Elektrociepłownie i ciepłownie
Polska posiada bardzo duży i niewykorzystany potencjał wzrostu efektywności energetycznej zarówno u źródła (elektrownia, sieci przesyłowe) jak i u końcowego użytkownika (zakład przemysłowy, szkoła, gospodarstwo rolne, dom i inne). Czyli potencjał ulepszania.
Energochłonność wytworzenia jednostki PKB w Polsce (2012) jest ok. 3 – krotnie wyższa niż w krajach tzw. 15- tki (liczba państw UE przed rozszerzeniem Unii), a na ogrzewanie budynków i przygotowanie ciepłej wody użytkowej zużywa się aż 40% paliwa chemicznego zawartego w paliwach (gaz, węgiel, olej, biomasa.).
Potencjał efektywnego wykorzystania energii jest najtańszym i bardzo łatwym do zagospodarowania zasobem energetycznym i dlatego powinien być priorytetem Państwa w realizacji planów modernizacji energetyki i budownictwa przed budową nowych bloków energetycznych i odnawialnych źródeł energii (OZE).
Modernizacja i doposażenie (retrofit) elektroenergetyki i energetyki przemysłowej, ciepłownictwa i sieci przesyłowych oraz termomodernizacja budynków i wymiana zbiorczych/indywidualnych wymienników ciepła powinna być kołem zamachowym rozwoju gospodarki w okresie kryzysu i sposobem na realizację unijnych celów w zakresie redukcji emisji gazów cieplarnianych i ochrony środowiska.
Gdyby straty energii elektrycznej w różnych procesach w gospodarce udało się obniżyć tylko o 10% (ok. 15 TWh/rok), to uniknęlibyśmy budowy nowych elektrowni o łącznej mocy ok. 3000 MW i emisji ok. 15 mln ton CO2 rocznie. 1 Terawat = 1 000 Gigawatów = 1 000 000 Megawat (MW). Dodatkowo nie są produkowane szkodliwe odpady (pyły, popioły, tlenki siarki i azotu, izotopy promieniotwórcze i inne) i w przeciwieństwie do budowy nowych źródeł, efektywne wykorzystanie istniejącego potencjału nie wymaga dodatkowej infrastruktury w postaci terenu, dróg, przyłączy do sieci czy składowisk odpadów.
Należy zaznaczyć, że sprawność elektrowni wynosi ok. 35 – 40%, średni czas pracy tylko 6000 h/rok (ilość godzin w roku to 8 760), a straty przesyłu w sieci dochodzą do 10% – 13% (upalne dni). Czas pracy kotłowni wynosi ok. 5000 h/rok, z czego około 75% to praca w zakresie temperatur bliskich 0˚ C a straty przesyłu wynoszą 10% – 15% (mroźne dni).
Tylko w układach pompowych, stosując tradycyjne technologie, można wyeliminować straty sięgające obecnie 6,5 – 7,5 TWh/rok. W skali całej gospodarki realny potencjał efektywności energetycznej szacuje się na 25-30% aktualnie produkowanej ilości energii elektrycznej, tj. 40- 45 TWh/rok i możliwe jest uniknięcie emisji CO2 w wysokości 34-45 mln. ton/ rocznie.
Zastosowanie nowych technologii retrofitu (modernizacja i doposażenie) ciepłowni, elektrociepłowni, sieci ciepłowniczych, wymienników ciepła a nawet nowych bloków gazowo – parowych z wykorzystaniem nowej generacji turbin i innowacyjnych pomp strumieniowych oraz wymienników ciepła i efektywnego pomiaru temperatury zwiększyłoby te oszczędności o kolejne 30% – 40% czyli moglibyśmy osiągnąć w istniejących instalacjach redukcję kosztów i przyrost mocy zainstalowanej (turbina) oraz przyrost mocy nie straconej. Modernizacja umożliwi łagodny przyrost mocy i stopniowe wycofywanie z eksploatacji najbardziej przestarzałych obiektów.
W Polsce nie przeprowadzono analizy kosztów i korzyści wynikających z wymiany wymienników pośredniego działania, rurowych ( JAD) i płytowych (obecnie powszechnie stosowanych w modernizacji zbiorczych węzłów ciepła i indywidualnych w blokach mieszkalnych) na nowoczesne, wysokosprawne i automatycznie regulowane wymienniki bezpośredniego działania.
W Niemczech wykonano takie opracowanie. Tylko oszczędności wynikające z eliminacji pomp elektrycznych w wymiennikach płytowych pozwalają wyłączyć elektrownię o mocy 2000MW – 3000MW. Do tego należy doliczyć oszczędności wynikające z wyższej sprawności cieplnej (30% – 80%) szczególnie w okresach przejściowych (temp bliskie0 st. C to jest 78% czasu pracy wymienników). Zastosowanie wymienników ciepła bezpośredniego działania poprawia również pracę kotłowni i ogranicza straty w sieci przesyłowej.
Oszczędność na uniknięciu zainstalowania 1 kW mocy, jest w przypadku modernizacji wysokonakładowych, dwóm trzecim kosztu najtańszego nowego źródła jakim jest elektrownia gazowa. W przypadku modernizacji niskonakładowych, tj. nie wymagających całkowitej wymiany urządzeń, zysk ten jest ponad dwukrotnie wyższy, Dodatkowo uzyskujemy najkrótszy czas wykonania i okres zwrotu kosztów, brak kosztów związanych z zakupem terenów pod inwestycję, budową infrastruktury, przyłączeniem do sieci, oraz kosztami paliwa, obsługi oraz zerową emisję CO2.
Nasz kraj dysponuje potencjałem organizacyjnym i kadrowym oraz technicznym i technologicznym, który powinien być sprawnie wykorzystany do przeprowadzenia modernizacji energetycznej procesów produkcyjnych i eksploatacyjnych oraz do termomodernizacji, co umożliwi w niedługim okresie czasu osiągnięcie redukcji energochłonności nawet o 30% – 50% . Dlatego wykorzystanie potencjału efektywności energetycznej powinno stać się priorytetem Państwa. To Państwo powinno wprowadzić nakaz ujednolicenia standardów, kryteriów i sposobu oceny inwestycji w zakresie koszów inwestycyjnych i eksploatacyjnych oraz efektów ekonomicznych i środowiskowych w całym okresie życia inwestycji. Z kolei porównując koszty budowy nowych, różnych źródeł energii należy uwzględniać ich produktywność oraz różne koszty dodatkowe, w tym koszty związane z likwidacją zakłóceń wprowadzanych do sieci KSE przez niestabilne źródła odnawialne (siłownie wiatrowe i fotoogniwa). Wiedza o konsekwencjach płynących dla społeczeństwa i środowiska w wyniku stosowania różnych technologii (budowy nowych i remontu istniejących źródeł energii) powinna być ogólnie dostępna i przekazana w sposób prosty i zrozumiała dla każdego obywatela niezależnie od poziomu jego wykształcenia.
Każdy użytkownik energii powinien być przekonany przede wszystkim o korzyściach płynących ze zmniejszenia energochłonności w zakresie jego działalności oraz o możliwościach budowy nowych wysokosprawnych rozproszonych źródeł energii w oparciu o kredyt komercyjny. Należy inwestować w nowoczesne technologie retrofitu ciepłowni i wysokosprawne źródła odnawialne (OZE) ale tylko rozproszone o stosunkowo niewielkich mocach, które zużywają lokalne surowce energetyczne (biomasa, odpady, osady) i tworzą nowe miejsca pracy i dochód dla rolników i jednocześnie poprawiają parametry energii w sieci i podnoszą poziom bezpieczeństwa energetycznego na terenie gminy.
Takie inwestycje są wypełnieniem obowiązku gminy wynikającego z Prawa energetycznego, które wymaga uwzględnienia możliwości wykorzystania energii elektrycznej i ciepła użytkowego wytwarzanych w kogeneracji.
Według zaleceń Unii Europejskiej, udział jednego paliwa dostarczanego z jednego kierunku nie powinien przekraczać 30 %. – dlatego biogazownie i inna energetyka rozproszona w oparciu o biomasę, odpady, osady, słońce , wiatr, geotermię – ponownie podkreślamy: w systemach rozproszonych – mogą stanowić realne uzupełnienie tradycyjnej energetyki.
