטת 50 ppm(vd) :NOx<br />

פליטת ~400 g/kWh :CO2<br />

8


חטיבת משאבים אסטרטגיים<br />

אגף תכנון פיתוח וטכנולוגיה<br />

מחז"מ מבוסס על ט"ג בטכנולוגית<br />

ציר אחד:‏ ט"ג + ט"ק<br />

טכנו לו ג י ו ת ט"ג ח ד יש ו ת<br />

"H"<br />

גנראטור +<br />

הספק:‏ – 520 MW 500<br />

60% (ISO, LHV)<br />

פליטת 25 ppm(vd) :NOx<br />

פליטת ~320 g/kWh :CO2<br />

נצילות:‏<br />

300 g/MWh א ו (15% O2)<br />

משטר ה פעלה:‏ בס י ס י<br />

קירור להב י ה טורבינה על-יד י ק י טור לחץ בינ י ים מ מעגל קטורי.‏ ט"ג היא חלק<br />

בלת י נ פ רד במחז"מ.‏<br />

קירור להב י ה טורבינה על-יד י א ו ו יר.‏ ט"ג מ ס וגלת לעבוד ב מעגל פ ת וח.‏<br />

יצרן:‏ ,GE<br />

יצרן:‏ ,SIEMENS<br />

ט"ג סילונית/תעשייתית LMS100 של חב'‏ GE ב מעגל פ תוח<br />

שלושה צירים:‏ מ דחס+טו רבינה ל חץ נמ וך;‏ מדחס+טורבינה לחץ גבוה;‏ ט ורבי נה+גנראטור<br />

הספק:‏ 100 MW<br />

45% (ISO, LHV)<br />

פליטת 25 ppm(vd) :NOx<br />

נצילות:‏<br />

390 g/MWh א ו (15% O2)<br />

פליטת ~420 g/kWh :CO2<br />

משטר ה פעלה:‏ התנעה מ הירה,‏ ת גובה מה ירה,‏ ה ת נעה י ו מ י ו מ י ת<br />

(two-shift)<br />

9


חטיבת משאבים אסטרטגיים<br />

אגף תכנון פיתוח וטכנולוגיה<br />

טכנו לו ג י ו ת תרמי ו ת חדש ו ת-סי כום<br />

תוצאו ת ה או פטימיזציה של פיתוח מע רכת היי צור מראו ת ש ע ם כניסת<br />

טורבינות הגז LMS100 החל בשנת אף מ חז"מ בטכנולוגיה F ל א<br />

מש תלב יותר בתוכנית ה או פטימלית<br />

,2017<br />

החל משנת<br />

,2021<br />

מסוג .LMS100<br />

מש תלבות גם יחידות מחז"מ מסו ג<br />

לט"ג בנוסף H<br />

החיסכון הכולל מהשתל בות LMS100<br />

מסתכם בכ-‏ 290 מ יליוני דולר<br />

ט"ג ומחז"מ<br />

‏(מהוונים לר א שית<br />

H במע רכת הייצור<br />

(2008<br />

למר ות ז את<br />

10<br />

מאחר שמספר הה ת קנות של ט"ג LMS100 ומחז"מ H ברחבי העולם קטן ועדיי ן<br />

קיימ ת אי-וודאו ת לגבי הפרמטרי ם ה צפויים,‏ מתכנני המע רכת סבורים ש ע דיין<br />

מוקד ם לקבל החלטה לגבי הקמת ם ו בשל כך הן לא נכללו בליבת תוכנית<br />

הפיתו ח,‏ הדורש ת החלטות מייד יות


חטיבת משאבים אסטרטגיים<br />

אגף תכנון פיתוח וטכנולוגיה<br />

תכנון ופיתוח המ ערכת<br />

לטווח ארוך<br />

11


חטיבת משאבים אסטרטגיים<br />

אגף תכנון פיתוח וטכנולוגיה<br />

עקרונו ת תכנון משק החשמל<br />

בהצ ה רת המילניום של ארגון<br />

שלושת הנושאים ה קובעים את עקרונ ות תכנון משק ה ח שמל<br />

WEC-World Energy Council הוגדרו<br />

Availability<br />

זמינות<br />

יובטחו רציפות האספקה לטווח ארוך,‏<br />

אמינות ואיכות החשמל.‏<br />

Accessibility<br />

נגישות<br />

רמה מינ ימלית של שרותי חש מל תהיה זמינה במ חירים סבירים<br />

‏(גם לש כ בות חלשות)‏ אולם במח ירים שישקפו את העלות האמיתית של האנרגיה.‏<br />

Acceptability<br />

קבילות<br />

מתייחסת להיבטים ציבוריים וסביבתיים.‏ מ כסה נושאים רבים כ ג ון:‏<br />

בטיחות כ ורים גרעיניים,‏<br />

זיהום אוויר כתוצ אה משר יפת דלקים,‏ זיהום קרקעות,‏ פינוי פסולת.‏<br />

12


חטיבת משאבים אסטרטגיים<br />

אגף תכנון פיתוח וטכנולוגיה<br />

עקרונו ת תכנון משק החשמל<br />

מ ת וך:‏<br />

WEC-World Energy Council<br />

3 A’s<br />

שלשת נושאים אלו מוגדרים כ -<br />

זמינות<br />

Availability<br />

3 A’s<br />

נגישות<br />

Accessibility<br />

קבילות<br />

- הבטחת<br />

מקורות אנרגיה<br />

לאורך זמן<br />

- אמינות ואיכות<br />

‏-טכנולוגיה<br />

‏-חיסכון<br />

Acceptability<br />

- עלות התחנה<br />

‏(מחיר תכ נון הקמה<br />

תחזוקה ת פעול)‏<br />

‏-עלות הדלקים<br />

‏-חסכון<br />

- זיהום אוויר<br />

- שינויים אקלימיים<br />

‏-בטיחות<br />

‏-חסכון<br />

‏-אנרגיה מתחדש ת<br />

13


חטיבת משאבים אסטרטגיים<br />

אגף תכנון פיתוח וטכנולוגיה<br />

הקשר בין אומ ד ני ם/אילוצ י ם/מטרות לבין ה 3A<br />

Availability<br />

‏–זמינות<br />

‏(הבטחת רציפות,אמינות)‏<br />

אמ ינ ו ת<br />

איכו ת ה חשמל<br />

Accessibility<br />

גישה לאנרגיה<br />

Reliability<br />

נגיש כספ ית<br />

Energy Quality<br />

Affordability<br />

Acceptability<br />

בטיחו ת<br />

שי נ ו י י א קלים<br />

Safety<br />

Climate Change<br />

זיה ום או ו יר Air Pollution<br />

תש ת י ו ת<br />

שי מור<br />

Infrastructure<br />

Conservation<br />

עמדת ה ציבור Public Attitude<br />

הבטחת האספקה Energy Security<br />

תקנ ות<br />

טכנול וגי ה<br />

Regulation<br />

Technology<br />

-<br />

14


חטיבת משאבים אסטרטגיים<br />

אגף תכנון פיתוח וטכנולוגיה<br />

נתוני<br />

מערכת ייצור הח ש מ ל<br />

ה קיימת<br />

ת חזית הביקוש לח ש מ ל<br />

נתוני<br />

מועמדים לפיתוח<br />

מערכת ייצור הח ש מ ל<br />

נתונים כלכליים<br />

מ גבלות איכות הסביבה<br />

תוצרי תוכנית הפיתו ח<br />

‏•עלות תוכנית הפיתוח<br />

‏•כמויות דלק לסוגיו<br />

‏•פ ליטות מזה מים לסוגיהם<br />

‏•אנרגיה מיוצרת ל פי סוגי דלק<br />

‏•אנרגיה בלתי מסופקת<br />

‏•עתודה<br />

או פטי מי זצי ה<br />

של תו כנ ית ה פי ת וח<br />

EGEAS<br />

וסי מול צי ה ש ע תי ת<br />

UCOD<br />

עלויות דל ק<br />

מ גבלות טכניות<br />

תוכנית פיתו ח<br />

‏•הספק מ תווסף והספק נגרע<br />

‏•סוג היחידות<br />

‏•מועדי הפעל ה<br />

15


חטיבת משאבים אסטרטגיים<br />

אגף תכנון פיתוח וטכנולוגיה<br />

UCOD<br />

Unit Commitment – Optimal Dispatch<br />

מודל לדימוי שעת י מפורט של פע ול ת<br />

מערכת יי צור החשמל,‏ תוך התחשבות<br />

במאפי ינים ס פציפיי ם ובדרישו ת מיוחדות<br />

של מדיניו ת התפע ו ל של חברת החשמל<br />

המודל פות ח באגף תפ"ט<br />

16


UCOD<br />

חטיבת משאבים אסטרטגיים<br />

אגף תכנון פיתוח וטכנולוגיה<br />

Cost ($/kwh)<br />

coal<br />

gas<br />

Heavy<br />

fuel oil<br />

Diesel<br />

fuel<br />

oil<br />

~<br />

~<br />

~<br />

~<br />

P(t)<br />

L(t)<br />

1 2<br />

2020<br />

.<br />

2007<br />

8760<br />

hour<br />

Operational<br />

constraints<br />

Transmission<br />

constraints<br />

Production cost<br />

minimization<br />

Subject to<br />

Expansion plan<br />

Maintenance<br />

schedule<br />

Gas consumption<br />

constraints<br />

P1, P2,….Pn<br />

Fuel consumption<br />

Fuel prices<br />

Operation<br />

policy<br />

17


חטיבת משאבים אסטרטגיים<br />

אגף תכנון פיתוח וטכנולוגיה<br />

הרכב ההספ ק המותקן<br />

במערכת הייצור בהתאם לתוכנית המבו ס סת על גז טבעי ופחם<br />

הכל סך<br />

מותקן הספק<br />

‏[מגוואט]‏<br />

ההספק המותקן לפי סוג דלק וטכנולוגיה התפלגות<br />

סולר<br />

טבעי גז<br />

פחם<br />

‏[מגוואט]‏<br />

שאובה אגירה<br />

0<br />

613<br />

6,782<br />

4,840<br />

2010<br />

שנת<br />

(0.0 %)<br />

(5.0 %)<br />

(55.4 %)<br />

(39.6 %)<br />

12,235<br />

400<br />

613<br />

10,329<br />

6,100<br />

2015<br />

שנת<br />

(2.3 %)<br />

(3.5 %)<br />

(59.2 %)<br />

(35.0 %)<br />

17,442<br />

800<br />

613<br />

11,452<br />

7,360<br />

2020<br />

שנת<br />

(4.0 %)<br />

(3.0 %)<br />

(56.6 %)<br />

(36.4 %)<br />

20,225<br />

800<br />

613<br />

18,342<br />

9,880<br />

2030<br />

שנת<br />

(2.7 %)<br />

(2.1 %)<br />

(61.9 %)<br />

(33.3 %)<br />

29,635<br />

18


שנה<br />

19<br />

חטיבת משאבים אסטרטגיים<br />

אגף תכנון פיתוח וטכנולוגיה<br />

יחידות<br />

פחמיות<br />

קריטיות לע ל-‏<br />

יחידות<br />

במ חזור<br />

משו ל ב F<br />

בגז טבעי<br />

יחידות<br />

אגירה<br />

שאוב ה<br />

מח ז ז"ממ<br />

H<br />

ט"גג<br />

LMS<br />

100<br />

2x96<br />

8x96<br />

2x96<br />

2x96<br />

36x96<br />

9x451<br />

2011<br />

2012<br />

2013<br />

2014<br />

2015<br />

2016<br />

2017<br />

2018<br />

2019<br />

ט"גג<br />

גזגז E<br />

5x155<br />

2x200<br />

2x200<br />

4x365<br />

2x365<br />

3x365<br />

1x630<br />

1x630<br />

התש"לל<br />

יעדי מ ש ר ד לגבי שי ל וב מקורות<br />

אנרגיה מ תחדשים<br />

החל מ-‏‎2016‎ 5%<br />

מהאנרג יה החשמלית<br />

במשק יופקו באמצעות<br />

מקורות מתחדש ים<br />

החל מ-‏‎2020‎ 10%<br />

עד 20% מהאנר גיה<br />

החשמלית במ ש ק<br />

יופקו באמצעות<br />

2020 מקורות מתחדש ים<br />

1x630<br />

1x630<br />

4x630<br />

2021-<br />

2030<br />

שילוב של טכנולוגיות תרמיות<br />

חדישות עד<br />

יעדי<br />

המ מ ש ל ה<br />

לגבי חיס כון<br />

בחש מ ל<br />

היעד המנ חה<br />

של הממשלה<br />

הינו לצמצם<br />

כ-‏‎20%‎<br />

בצריכת<br />

החשמל<br />

הצפויה<br />

2030<br />

בשנת 2020<br />

מח ז"מים H מ אופיינים ע"י נצי לות גבוהה ‏(כ-‏‎60%‎‏),‏ המק נה לטכנולוגיה זו י תרון הן ב הקטנת תצרוכת<br />

הדלק והן ב צמ צום פליטות.‏<br />

טורבינות גז סי לוניות LMS100 מאו פיינות ע"י נצי לות גבוהה ‏(כ-‏ 44 % ב גז בה שוו אה<br />

והוצאות נמוכות יחסית ש ל תפעו ל ואחזקה י חסית לט ורבינות גז אח רות.‏<br />

לכ-‏ 38% בט"ג F)


חטיבת משאבים אסטרטגיים<br />

אגף תכנון פיתוח וטכנולוגיה<br />

כושר הייצור הנדרש במשק החשמל עד<br />

התחזית הנמוכה מגו ‏"ט<br />

התחזית הגבוהה<br />

ש ל שיאי ביקוש<br />

ש ל שיאי ביקוש התחזית<br />

המ שוקל ל ת<br />

20000<br />

18000<br />

16000<br />

14000<br />

12000<br />

10000<br />

8000<br />

1460<br />

2190<br />

3285<br />

3915<br />

4945<br />

2015 בהתא ם לאו פטימיזציה<br />

6000<br />

12610 12610 12610 12610 12610<br />

4000<br />

2000<br />

0<br />

2011 2012 2013 2014 2015<br />

20<br />

ההספק המותקן במערכ ת לקראת אמצע 2011 ללא המחז"מים ש ל תוכנית החירום<br />

תוספת כושר הייצור הנדרשת בה תאם לאופטימיזציה בהתחשב בצורך להשבית יח'‏<br />

ייצור פח מית להתקנת אמצעים לצמצום פ ליטות


21<br />

חטיבת משאבים אסטרטגיים<br />

אגף תכנון פיתוח וטכנולוגיה

Hooray! Your file is uploaded and ready to be published.

Saved successfully!

Ooh no, something went wrong!