Robots
Cookies

Ustawienia cookies

Strona Teraz Środowisko wykorzystuje cookies. Część z nich jest niezbędna do funkcjonowania strony. Inne służą poprawianiu jakości naszych usług.
Więcej  ›
27.05.2024 27 maja 2024

Ciepło odpadowe ze ścieków, serwerowni i innych procesów technologicznych to przyszłość ciepłownictwa

Skandynawowie są mistrzami we wdrażaniu w życie idei: odpady jako zasoby. Systemy ciepłownicze napędzane energią z odpadów, ścieków czy serwerowni. Jak te wzorce wciela się na polskim gruncie, wyjaśnia Mariusz Dzikuć, dyrektor ds. rozwoju Fortum Power and Heat Polska.

   Powrót       30 stycznia 2023       Odpady       Artykuł promocyjny   
Mariusz Dzikuć
Dyrektor ds. rozwoju Fortum Power and Heat Polska

Teraz Środowisko: Przed jakimi wyzwaniami stoją elektrociepłownie?

Mariusz Dzikuć (MDz): Koniecznością, z którą musimy się zmierzyć, jest transformacja energetyki i ciepłownictwa w kierunku zielonej energii. Obecnie zmagamy się z bardzo trudną sytuacją wywołaną wojną na Ukrainie, objawiającą się m.in. problemami z dostępnością paliw oraz rekordowo wysokimi cenami paliw, energii elektrycznej i ciepła. Do łask znów wrócił węgiel jako dostępny zasób lokalny, ale nie dajmy się temu zwieść, ponieważ w perspektywie długoterminowej odejście od paliw kopalnych jest nieuniknione. Wychodząc naprzeciw tym wyzwaniom, Fortum aktywnie przygotowuje się do elektryfikacji ciepłownictwa – czyli do wykorzystania na potrzeby wytwarzania ciepła energii elektrycznej, która będzie w coraz większym stopniu pochodzić ze źródeł odnawialnych np. energii z wiatru i słońca. Mówimy tu o pompach ciepła czy kotłach elektrodowych. Pompy ciepła mogą być bardzo wydajnym źródłem ciepła pracującym w tzw. podstawie a funkcję źródeł szczytowych mogą pełnić kotły elektrodowe zasilane energią elektryczną, których zaletą jest to, że są one stosunkowo tanie (w porównaniu z kotłami na węgiel czy gaz). Takie rozwiązania od lat z powodzeniem stosowane są w krajach nordyckich.

Drugim ważnym elementem  transformacji systemów  ciepłowniczych  powinno być wykorzystanie lokalnych paliw w postaci odpadów resztkowych, które już nie mogą zostać poddane recyklingowi, ale mogą zostać poddane procesowi odzysku energii. Oczywiście z zastrzeżeniem, że będzie się to odbywać w zgodzie z hierarchią postępowania z odpadami i wówczas gdy alternatywą dla tego procesu mogłoby być tylko składowanie tych odpadów na składowisku. Mamy w Polsce bardzo dużą ilość odpadów resztkowych i pomimo bardzo wyśrubowanych celów dla recyklingu określonych przez UE, wciąż pozostanie rezerwa dla odzysku energetycznego dla tych odpadów resztkowych, które nie nadają się już do recyklingu.

Nie można zapominać też o kwestii cen ciepła dla mieszkańców. W Fortum porównaliśmy aktualne ceny ciepła ze spalarni odpadów z cenami ciepła z elektrociepłowni w dużych miastach w Polsce. Wniosek? Ciepło ze spalarni odpadów jest średnio tańsze o 70% względem cen dyktowanych przez elektrociepłownie zasilane paliwami kopalnymi.

TŚ: Fortum jednak chce pójść o krok dalej, czyli z procesu waste-to-energy (WtE) przejść w fazę waste-to-materials (WtM). Na czym ma to polegać?

MDz: Mamy bardzo bogate doświadczenie ze Szwecji czy Finlandii, gdzie oprócz odzysku energii z odpadów komunalnych i przemysłowych, Fortum znane jest z zakładów recyklingu tworzyw sztucznych, metali, popiołów oraz substancji chemicznych z akumulatorów litowo-jonowych. Z tych procesów recyklingu uzyskuje się takie produkty jak: sól z recyklingu, plastikowe granulaty z recyklingu Fortum Circo®, granulki metalowe, zrównoważone substancje chemiczne do akumulatorów pochodzące z recyklingu. Jest to szczególnie ważne w tym kontekście, że przewidywane światowe zapotrzebowanie na tworzywa sztuczne wzrośnie trzykrotnie do 2050 r. Idea Waste-to-Materials to budowanie nowego łańcucha wartości, który polega na przekształcaniu strumienia odpadów w materiały wyprodukowane w zrównoważony sposób. Ma się to odbywać w ten sposób, że dwutlenek węgla wychwycony z instalacji przetwarzania odpadów w energię oraz zielony wodór – który może być wytworzony z energii elektrycznej pochodzącej z tejże instalacji - mogą być wykorzystywane jako elementy do wytwarzania zrównoważonych chemikaliów lub materiałów, takich jak tworzywa sztuczne powstające na bazie dwutlenku węgla. W ten sposób można istotnie poprawić wskaźniki recyklingu oraz uzyskać produkty o bardzo wysokiej jakości.

W Riihimäki w Finlandii został przeprowadzony pilotaż, który był jednym z pierwszych na świecie projektów CCU (Carbon Capture and Utilization), jakie kiedykolwiek zademonstrowano w instalacji do przetwarzania odpadów z odzyskiem energii (WtE). Wyniki tegoż pilotażu wzmocnią prowadzony obecnie 3-letni projekt badawczy Fortum, którego celem jest opracowanie metody produkcji specjalnych tworzyw sztucznych z wykorzystaniem metanu.

TŚ: Natomiast we Wrocławiu powstanie największa w Polsce instalacja do pozyskiwania energii ze ścieków - systemowa pompa ciepła. Jaki jest harmonogram prac oraz koszt tej inwestycji?

MDz: Wrompa – bo taką nazwę będzie nosić wrocławska pompa – to wielkoskalowa systemowa pompa ciepła wykorzystująca ścieki nieoczyszczone, która zostanie zbudowana na terenie przepompowni ścieków Port Południe we Wrocławiu. Wielkoskalowa, bo będzie miała moc aż 12,5 MW (wymiary 14 m x 6 m x 5 m); systemowa, bo będzie dostarczała ciepło do systemu ciepłowniczego, a źródłem ciepła dla pompy będą ścieki z przepompowni. Proces wygląda w ten sposób, że ok. 30% ścieków komunalnych z terenu Wrocławia trafia do przepompowni ścieków Port Południe skąd są kierowane kolektorem do oczyszczalni ścieków. W naszej inwestycji zostanie zbudowany specjalny bypass, dzięki któremu część ścieków zostanie przekierowanych do instalacji pompy ciepła, gdzie odbieramy z nich część energii cieplnej (ochładzamy ścieki), po czym ścieki wracają do swego naturalnego obiegu, czyli do przepompowni, a potem do oczyszczalni ścieków. Wrompa zostanie połączona z systemem ciepłowniczym Fortum - siecią o długości kilometra i średnicy pół metra - dzięki czemu do mieszkańców miasta będzie trafiała zielona energia cieplna. W obliczu wyzwań związanych z koniecznością transformacji ciepłownictwa to ważny pierwszy krok. Wrocław na jedną z najbardziej rozwiniętych sieci ciepłowniczych w Polsce ale w praktycznie 100% zasilanej ciepłem ze spalania węgla. To musi się zmienić i zmienia się.                                       

Jeśli chodzi o harmonogram prac, to zakłada on, że uruchomienie instalacji nastąpi w kwietniu 2024 r. Koszt inwestycji wraz z przyłączem to 82 mln złotych. Fortum realizuje ten projekt we współpracy z Miejskim Przedsiębiorstwem Wodociągów i Kanalizacji we Wrocławiu. Inwestycja uzyskała dofinansowanie w formie dotacji ze środków Mechanizmu Finansowego Europejskiego Obszaru Gospodarczego 2014-2021 w kwocie 18 mln złotych oraz ze środków budżetu państwa w kwocie 3 mln złotych.

TŚ: Jaka będzie moc zainstalowana Wrompy?

MDz: Będzie to pompa ciepła o mocy 12,5 MW, co w praktyce pozwoli na dostarczenie do 5 proc. rocznego zapotrzebowania klientów ciepła sieciowego w mieście. Szczytowe zapotrzebowanie na moc wrocławskiego systemu ciepłowniczego w mroźne dni (np. -18 st. C) to 1000 MW, ale kiedy temperatura jest bliska zeru, to zapotrzebowanie spada już do 600 MW, by latem osiągnąć wartość ok. 80-95 MW. To pokazuje, że pompa ciepła pracując cały rok, zarówno latem, jak i zimą, może wytworzyć proporcjonalnie dużo więcej ciepła niż wynikałoby to jedynie z prostej zależności mocowej. Te rozwiązania są z powodzeniem stosowane w krajach nordyckich, zresztą nasza instalacja jest wzorowana na instalacji funkcjonującej w Oslo. O ile same pompy ciepła nie są specjalnie nowatorskim pomysłem, to już skala oraz wykorzystanie jako źródła ciepła ścieków (zwłaszcza nieoczyszczonych), stanowi unikatowe rozwiązanie.

TŚ: Innym ważnym kierunkiem jest odzyskiwanie ciepła odpadowego np. z serwerowni i z procesów technologicznych.

MDz: Wielu procesom przemysłowym towarzyszy generacja energii w postaci ciepła. Nazywane jest ono ciepłem odpadowym i może osiągać poziom nawet 70% energii przetwarzanej czy nawet 100% w serwerowniach. W Gospodarce Obiegu Zamkniętego taki potencjał nie powinien się marnować, stąd idea wykorzystania go do ogrzewania budynków za pośrednictwem sieci ciepłowniczych. Znakomitym źródłem ciepła odpadowego mogą być wspomniane wcześniej ścieki lub właśnie serwerownie. Szacuje się, że z 1 litra wody odpadowej o różnicy temperatur równej 10°C można uzyskać 35,37 Wh energii. To ilość umożliwiająca zasilenie żarówki o mocy 40 W przez blisko godzinę, lub żarówki LED nawet przez 7 h. Np. projekt realizowany przez Fortum we współpracy z centrum danych Ericsson w Finlandii umożliwia efektywne wykorzystanie od 10 000 do 15 000 megawatogodzin ciepła odpadowego. Odzysk na takim poziomie pozwala na pokrycie ok. 20% rocznego zapotrzebowania sieci ciepłowniczej w fińskim mieście Kirkkonummi, co z kolei odpowiada potrzebom cieplnym około 1 000 domów jednorodzinnych. Podobny projekt Fortum realizuje w południowym Dublinie. 2,1 MW energii z planowanej instalacji pochodzić będzie z ciepła odpadowego pochodzącego właśnie z serwerowni. W fińskim Espoo Fortum rozpocznie współpracę z Microsoftem i ciepło odpadowe z serwerowni – kilkadziesiąt MW – będzie wykorzystanie w systemie ciepłowniczym.

W Polsce z uwagą przyglądamy się możliwościom odzyskiwania ciepła z serwerowni, ale problem polega na tym, że mamy w systemie energetycznym  drogą i czarną energię elektryczną, więc giganci technologiczni nie lokują chętnie swoich wielkich serwerowni w naszym kraju. Wciąż jednak jest spory potencjał wykorzystania ciepła z mniejszych serwerowni. Jesteśmy w przededniu rozpoczęcia współpracy z jedną z globalnych firm w tym zakresie we Wrocławiu.

Pilną potrzebą, zarówno z uwagi na wyzwania klimatyczne, jak i ekonomiczne jest energetyczne korzystanie z odpadów wszelkiego typu, a ciepło odpadowe ma naprawdę ogromny potencjał.

FortumArtykuł powstał we współpracy z Fortum Power and Heat Polska

Polecamy inne artykuły o podobnej tematyce:

29,8% OZE w końcowym zużyciu energii brutto w 2030 r. Omawiamy projekt aktualizacji KPEiK (06 marca 2024)Sezon na magazyny ciepła? Mogą one rozwiązać bolączki ciepłowni (28 lutego 2024)Ciepło odpadowe i jego niewykorzystany potencjał jako OZE (27 lutego 2024)Wykorzystać własny potencjał - o efektywności energetycznej w gospodarce odpadami (26 lutego 2024)Sprawozdania nt. efektywności energetycznej w ciepłownictwie. Branża ma czas do końca miesiąca (22 lutego 2024)
©Teraz Środowisko - Wszystkie prawa zastrzeżone.
Kopiowanie i publikacja tekstów, zdjęć, infografik i innych elementów strony bez zgody Wydawcy są zabronione.
▲  Do góry strony