Na naszych oczach powstaje Ciepłownia Przyszłości
Naukowcy z Euros Energy wybudują w Lidzbarku Warmińskim prototyp Ciepłowni Przyszłości, prawie w 100 proc. opartej na OZE. – Wierzymy w to, że pełnoskalowy prototyp technologii pomp ciepła i magazynów ciepła okaże się „game-changerem” i wyrwie ciepłownictwo z kolein gazu jako paliwa przejściowego i spalania biomasy – mówią autorzy projektu.
Gramwzielone.pl: Ciepłownia Przyszłości, którą wybudujecie w Lidzbarku Warmińskim, ma wykorzystywać lokalnie dostępne odnawialne źródła energii i zapewniać niemal całkowitą dekarbonizację i osiągnięcie neutralności klimatycznej. W jaki sposób?
Kamil Kwiatkowski: Lokalnie produkowana jest czysta energia elektryczna pochodząca z instalacji paneli PV oraz hybrydowych kolektorów słonecznych PVT. Niewyczerpalnym odnawialnym źródłem ciepła jest powietrze. Jednak wykorzystanie tych zasobów wymaga zastosowania mocy pomp ciepła, które jedną jednostkę energii elektrycznej mogą „przerobić” na kilka jednostek ciepła. Niezbędne są także duże, lokalne, sezonowe magazyny ciepła ładowane latem i rozładowywane zimą.
„Niemal całkowita dekarbonizacja” oznacza ponad 90 proc. OZE w bilansie – całkowicie bez udziału procesów spalania. W szczególności bez spalania pierwiastka, jakim jest węgiel. Warto podkreślić, że jest to istotna zmiana w stosunku do obecnej ścieżki modernizacji ciepłownictwa, „Dekarbonizacja” oznacza często „dewęglizację” – a więc odejście od spalania węgla na rzecz spalania gazu ziemnego. Gaz ziemny zaś, podobnie jak węgiel, jest paliwem kopalnym; ich spalanie prowadzi do nowych emisji dwutlenku węgla.
Projekt prototypowej ciepłowni został dofinansowany przez Narodowe Centrum Badań i Rozwoju. Jaką kwotą? Ile wyniesie CAPEX całej inwestycji?
Tomasz Walczak: Projekt Ciepłowni Przyszłości jest w całości finansowany przez Narodowe Centrum Badań i Rozwoju (NCBR) ze środków Funduszy Europejskich w ramach Programu Inteligentny Rozwój. Dofinansowano całość kosztów budowy demonstratora i prac badawczo-rozwojowych łącznie kwotą ponad 47 mln zł brutto – uwzględniając już ostatnie mocne wzrosty cen materiałów. Najwięcej kosztują tutaj parametry udziału OZE – niestety każdy kolejny procent energii ze źródeł odnawialnych jest droższy od poprzedniego.
Co konkretnie docenili jurorzy konkursu?
Kamil Kwiatkowski: Jurorzy konkursu, poza samą koncepcją Ciepłowni Przyszłości i osiągniętymi parametrami konkursowymi, w szczególności docenili jakość prowadzonych prac badawczo-rozwojowych. Wysoko oceniono dopracowane symulacje numeryczne, które pozwalają ilościowo ocenić pracę budowanej instalacji.
Warto zaznaczyć, że NCBR narzuciło bardzo precyzyjne wytyczne dotyczące modelowania, łącznie z wyborem wymaganego zaawansowanego narzędzia numerycznego, szczegółowymi danymi wejściowymi i dozwolonymi parametrami. Modele i symulacje były szczegółowo sprawdzane i oceniane przez wyspecjalizowaną firmę zewnętrzną. To wszystko pozwoliło NCBR obiektywnie porównać różne koncepcje i rzeczywiście wybrać najlepszą.
W jaki sposób może nastąpić dalsze zwiększenie udziału OZE ze źródeł lokalnych podczas pracy ciepłowni?
Marcin Bugaj: Można to zrealizować na kilka sposobów. Teoretyczną możliwością jest zwiększenie mocy zainstalowanej instalacji fotowoltaicznej w taki sposób, aby produkcja energii elektrycznej w okresie zimowym była w stanie całościowo pokryć zapotrzebowanie w układzie – w praktyce jest to nierealizowalne.
Drugie rozwiązanie, w naszej ocenie lepsze, to instalacja turbin wiatrowych o mocy wystarczającej do pokrycia zimowego zapotrzebowania na energię elektryczną. Profile produkcji energii elektrycznej z paneli PV i wiatraków częściowo się uzupełniają.
Ostatnim z możliwych rozwiązań jest zastosowanie w układzie magazynu energii elektrycznej o pojemności wystarczającej do pokrycia zapotrzebowania na energię elektryczną w sezonie zimowym. Na chwilę obecną jest to jednak zbyt droga inwestycja.
W zaprezentowanej koncepcji nie zdecydowano się na żadne z powyższych rozwiązań ze względu na koszty, ograniczenia formalne oraz wymagane błyskawiczne tempo prac.
Zapewniacie, że koncepcja jest skalowalna i szybka do wdrożenia. Kto konkretnie będzie mógł zostać beneficjentem projektu Ciepłowni Przyszłości – gdzie w Polsce i przez kogo będzie mogła zostać wdrożona?
Tomasz Walczak: Pierwszy demonstrator Ciepłowni Przyszłości zostanie zbudowany w miejscowości Lidzbark Warmiński na terenie ciepłowni należącej do spółki Veolia Północ. Będzie on dostarczał ciepło i ciepłą wodę użytkową do większości budynków Osiedla Astronomów o łącznej powierzchni użytkowej przekraczającej 28 tys. m2.
Rozwiązanie Ciepłowni Przyszłości jest dedykowane miastom powiatowym i gminnym. Grupa Veolia Term, do której należy Veolia Północ, deklaruje, że wspólne doświadczenia zdobyte w Lidzbarku Warmińskim będzie chciała wykorzystać w innych lokalizacjach.
W jaki sposób pojawienie się na rynku innowacyjnej technologii, opracowanej w toku prac badawczo-rozwojowych finansowanych w ramach procedury zamówień przedkomercyjnych (Pre-commercial Procurement, PCP), może stanowić impuls dla rozwoju polskiego sektora ciepłownictwa i wpisać się we wzrostowy trend wypierania obecnych emisyjnych źródeł ciepła w Polsce?
Kamil Kwiatkowski: Przede wszystkim Ciepłownia Przyszłości pozwoli zbudować zaufanie do technologii pomp ciepła i magazynowania ciepła – jako sensownej i tańszej alternatywy dla magazynowania energii elektrycznej. Rok, dwa lata temu pracowaliśmy nad projektem wprowadzenia pomp ciepła w ciepłownictwie, dla produkcji ciepłej wody użytkowej, tak aby całkowicie wyłączyć kotły węglowe poza sezonem grzewczym.
Wtedy to wydawało się wszystkim zbyt ryzykowne, odległe i nierzeczywiste. Ogłoszony przez NCBR nabór do konkursu na „Ciepłownię Przyszłości” pojawił się w idealnym dla nas i dla ciepłownictwa momencie – zapraszamy na budowę.
Wierzymy w to, że pełnoskalowa demonstracja technologii pomp ciepła i magazynów ciepła będzie „game-changerem” i wyrwie ciepłownictwo z głębokich kolein gazu jako paliwa przejściowego i spalania biomasy.
Na zdjęciu (od lewej strony): dr Kamil Kwiatkowski, dyrektor ds. projektów badawczych; dr inż. Marcin Bugaj, kierownik laboratorium B+R i adiunkt na Politechnice Warszawskiej; dr inż. Tomasz Walczak, wiceprezes, CTO; mgr inż. Jakub Garbacik, inżynier ds. modelowania TRNSYS.
Katarzyna Bielińska
katarzyna.bielinska@gramwzielone.pl
© Materiał chroniony prawem autorskim. Wszelkie prawa zastrzeżone. Dalsze rozpowszechnianie artykułu tylko za zgodą wydawcy Gramwzielone.pl Sp. z o.o.
