Ekologiczne ogrzewanie miejskie dzięki technologii niskotemperaturowej
W miejsckich sieciach ciepłowniczych wytwarzane w centralnej lokalizacji ciepło jest doprowadzane do domów, mieszkań i lokali użytkowych na danym obszarze. Dystrybucja odbywa się poprzez system izolowanych rur. Ciepłownie miejskie bywają bardzo wydajne, zwłaszcza gdy zakłady produkują jednocześnie energię cieplną i elektryczną. Pracują także niezawodnie przez dziesiątki lat.
Zmniejszanie zależności od paliw kopalnych
W efekcie rośnie zainteresowanie włączeniem sieci ciepłowniczych do procesu transformacji ekologicznej w Europie i wykorzystaniem ich wydajności do zmniejszenia emisji przy produkcji energii cieplnej. W sieciach ciepłowniczych można by w większym stopniu wykorzystywać odnawialne i odpadowe źródła ciepła, zmniejszając tym samym zależność od paliw kopalnych. „Obecne emisje systemów ciepłowniczych nie są jednak zerowe”, zauważa Antonio Garrido Marijuan, badacz projektu RELaTED pracujący w centrum badawczo-rozwojowym Tecnalia w Hiszpanii. „W 2017 roku jedynie 18,1 % całkowitej energii cieplnej na świecie zostało wyprodukowane z energii odnawialnej. Pochodziła ona głównie z biomasy, mniejszy udział miały energia słoneczna, termiczna i geotermalna”. Jednym z wyzwań jest to, że sieci ciepłownicze są złożonymi systemami dystrybuującymi ciepło na duże obszary. A ciągłość dostaw i zaspokajanie zapotrzebowania na ogrzewanie są bardzo istotne. Dlatego zarówno zarządzający sieciami, jak i konsumenci, wykazują umiarkowany entuzjazm względem przejścia na niskoemisyjne źródła energii.
Energia w projektach pilotażowych
Celem finansowanego ze środków UE projektu RELaTED było zaproponowanie i opracowanie nowatorskich rozwiązań technicznych w tym zakresie. Zostały one następnie przetestowane w warunkach pilotażowych. Najistotniejszą kwestią było przejście sieci ciepłowniczych na ogrzewanie wody do ultraniskich temperatur (ang. ultra-low temperature, ULT). „Należy obniżyć temperaturę roboczą w sieciach ciepłowniczych, aby móc włączyć do systemów przemysłowe źródła ciepła niskiej klasy i zwiększyć udział odnawialnych źródeł energii”, wyjaśnia Garrido Marijuan. Omówiono różne możliwości technologiczne oraz przeszkody związane z osiągnięciem tego celu. „Poruszyliśmy kwestie wyzwań związanych z ogrzewaniem wody użytkowej i zapewnianiem odpowiedniego poziomu komfortu cieplnego. Do opłacalnych technologii należą nowe technologie podstacji, pomp ciepła oraz zintegrowanych systemów solarno-termicznych”. Zintegrowane rozwiązania ULT wdrożono następnie w czterech miastach różniących się warunkami klimatycznymi, gęstością zaludnienia i infrastrukturami. Projekty pilotażowe uruchomiono w dużej sieci ciepłowniczej w Serbii, nowej inwestycji miejskiej w Danii, działającej sieci ciepłowniczej w Estonii oraz korporacyjnej sieci ciepłowniczej w Hiszpanii.
Oszczędność energii i mniejsze straty ciepła
W ramach prac udało się wykazać możliwość wdrożenia sieci ciepłowniczych ULT nowej generacji. W pilotażowych projektach demonstracyjnych bezpośrednie oszczędności energii wynikające z ograniczenia strat cieplnych wyniosły łącznie 570 MWh/rok, z czego oszczędności rzędu 10 GWh/rok wynikały z zagospodarowania ciepła odpadowego. Udział w projekcie RELaTED umożliwił również kilku partnerom przemysłowym dopracowanie swoich produktów, a technologie, nad którymi pracują, są już prawie gotowe do wprowadzenia na rynek. Badacze mają nadzieję, że pilotażowe rozwiązania zostaną wdrożone w innych miastach. Jak twierdzi Garrido Marijuan, głównym beneficjentem projektu będzie społeczeństwo. „W sieciach ciepłowniczych zużywane jest 40 % całkowitej europejskiej energii, a teraz będziemy mogli ogrzewać miasta z użyciem systemów bezemisyjnych”, mówi badacz. „Należy jednak podjąć dalsze działania na rzecz popularyzacji tej koncepcji i wdrożenia rozwiązań we wszystkich sieciach ciepłowniczych starego typu, co pozwoli na masowe wykorzystanie odnawialnych źródeł energii i ciepła odpadowego”.
Słowa kluczowe
RELaTED, zmniejszanie emisji, ogrzewanie, paliwa kopalne, sieć ciepłownicza, energia, odnawialna
