Globalne i krajowe uwarunkowania ciepłownictwa
Ograniczenia i szanse polskiego ciepłownictwa
Polska sieć ciepłownicza liczy 22 tys. km i zasila ok. 15 mln odbiorców. Należy, obok Niemiec, do największych rynków ciepła systemowego w Europie.
Wciąż jednak polskie ciepłownictwo opiera się w ok. 80 proc. na paliwach kopalnych (dominującym paliwem jest węgiel). Tylko jedna piąta systemów ciepłowniczych spełnia kryteria systemu efektywnego energetycznie, wymaganego przez Unię przy staraniu się o dofinansowanie. Dlatego w sektorze ciepłowniczym niezbędne są inwestycje obniżające zarówno koszty produkcji ciepła, jak i ślad węglowy.
Uwarunkowania i postęp ciepłownictwa
Inwestycje w sektorze ciepłowniczym są konieczne, aby nadążać za zachodzącymi trendami gospodarczymi. Sytuacja geopolityczna, ambitna polityka klimatyczna UE oraz wzrost cen paliw kopalnych to czynniki wymuszające większą efektywność energetyczną i silniejsze ograniczenie wpływu na środowisko. W obszarze produkcji i odbioru ciepła zachodzą zmiany technologiczne, pozwalające wyjść naprzeciw oczekiwaniom gospodarczym i środowiskowym. Należą do nich zmiany w budownictwie, pozwalające radykalnie obniżyć zapotrzebowanie na energię, a także optymalizacja wytwarzania i odbioru ciepła w istniejących systemach ciepłowniczych.
ARP wspiera transformację energetyczną
Jeszcze w 2021 ARP rozpoczęło prace nad stworzeniem odpowiednich narzędzi dla uruchomienia zielonych inwestycji – inwestycji w transformację energetyczną w Polsce. Jesteśmy zaangażowani w rozwój Morskiej Energetyki Wiatrowej na Bałtyku, a także współtworzymy doliny wodorowe, czyli regionalne ekosystemy wykorzystujące zeroemisyjny wodór w gospodarce. Są to przedsięwzięcia wielosektorowe, fundamentalne dla budowy gospodarki wodorowej w Polsce. Biorą w nich udział administracja rządowa i samorządowa, biznes, przemysł, nauka i organizacje pozarządowe.
Wodór dla ciepłownictwa
W dwóch dolinach wodorowych, w których zaangażowana jest ARP, rozwijane są dzisiaj projekty związane z transformacją ciepłownictwa i wykorzystaniem wodoru. W Podkarpackiej Dolinie Wodorowej – projekt w Sanoku oraz Nowej Sarzynie. W Dolnośląskiej Dolinie Wodorowej – projekt Łużyckiego Hubu Wodorowego, gdzie odbiorcą wodoru byłaby ciepłownia.
Konkurs dla samorządów i gminnych ciepłowni
ARP jest partnerem strategicznym II edycji konkursu na najbardziej innowacyjny energetycznie samorząd gminny roku. Wspólnie z Instytutem Polityki Energetycznej stworzyliśmy nową kategorię konkursu skierowanego do gmin i gminnych ciepłowni na najlepszą koncepcję modernizacji ciepłowni w kierunku zielonego ciepła. Kryteriami były: redukcja CO2, wykorzystana technologia, koszt-efekt (gdzie jest największa korzyść z transformacji źródeł ciepła). Zdobywcą tytułu „Aspirujący Innowator roku w dziedzinie ciepłownictwa” zostały PEC Mińsk Mazowiecki oraz miasto Mińsk Mazowiecki. Nagrodą jest przygotowanie dokumentacji inwestycyjnej na modernizację źródeł ciepła w Mińsku Mazowieckim. Jej fundatorami są ARP, Bank Gospodarstwa Krajowego, SBB Energy i Krajowa Agencja Poszanowania Energii. Już teraz rozpoczęliśmy prace nad trzecią edycją konkursu, w której będzie kategoria dla ciepłownictwa.
Warsztaty z finansowania inwestycji w sektorze ciepłowniczym
W ramach konkursu na Najbardziej innowacyjny energetycznie samorząd roku zostały przeprowadzone warsztaty dla przedstawicieli JST odpowiedzialnych za dostarczanie ciepła dla mieszkańców oraz przedstawicieli gminnych PEC-ów. Wzięło w nich udział 60 podmiotów z całej Polski. Dwudniowe szkolenie dotyczyło kwestii regulacyjnych, finansowych i technicznych aspektów modernizacji ciepłownictwa. Materiały z warsztatów zostaną opublikowane na stronie arp.pl.
Warsztaty prowadzili eksperci ARP, BGK, KAPE, SBB Energy i Instytutu Polityki Energetycznej im. Ignacego Łukasiewicza. Pozyskanie finansowania dla ciepłownictwa jest jednym z kluczowych elementów jego rozwoju, dlatego eksperci przedstawili instrumenty finansowe z portfeli ARP, BGK i NFOŚ oraz źródła finansowania transformacji ciepłownictwa określone w projekcie Strategii dla ciepłownictwa.
Aktualne trendy w ciepłownictwie
Powstaje „nowa generacja” ciepłownictwa wykorzystującego czystą energię – geotermię, energię słoneczną lub niskotemperaturowe źródła ciepła odpadowego. Takie źródła są szeroko dostępne w wielu regionach, chociaż wciąż są wykorzystywane w niewystarczającym stopniu, niekiedy z powodu braku kompatybilności z infrastrukturą energetyczną.
Case study 1: Szlachęcin
Pozytywnym przykładem wykorzystania czystej energii jest inwestycja dla Veolia Energia Poznań w Szlachęcinie realizowana na terenie oczyszczalni ścieków należącej do firmy Aquanet. Instalacja kogeneracyjna połączona została z odzyskiem ciepła odpadowego ze ścieków. Moc elektryczna układu kogeneracyjnego wynosi około 1 MW, z czego 700 kW jest wykorzystywane na zasilanie pompy ciepła, a pozostała ilość jest sprzedawana do krajowego systemu energetycznego. Moc cieplna systemu, razem kogeneracji i pompy ciepła, wynosi około 2,9 MW.
System jest w stanie produkować rocznie ponad 38 tys. GJ ciepła odzyskiwanego ze ścieków odpadowych przez pompę ciepła, 29 tys. GJ z układu kogeneracji zasilanego gazem i ok. 7,7 MWh energii elektrycznej. Zastosowane rozwiązanie zmniejsza emisje CO2, związków siarki oraz pyłów i obniża temperaturę ścieków.
Case study 2: Lidzbark Warmiński
W Polsce powstają dwa demonstracyjne projekty ciepłownicze, w których wykorzystywane są pompy ciepła: w Sokołowie Podlaskim i Lidzbarku Warmińskim. W Lidzbarku pilotażowy projekt tworzy firma Euros Energy na działce ciepłowni należącej do Veolii Północ. Ciepłownia Przyszłości Euros Energy HC Plant wykorzystuje lokalnie dostępne odnawialne źródła energii, co pozwala jej osiągnąć niemal pełną dekarbonizację. Instalacja zapewnia 90% OZE w bilansie i temperaturę zasilania na poziomie 80⁰C. Spełnia w ten sposób wymagania stawiane współcześnie modernizowanym systemom ciepłowniczym. Wydajne rewersyjne pompy ciepła zintegrowano z trzema dolnymi źródłami: z powietrznymi wymiennikami ciepła, z niskotemperaturowym magazynem gruntowym i wysokotemperaturowym magazynem wodnym. System zasilany jest energią elektryczną produkowaną bezpośrednio na miejscu z hybrydowych kolektorów słonecznych PVT oraz z pobliskiej instalacji fotowoltaicznej PV. W zimowe noce system wspierany jest energią elektryczną dostarczaną z Krajowej Sieci Elektroenergetycznej. Dzięki zastosowanemu bezemisyjnemu magazynowaniu ciepła z lata na zimę uzyskano sumaryczną wartość współczynnika SCOP dla systemu pomp ciepła na poziomie 3,5. Wartość SCOP na tym poziomie gwarantuje, że minimum 70% ciepła pochodzi ze źródeł odnawialnych, nawet gdyby całość energii elektrycznej była wyprodukowana z węgla. W przypadku Lidzbarka większość wymaganej energii elektrycznej jest generowana lokalnie z paneli fotowoltaicznych.
Case study 3: Sokołów Podlaski
Inne rozwiązanie opracowane dla Sokołowa Podlaskiego bazuje na bezpośrednim wykorzystaniu biogazu, ale obejmuje też wytwarzanie biometanu. Może być ono wykorzystywane w regionach rolniczych o dużym potencjale produkcji biogazu i biometanu. Wydzielona miejska sieć ciepłownicza będzie zasilana energią wytworzoną w układzie silników kogeneracyjnych (CHP), pomp ciepła i kotła biogazowego, gdzie paliwem będzie biometan pochodzenia rolniczego, a w przyszłości biometan z odpadów przemysłowych i komunalnych. Miejska sieć ciepłownicza będzie dostarczać ciepło o parametrach na poziomie 80/60⁰C, natomiast w przyszłości parametry można będzie obniżyć do poziomu 70/50⁰C, co przyczyni się do zmniejszenia strat w sieci ciepłowniczej. Układ kogeneracyjny, zasilany biometanem, będzie wytwarzał energię elektryczną i ciepło ze zmagazynowanej zielonej energii. Zarządzanie pracą modułu kogeneracyjnego będzie możliwe dzięki magazynowaniu wytwarzanego biogazu i inteligentnemu sterowaniu pracą pomp ciepła.
Projekty, nad którymi pracują wykonawcy, projekty, w które inwestuje ARP, konkursy kierunkowe czy na przykład programy NCBiR dla ciepłownictwa to szansa dla Polski na czystsze środowisko, zdrowsze społeczeństwo i nowoczesną, konkurencyjną gospodarkę.
Niniejszy materiał powstał w Zespole Transformacji Energetycznej Biura Analiz i Strategii Agencji Rozwoju Przemysłu.
