Ciepło odpadowe i jego niewykorzystany potencjał jako OZE

Jednym z głównych celów strategicznych Unii Europejskiej jest poprawa efektywności energetycznej, która pozwoli na zapewnienie bezpieczeństwa energetycznego krajów członkowskich. Efektywny energetycznie system to taki, w którym do wytwarzania ciepła lub chłodu wykorzystuje się co najmniej w 50% energię z odnawialnych źródeł energii lub w 50% ciepło odpadowe (np. z instalacji przemysłowych czy systemów kanalizacji), lub w 75% ciepło pochodzące z kogeneracji, lub w 50% połączenie źródeł energii i ciepła, o których mowa wyżej.

W ustawie Prawo energetyczne można zaś przeczytać, że bezpieczeństwo energetyczne jest to "stan gospodarki umożliwiający pokrycie bieżącego i perspektywicznego zapotrzebowania odbiorców na paliwa i energię w sposób technicznie i ekonomicznie uzasadniony przy zachowaniu wymagań ochrony środowiska".

Takie pojmowanie bezpieczeństwa energetycznego można dostrzec również w dokumentach strategicznych. Jest ono definiowane m.in. jako:

• stan gospodarki umożliwiający pokrycie bieżącego i perspektywicznego zapotrzebowania odbiorców na paliwa i energię, w sposób technicznie i ekonomicznie uzasadniony, przy minimalizacji negatywnego oddziaływania sektora energii na środowisko i warunki życia społeczeństwa,
• zapewnienie stabilnych dostaw paliw i energii na poziomie gwarantującym zaspokojenie potrzeb krajowych i po akceptowanych przez gospodarkę i społeczeństwo cenach, przy założeniu optymalnego wykorzystania krajowych zasobów surowców energetycznych oraz poprzez dywersyfikację źródeł i kierunków dostaw ropy naftowej, paliw ciekłych i gazowych" (bezpieczeństwo dostaw paliw i energii).
• […] optymalne wykorzystanie krajowych zasobów surowców energetycznych, przy jednoczesnym zastosowaniu nowych technologii i aktywnym uczestnictwie w międzynarodowych inicjatywach dotyczących środowiska i energetyki, w których Polska powinna dążyć do uwzględnienia w przygotowywanych rozwiązaniach specyfiki polskiej gospodarki, a w szczególności posiadanej bazy paliwowej.

Źródła energii odnawialnej

Unijna dyrektywa o odnawialnych źródłach energii (RED III) sformułowała ramy prawne dotyczące zwiększenia udziału energii odnawialnej w UE. Celem jest zredukowanie emisji dwutlenku węgla o 55% do 2030 roku. W związku z powyższym, na podstawie RED III zwiększono udział energii odnawialnej w ciągu następnych niespełna 7 lat do 42,5%.  Poprzednia dyrektywa (RED II) ustanawiała ten cel na poziomie 32%.

Zgodnie z definicją z ustawy z dnia 20 lutego 2015 r. o odnawialnych źródłach energii, odnawialne źródło energii to odnawialne, niekopalne źródła energii obejmujące m.in.

• energię wiatru,
• energię promieniowania słonecznego,
• energię geotermalną,
• energię hydrotermalną,
• energię fal, prądów i pływów morskich,
• energię otrzymywaną z biomasy, biogazu, biogazu rolniczego,
• biometanu.

Należy jednak szerzej spojrzeć na źródła energii odnawialnej i zacząć o niej myśleć nie tylko jako o energii z wiatraków czy paneli fotowoltaicznych.

Czym jest ciepło odpadowe?

Coraz częściej mówi się o energetycznym wykorzystaniu ciepła odpadowego pochodzącego z różnych źródeł, zarówno z elektrowni, zakładów przemysłowych, zakładów związanych ochroną środowiska, z transportu, klimatyzacji, jak i innych, mniejszych źródeł. Ciepło odpadowe jest obecnie jednym z największych niewykorzystanych źródeł energii na świecie. Szacuje się, że ilość ciepła odpadowego wyprodukowanego tylko w samej UE wynosi 2860 TWh rocznie, co jest niemal równe całkowitemu zapotrzebowaniu UE na ogrzewanie oraz ciepłą wodę w budynkach mieszkalnych i użytkowych⁽¹⁾.

Ciepło odpadowe jest to niewykorzystana energia cieplna oddawana do otoczenia, powstała najczęściej w procesach przetwarzania energii w urządzeniach energetycznych np. ciepło oddawane wodzie chłodzącej. Ilość ciepła odpadowego może dochodzić nawet do 70% energii przetwarzanej, oznacza to, że nawet 70% energii niezbędnej do realizacji danego procesu może być marnowana. Obecnie niemal wszędzie mamy do czynienia z ciepłem odpadowym.

Wykorzystanie ciepła odpadowego

Wykorzystanie ciepła odpadowego jest niezwykle istotne, może w znaczący sposób obniżyć zapotrzebowanie na energię z innych źródeł. Spowoduje to zmniejszenie cen energii – taniej jest przecież wykorzystać energię, która powstała jako „odpad”, niż ją kupić lub wyprodukować.

Ciepło odpadowe można wykorzystać na kilka sposobów:

• Ciepło odpadowe wykorzystane w sieciach ciepłowniczych – posiadają one systemy pozwalające na dostawy zielonej energii cieplnej. Coraz więcej zielonych źródeł energii może być wykorzystywanych w sieciach ciepłowniczych, ponieważ posiadają one zdolność do integracji różnych źródeł ciepła i tym samym doprowadzić do dekarbonizacji ciepłownictwa.
• Ciepło odpadowe wykorzystane w tych samych budynkach – poprzez zainstalowanie jednostki do odzysku ciepła, a tym samym zwiększenie efektywności energetycznej obiektu.
• Ciepło odpadowe wykorzystane w infrastrukturze miejskiej poprzez integrację sektorów – czyli połączenie co najmniej dwóch różnych sektorów, które związane są z wytwarzaniem energii i jej wykorzystaniem (np. energetyczny, ciepłowniczy, chłodniczy, transportowy, przemysłowy). Odpowiednio zaplanowana zostanie infrastruktura miejska można wykorzystać powyższy potencjał zintegrowanych sektorów oraz produkowanego przez nich ciepła odpadowego i połączyć je za pomocą inteligentnych systemów z mieszkańcami.

Ciepło odpadowe = ciepło z odpadów?

Problem wykorzystania ciepła odpadowego jest niezmiernie istotny z uwagi na jego niewykorzystany potencjał. Związek Producentów Paliw z Odpadów i Biomasy stoi na stanowisku, że należy podjąć wszelkie możliwe działania zmierzające do wypracowania modelu energetycznego wykorzystania paliw z odpadów i biomasy, zakładający zastosowanie znaku równości pomiędzy „ciepłem z odpadów“ a „ciepłem odpadowym“. Chodzi o to, by spalenie energetycznego paliwa zastępczego oznaczało powstanie ciepła odpadowego. W takiej sytuacji mielibyśmy bowiem do czynienia z jednej strony z ciepłem zielonym (część bio – co najmniej 51% biomasy odpadowej w paliwie) oraz z ciepłem odpadowym (część nie-bio – co najwyżej 49% składu energetycznego paliwa zastępczego). Powyższe rozwiązanie jest, w naszej ocenie zasadne i celowe, bowiem regionalna gospodarka odpadowa w Polsce zakłada wykorzystanie ciepła odpadowego w postaci dawania energii cieplnej do otoczenia (wprowadzenie do sieci ciepłowniczej). Co istotne, z tego co wiadomo Związkowi, opisane rozwiązanie polegające na zrównaniu ciepła z odpadów z ciepłem odpadowym przyjęto w Austrii. Trzeba wykorzystać energię, która w innym przypadku będzie po prostu zmarnowana, a tym samym zwiększyć wydajność w gospodarce i obniżyć cen energii dla konsumentów.

Artykuł powstał we współpracy ze Związkiem Producentów Paliw z Odpadów i Biomasy