Robots
Cookies

Ustawienia cookies

Strona Teraz Środowisko wykorzystuje cookies. Część z nich jest niezbędna do funkcjonowania strony. Inne służą poprawianiu jakości naszych usług.
Więcej  ›
18.06.2024 18 czerwca 2024

Przed modernizacją ciepłownictwa skonsultuj się z cyfrowym bliźniakiem

W optymalizacji nowoczesnego systemu ciepłowniczego zintegrowanego z odnawialnymi źródłami energii i magazynami ciepła mogą pomóc odpowiednie technologie. Wśród nich znajduje się modelowanie TRNSYS oraz metodologia „digital twin”.

   Powrót       15 maja 2023       Energia   
Cyfrowe bliźniaki pomogą sięgnąć ciepłownictwu po OZE i magazyny ciepła

W ocenie ekspertów Instytutu Energetyki Odnawialnej (IEO) modernizacja sektora ciepłownictwa w kierunku dekarbonizacji wymaga szeregu rozwiązań technologicznych. Obecnie trudno wskazać na jedno, kluczowe rozwiązanie, ale jak czytamy w najnowszym raporcie IEO(1), „konieczna jest dłuższa lista technologii i szersza paleta działań inwestycyjnych rozpisanych w czasie, stosownie do rosnących wymogów prawnych, regulacji i dostępu do źródeł finansowania”. Wraz z postępującą elektryfikacją i rosnącą popularnością OZE i magazynów ciepła wzrasta zapotrzebowanie na elastyczność i zintegrowanie wszystkich elementów w spójny system. W ocenie IEO niezbędnym elementem procesu inwestycyjnego jest model cyfrowy ciepłowni oraz model ekonomiczny, który pozwoli ocenić wpływ wariantów inwestycji na koszty produkcji i dostaw ciepła do odbiorców.

Wpierw cyfrowy bliźniak, potem modernizacja ciepłownictwa

W budowaniu nowego systemu ciepłowniczego oraz ocenie skutków inwestycyjnych może pomóc program TRNSYS, który można wykorzystać na etapie modelowania pracy ciepłowni i projektowania procesu inwestycyjnego. Model cyfrowy umożliwia przeprowadzenie symulacji pracy systemu ciepłowniczego i sprawdzenie np. czy w każdej godzinie ciepłownia dostarcza wszystkim odbiorcom określoną ilość ciepła o wymaganej temperaturze i po najniższym koszcie. TRNSYS dotychczas był wykorzystywany głównie do celów naukowych. Dziś jest narzędziem, które pozwala na konfigurowanie i modelowanie systemów sieciowych, analizę pracy źródeł energii, czy ocenę efektywności systemu.

Czytaj: Jak być smart w obszarze ciepła?

W publikacji „Projektowanie i optymalizacja systemu ciepłowniczego z OZE i magazynami ciepła. Wykorzystanie metodologii „digital twin” i modelowania TRNSYS” wskazano, że cyfrowe narzędzia są otwarte na nowe technologie reprezentatywne dla ciepłowni IV i V generacji.

- Najważniejsze jest, aby model cyfrowy ciepłowni i związany z nim model ekonomiczny stworzyć na początku prac nad koncepcją modernizacji. Cyfryzacja najbardziej się sprawdza, gdy jest wprowadzana na samym początku procesu modernizacji i gdy towarzyszą temu nowoczesne technologie ciepłownicze. Digitalizacja sieci ciepłowniczych, rozumiana jako telemetria i telemechanika wyłącznie do sterowania pracy sieci i monitorowania, bez wymiany źródeł ciepła na zeroemisyjne i bez korzystania z magazynów ciepła, miałaby ograniczony sens – przekonują eksperci.

Otwarcie na magazyny ciepła

W modernizacji systemu ciepłowniczego istotnym elementem okaże się sezonowy magazyn ciepła (np. typu PTES, ang. Pit Thermal Energy Storage), który będzie w stanie przejąć w każdej chwili i w każdym okresie roku nadwyżkę taniego ciepła z OZE, ciepła odpadowego, a także z kogeneracji i geotermii. Otwarcie na rozwój magazynów ciepła widać w przestrzeni regulacyjnej.

Czytaj: Magazyny drugiego sortu, czyli dlaczego nie magazynujemy ciepła?

- Magazyny ciepła zostały włączone do krajowego ustawodawstwa (definicja w ustawie Prawo energetyczne) i programów NFOŚiGW wsparcia dla ciepłownictwa; najpierw w „Ciepłownictwie powiatowym”, obecnie w „Kogeneracji powiatowej”, a od maja 2023 roku mają być promowane we flagowym dla nowoczesnego ciepłownictwa programie „OZE – źródło ciepła dla ciepłownictwa” – wylicza instytut.

Według Komisji Europejskiej polskie ciepłownictwo ma potencjał magazynowania ciepła 526 GWh/dobę oraz potencjał magazynowania długoterminowego w magazynach sezonowych.

Polskie ciepłownictwo pod presją

Polski sektor ciepłowniczy stoi w obliczu modernizacji w szczególności źródła ciepła. Zgodnie z wymaganiami uchwalonymi w 2022 roku w nowelizacji dyrektywy o OZE (RED III) wzrost udziału OZE i ciepła odpadowego będzie musiał wynosić 2,3 pp. rocznie. Na koniec 2025 r. udział OZE w polskim ciepłownictwie systemowym powinien przekroczyć poziom 33%, czyli trzy razy więcej niż obecnie i dwa razy więcej niż w całym ciepłownictwie, razem z indywidualnym – zauważa IEO. Co więcej, w 2040 r. cel ten ma wzrosnąć do 40%. Z kolei nowelizacja dyrektywy o efektywności energetycznej (EED III) zwiększa wymagania w zakresie efektywnego systemu ciepłowniczego. Tylko do 2027 r. taki status może uzyskać system ciepłowniczy dzięki 75% udziale kogeneracji opartej na paliwie gazowym lub odpadach (RDF).

W ocenie IEO szansą na realizację ambitnych celów politycznych i rosnących oczekiwań odbiorców ciepła jest postępująca modernizacja ciepłowni od razu w oparciu o najtańsze zeroemisyjne OZE. Przykładem najtańszych źródeł zeroemisyjnych są kolektory słoneczne oraz kotły elektrodowe i pompy ciepła zasilane niezbilansowaną energią elektryczną z elektrowni wiatrowych lub fotowoltaicznych (tzw. P2H, czyli power to heat).

Patrycja Rapacka: Redaktor Teraz SamorządWięcej treści dotyczących samorządów w zakładce Teraz Samorząd.

Przypisy

1/ https://ieo.pl/pl/raport-projektowanie-i-optymalizacja-systemu-cieplowniczego-z-oze-i-magazynami-ciepla-wykorzystanie-metodologii-digital-twin-i-modelowania-trnsys
http://Raport IEO:

Polecamy inne artykuły o podobnej tematyce:

Bezpieczeństwo pożarowe i środowiskowe magazynów energii elektrycznej (17 czerwca 2024)Dariusz Marzec nowym prezesem PTEZ (13 czerwca 2024)Wzrost mocy fotowoltaiki o 4,6 GW, spadek wartości inwestycji o 17%. IEO z podsumowaniem rynku (13 czerwca 2024)Stanowisko Polskiego Towarzystwa Elektrociepłowni Zawodowych po V Kongresie Kogeneracji (13 czerwca 2024)Nowe propozycje dotyczące norm jakości węgla. MKiŚ szuka kompromisu (12 czerwca 2024)
©Teraz Środowisko - Wszystkie prawa zastrzeżone.
Kopiowanie i publikacja tekstów, zdjęć, infografik i innych elementów strony bez zgody Wydawcy są zabronione.
▲  Do góry strony