Jak wynika z raportu grupy technologicznej Wärtsilä, ciepłownictwo systemowe nie jest obecnie wystarczająco wykorzystywane w Europie, co utrudnia osiągnięcie krótkoterminowych celów dekarbonizacji. W 2021 r. sektor ten zaspokajał zaledwie 11% zapotrzebowania europejskich gospodarstw domowych na ciepło. W Polsce oszczędności z wdrażania nowych technologii w ciepłownictwie mogą osiągnąć niemal 4 mld Euro.

Autorzy badania zwracają uwagę na znaczący potencjał integracji systemów ciepłowniczych i energetycznych w procesie dekarbonizacji obu sektorów. Podkreślają, że takie działania mogą równocześnie przynieść znaczne oszczędności. 

Policzalne oszczędności

W 2022 roku produkcja energii elektrycznej i ciepła z węgla była odpowiedzialna za niemal 450 milionów ton emisji CO2, co stanowi prawie 60% całkowitej emisji tego sektora. Raport identyfikuje i analizuje różne źródła przychodów ze skojarzonego wytwarzania ciepła i energii elektrycznej, zwłaszcza z wykorzystaniem silników CHP na gaz oraz analizuje europejskie ramy regulacyjne.

– Ciepłownictwo systemowe ma niewykorzystany potencjał w Europie, aby stać się opłacalną drogą do zerowej emisji netto – mówi Igor Petryk, dyrektor ds. rozwoju rynku w Wärtsilä Energy. –  To coś więcej niż tylko ogrzewanie domów – chodzi o umożliwienie wzrostu energii odnawialnej, oferowanie elastyczności i stworzenie realnego rozwiązania dla krajów zależnych od węgla, które przechodzą na czystszą energię – dodaje Petryk.

Wnioski przedstawione przez firmę doradztwa gospodarczego Compass Lexecon sugerują, że elastyczne technologie ciepłownicze, takie jak silniki CHP, mogą przyczynić się do zwiększenia dostaw energii odnawialnej i przyspieszenia wycofywania paliw kopalnych. Ponadto, niedawno opublikowany raport z Wärtsilä wskazuje, że w Polsce dzięki integracji systemów ciepłowniczych i energetycznych kraj może zaoszczędzić 3,8 miliarda euro w ciągu następnej dekady, zmniejszając roczną emisję CO2 w sektorze energetycznym zdominowanym przez węgiel o 57% do 2032 roku.

Stabilizacja systemu

– Silniki kogeneracyjne i technologie, takie jak pompy ciepła, optymalizują zużycie energii. Rozwiązania te dynamicznie wkomponowują producenci ciepła i energii elektrycznej, aby dostosować się do cen rynkowych, maksymalizując zyski ekonomiczne. Na przykład, gdy energii odnawialnej jest pod dostatkiem, pompy ciepła i kotły elektryczne pochłaniają dodatkową energię. Gdy energii słonecznej i wiatrowej jest mało, silniki te wytwarzają ciepło dla miast i energię elektryczną dla sieci. Ta dwukierunkowa równowaga zapewnia niezawodność dostaw energii – dodaje Igor Petryk.

Raport Wärtsilä podkreśla, że wielofunkcyjność technologii silnika CHP umożliwia jej bardziej efektywne reagowanie na wahania dostaw energii elektrycznej i zmienne ceny. Przewaga nad tradycyjnymi rozwiązaniami została zaobserwowana na całym świecie, w sytuacjach, kiedy energia elektryczna i ciepło zamówione przez operatorów sieci musi być dostępna w ciągu zaledwie kilku chwil. Zdolność do zapewnienia błyskawicznej dostawy może poprawić stabilność systemu elektroenergetycznego, zmniejszyć koszty ciepła i jednocześnie zapewnić znaczący przychód generowany przez silniki CHP.

Europa stawia na nowoczesne technologie?

Przykłady Danii, Węgier, Czech i Polski, gdzie ciepłownictwo systemowe jest bardzo popularne potwierdzają, że inwestycje w nowoczesne, elastyczne technologie, takie jak silniki kogeneracyjne, są bardzo perspektywiczne. Rozwiązanie to odgrywa kluczową rolę w sieciach o wysokim udziale energii odnawialnej, np. w duńskim Skagen. Zaś w Zuglo na Węgrzech demonstruje jego wszechstronność w systemach ciepłowniczych w zakresie dostarczania energii elektrycznej i stabilności sieci.

Niestety, ciepło systemowe nie jest w Europie powszechnie dostępne. Choć unijne przepisy, takie jak dyrektywa w sprawie efektywności energetycznej, określają ogólne zasady dla procesu dekarbonizacji, zachęcając do korzystania z odnawialnych i niskoemisyjnych źródeł energii, to jednak polityki krajowe oraz ich stosowanie w ramach unijnych regulacji są kluczowe dla stworzenia odpowiednich ram prawnych. Te z kolei mają na celu wspieranie inwestycji w lokalne systemy ciepłownicze.

– Nasze badanie pokazuje, że wydajne silniki CHP mogą odegrać ważną rolę w łagodzeniu zmian klimatycznych poprzez zastąpienie węgla. Potwierdza to również fakt, że pod pewnymi warunkami silniki te mogą spełniać kryteria unijnej taksonomii zrównoważonej działalności –podsumowuje Gerald Aue, Wiceprezes Compass Lexecon.

Słowniczek:

Co to jest ciepłownictwo systemowe?

• Ciepłownictwo systemowe to system, który rozprowadza ciepło wytwarzane w centralnym źródle, takim jak elektrownia lub kocioł, do wielu budynków za pośrednictwem izolowanych rur, zapewniając ogrzewanie pomieszczeń i ciepłą wodę. Jest to wydajne i zrównoważone rozwiązanie energetyczne, które może wykorzystywać odnawialne źródła energii w celu zmniejszenia emisji i poprawy efektywności energetycznej.

• Ciepłownictwo systemowe jest wyjątkowe, ponieważ może pozyskiwać ciepło z różnych niskoemisyjnych i odnawialnych źródeł, w tym geotermalnych, pomp ciepła, nadwyżek ciepła z budynków i odpadów przemysłowych. Ta elastyczność umożliwia operatorom przejście na bardziej ekologiczne alternatywy energetyczne.

Czym są silniki CHP?

• Technologia skojarzonego wytwarzania ciepła i energii elektrycznej w silnikach spalinowych (ICE-CHP lub CHP) to system wykorzystujący silnik do jednoczesnej produkcji energii elektrycznej i ciepła. Skutecznie wychwytuje ciepło wytwarzane podczas produkcji energii elektrycznej, które w przeciwnym razie zostałoby zmarnowane, a następnie ponownie wykorzystuje je do ogrzewania budynków, wody lub procesów przemysłowych. Ta podwójna wydajność sprawia, że jest to rozwiązanie energooszczędne.