PDF Basket
Na terenach europejskich miast ciepło trafiające do mieszkań oraz lokali użytkowych często jest wytwarzane w centralnych elektrowniach i rozprowadzane za pomocą izolowanych rur. Choć koncepcja ta jest stosowana powszechnie od wielu dziesięcioleci, coraz częściej zwraca się uwagę na względy gospodarcze i środowiskowe takich rozwiązań, a także w coraz większym stopniu dąży się do poprawy ich charakterystyki środowiskowej oraz efektywności.
„Sieci ciepłownicze nie są nowym wynalazkiem”, wyjaśnia Antonio Garrido Marijuan, badacz projektu RELaTED z ramienia hiszpańskiego ośrodka naukowego Tecnalia. „W coraz większym stopniu uświadamiamy sobie jednak, że nie powinniśmy już marnować tak olbrzymich ilości energii. Jeśli chcemy uniknąć strat przesyłowych, musimy obniżyć temperaturę dostarczanego ciepła”.
Społeczeństwo jest także coraz bardziej świadome, że sieci ciepłownicze mogą w większym stopniu wykorzystywać odnawialne źródła ciepła i ciepło odpadowe, co może przyczynić się do zwiększenia efektywności energetycznej i obniżenia kosztów ponoszonych przez konsumentów, jednocześnie zmniejszając zależność Europy od paliw kopalnych.
Rozwój niskotemperaturowych sieci ciepłowniczych
Celem projektu RELaTED było opracowanie i przetestowanie nowatorskich rozwiązań technologicznych pomagających w obniżeniu temperatury w sieciach ciepłowniczych do poziomu 40–45 stopni Celsjusza. Jednym z najtrudniejszych aspektów projektu było połączenie zróżnicowanych technologii w celu osiągnięcia przewidywanych korzyści.
„Dostarczanie konsumentom ciepła o temperaturze 40 stopni zamiast na przykład 60 czy 100 stopni Celsjusza oznacza między innymi konieczność wykorzystania w razie potrzeby pomp ciepła do ponownego podniesienia temperatury”, wyjaśnia Garrido Marijuan. „Z kolei ze względu na rosnące temperatury na zewnątrz musieliśmy również zadbać o to, by pompy ciepła mogły być również wykorzystywane do chłodzenia pomieszczeń”.
W ramach projektu powstały również prototypy dwukierunkowych podstacji na potrzeby sieci ciepłowniczych. Oznacza to, że na przykład fabryki, które wytwarzają duże ilości ciepła odpadowego, mogą przesyłać jego nadmiar do sieci ciepłowniczej. Co więcej, w razie potrzeby mogą także czerpać ciepło z sieci.
Koncepcje opracowane na potrzeby niskotemperaturowych sieci ciepłowniczych zostały zweryfikowane i przetestowane w czterech lokalizacjach – w dużej sieci ciepłowniczej w serbskim Belgradzie, na nowym osiedlu miejskim w duńskim Vinge, w sieci ciepłowniczej w estońskim Tartu oraz sieci firmowej w hiszpańskim mieście Iuretta.
Bezpośrednia oszczędność energii i niższe straty ciepła
Garrido Marijuan uważa, że zespołowi udało się skutecznie wykazać możliwość przejścia sieci ciepłowniczych na bardziej zrównoważone i energooszczędne modele prowadzenia działalności. Realizacja programów pilotażowych przełożyła się na bezpośrednie oszczędności energii dzięki ograniczeniu strat ciepła, z kolei wykorzystanie ciepła odpadowego w sieciach stanowiło źródło dodatkowego strumienia przychodów dla przedsiębiorstw, zapewniając jednocześnie ogrzewanie konsumentom.
Operator sieci ciepłowniczej w Estonii odkrył, że inwestycja w modernizację sieci zwróciła się w ciągu zaledwie dwóch lat. W przypadku Tartu obniżenie temperatury pozwoliło osiągnąć oszczędności energii rzędu 400 MWh rocznie, co odpowiada ograniczeniu strat ciepła o 20 %.
Obecnie operator planuje wdrożyć to rozwiązanie w całej sieci, z kolei samorządy regionalne oraz duże zakłady przemysłowe prowadzą rozmowy z operatorem w celu opracowania nowych, energooszczędnych planów sieci ciepłowniczej.
„Uzyskiwanie oszczędności energii na tak wysokim poziomie jest niezwykle ważne ze względu na fakt, że budynki odpowiadają za blisko 40 % ogólnego zużycia energii w Europie, a ogrzewanie jest jednym z głównych jej zastosowań”, dodaje. „Niższe temperatury robocze i dwustronne przepływy mogą również umożliwić masowe wykorzystanie energii odnawialnej i źródeł ciepła odpadowego, a także przyczynić się do ograniczenia strat ciepła”.
Niskotemperaturowe sieci ciepłownicze nowej generacji, które stanowią pionierskie rozwiązanie opracowane w ramach projektu RELaTED, mogą zatem być kluczem do zielonej transformacji Europy. Jeśli uda się wykorzystać tę technologię na szeroką skalę w całej Europie, oszczędności energii mogą być zaskakująco wysokie.
„Nasz projekt stanowi wyłącznie niewielki krok naprzód, lecz jednocześnie wyznacza kierunek rozwoju dla całego sektora sieci ciepłowniczych”, podsumowuje Garrido Marijuan. „Jeśli chcemy uzyskać znaczące oszczędności energii, musimy obniżyć temperaturę roboczą w sieciach ciepłowniczych. Nasz zespół pokazał po prostu szereg rozwiązań, które mogą pozwolić na realizację tego założenia”.