Mapa drogowa europejskiego ciepłownictwa do roku 2050
prof. Jacek Malko
Politechnika Wrocławska
Sektor ciepłownictwa i chłodnictwa jest znaczący z uwagi na swe rozmiary, a także dostarcza rozwiązania cechujące się niską (lub nawet zerową) emisyjnością. Jednak jego rola jest zazwyczaj niedoceniana w scenariuszach analizujących przyszłość energetyczną w horyzoncie roku 2050.
Studium wstępne Heat Roadmap Europe (HRE) oceniające przyszłość grzejnictwa scentralizowanego można sprowadzić do ośmiu wniosków.
Po pierwsze: rozwój systemów grzejnictwa scentralizowanego znacznie obniża koszty systemu zaopatrzenia w energię z uwagi na lokalny recykling ciepła i wykorzystanie zasobów odnawialnych, co obniża koszty importu energii i zwiększa efektywność zarówno sektorów ciepła, jak i energii elektrycznej. Wstępne oszacowania wykazują, że całkowite roczne obniżenie kosztów w sektorze ogrzewania wyniesie około 14 mld € do roku 2050 przy założeniu, iż rozwój ogrzewnictwa scentralizowanego będzie większy niż przewiduje to energetyczna mapa drogowa dla Europy. Względne obniżenie kosztów wyniesie 11%.
Przy aktualnych cenach importu energii bezpośredni socjoekonomiczny czas zwrotu na kapitale wyniesie 2-3 lata przy preizolowanych ciepłociągach podziemnych. Dodatkowe efekty bilansowe nie były w tych ocenach uwzględnione.
Po drugie: ponieważ paliwa kopalne są zastępowane zasobami lokalnymi, ograniczenie zapotrzebowania energii pierwotnej znacząco obniży emisje CO2 dla wszystkich potrzeb cieplnych, zaspokajanych przez system grzejnictwa scentralizowanego. Ograniczenie importu energii zwiększy bezpieczeństwo energetyczne i przyczyni się do równoważenia bilansu handlu zagranicznego.
Po trzecie: ponieważ więcej ciepła scentralizowanego będzie wytwarzane lokalnie, to pobudzi to lokalny rynek pracy, zastępując kosztowny i ryzykowny politycznie import paliw kopalnych do Europy. Z oszacowań wynika, że w ciągu 40 lat w Europie wystąpi zapotrzebowanie na ok. 8-9 mln roboczolat dla pokrycia zapotrzebowania generowanego przez inwestowanie w odzysk ciepła, zasoby odnawialne oraz rozbudowę i budowę sieci ciepłowniczych. Ocena ta jest raczej zaniżona i wymaga zweryfikowania w przyszłości.
Po czwarte: istotny jest argument wynikający z analizy sektora elektroenergetyki. Przy znaczącym udziale źródeł o pracy nieciągłej i dużej zmienności wytwarzania decydujące jest wykorzystanie technologii inteligentnych (smart) dla umożliwienia wspólnej pracy w systemie zróżnicowanych źródeł dla zbilansowania popytu na energię elektryczną. Jednym z partnerów może być wysoce elastyczny system grzejnictwa scentralizowanego, umożliwiający pracę w trybie prosumenckim (producent/konsument). Przykładowo kotły elektryczne i wielkie pompy ciepła z zasobnikami ciepła mogą stanowić odbiory przy nadmiarze generacji energii elektrycznej, a skojarzone źródła cieplno-energetyczne mogą aktywnie wspomagać system w warunkach deficytu mocy. Tak więc grzejnictwo scentralizowane może umożliwić większą penetrację technologii nieciągłej produkcji energii elektrycznej w europejskiej sieci elektroenergetycznej.
Po piąte: rośnie znaczenie włączenia możliwości lokalnych grzejnictwa scentralizowanego do planów miejskich i regionalnych. Planowana kontynuacja niniejszego studium wstępnego przewiduje stworzenie interaktywnego narzędzia internetowego, uwzględniającego lokalne uwarunkowania systemu grzejnictwa dla każdego z regionów administracyjnych UE-27.
Po szóste: zastosowana została metodyka będąca połączeniem modelowania energetycznego z mapowaniem warunków lokalnych z wysoką rozdzielczością geograficzną. Wysoka rozdzielczość umożliwia uwzględnienie możliwości lokalnych działań. Taka metodyka jest niezbędna dla analiz ciepłownictwa scentralizowanego, gdyż jego potencjalna ekspansja zależy od lokalnych zasobów ciepła i zapotrzebowania. Metodyka musi być doskonalona przy planowanej kontynuacji studium z zapewnieniem ściślejszych związków części modelowania
i lokalnego mapowania.
Po siódme: wystąpiły problemy z tradycyjnym modelowaniem energetycznym, opartym na lokalnym bilansowaniu energii. Niska rozdzielczość geograficzna ma tendencje do pomijania uwarunkowań lokalnych, stąd faworyzowane są rozwiązania powszechnie dostępne, jak alternatywy gaz/energia elektryczna i związane z istnieniem wielkich ponadnarodowych korporacji energetycznych. Tak więc tradycyjne instrumentarium analityczne może okazać się przydatne jedynie dla niektórych z dostępnych wariantów. Tradycyjne narzędzia mają również tendencje do stosowania niskiej rozdzielczości czasowej, ale rozdzielczość wysoka umożliwia uwzględnienie zmienności dobowej w systemie energetycznym w celu określenia rzeczywistej zmienności zapotrzebowania i dostaw energii, zwłaszcza w przyszłościowych systemach energetycznych o wysokiej penetracji źródeł o nieciągłej generacji (intermittency).
I wreszcie po ósme i ostatnie: istotna jest dostępność danych w bieżących raportach IEA, jak i przyszłościowych opracowaniach energetycznej mapy drogowej Roadmap 2050. Obecnie brak jest szczegółowych informacji dla sektora ciepłownictwa w bilansach energetycznych. Przykładowo wszystkie paliwa wykorzystywane w elektrociepłowniach podawane są łącznie, bez wyróżnienia trybu pracy kondensacyjnej, upustowej i przeciwprężnej. Korzystne dla analiz byłoby uszczegółowienie danych bilansowych również dla sektora ciepłowniczego.
Autor: prof. Jacek Malko, Politechnika Wrocławska
Fot.: www.sxc.hu, www.photogenica.pl, PEC Bytom
|
Cały materiał znajdą Państwo w magazynie "Energetyka Cieplna i Zawodowa" nr 4/2013 zamów prenumeratę w wersji elektronicznej lub drukowanej |
