Chłód z sieci jest bardziej ekologiczny niż elektryczne klimatyzatory

Tradycyjnym sposobem pozyskiwania chłodu w Polsce są chłodziarki sprężarkowe (SAC). W rozwiązaniach stosowanych na świecie, w układach klimatyzacyjno-chłodniczych dużej mocy, chłodziarki sprężarkowe stosuje się głównie tam, gdzie dostępna jest tania energia elektryczna np. z elektrowni jądrowych lub wodnych (USA, Francja). Zużywają one znaczne ilości energii elektrycznej i wykorzystują freony, które ze względu na niekorzystne oddziaływanie na środowisko powinny zostać wycofane z eksploatacji.

W ostatnich latach rozpowszechnia się także inny sposób pozyskiwania chłodu: z absorpcyjnych central chłodniczych (AAC). W centralach absorpcyjnych wykorzystywane są procesy chemiczne, które wymagają dostarczania dużych ilości ciepła. To ciepło może pochodzić z systemu ciepłowniczego. W krajach o stosunkowo wysokich kosztach wytwarzania energii elektrycznej, posiadających systemy ciepłownicze zasilane w ciepło z elektrociepłowni opalanych węglem, korzystniejszym rozwiązaniem może być zastosowanie technologii absorpcyjnej. W kilku europejskich aglomeracjach (m.in. Berlin, Wiedeń, Sztokholm, Goeteborg, Helsinki) już wykorzystuje się ciepło z miejskich systemów ciepłowniczych do wytwarzania chłodu w postaci wody lodowej w centralach AAC. Technologia ta znajduje zatem coraz szersze zastosowanie w krajach skandynawskich, a także w Niemczech, Austrii, USA, Japonii, Chinach.

W dużych aglomeracjach w Polsce są korzystne warunki do skojarzenia procesu wytwarzania energii elektrycznej i ciepła z pozyskiwaniem chłodu dla potrzeb klimatyzacyjnych (trigeneracja). Tak jest m.in. w Warszawie. Wytwarzanie w elektrociepłowniach ciepła przeznaczonego do zasilania absorpcyjnych central chłodu i zwiększenie obciążenia systemu w okresie letnim może przyczynić się do uzyskania dodatkowych korzyści przez wytwórcę i dystrybutora ciepła, a także odbiorcę chłodu. Zyskałoby również środowisko, gdyż freony zostałyby zastąpione przez obojętny dla środowiska wodny roztwór bromku litu.

Występują też jednak bariery, które utrudniają wprowadzenie usługi dostawy chłodu przez przedsiębiorstwa ciepłownicze. Pierwszą z nich jest cena ciepła sieciowego, która ma istotny wpływ na cenę chłodu. Aby udało się pozyskać klientów na chłód wykorzystujący ciepło sieciowe, jego cena musi być konkurencyjna do ceny chłodu z agregatów sprężarkowych. Drugą barierą jest temperatura wody sieciowej w okresie letnim. Aby wytwarzanie chłodu było efektywne, temperatura wody sieciowej wykorzystywanej w AAC powinna być podwyższona do 85 - 90 st. C, co zwiększa straty ciepła w systemie ciepłowniczym. Mogą one być zrekompensowane zyskiem ze sprzedaży chłodu, dopiero kiedy rynek chłodu osiągnie pożądany poziom minimalny (w Warszawie to 50 - 70 MW). Trzecią barierą jest konieczność budowy lokalnych sieci wody lodowej od central chłodniczych do odbiorców. Do przesłania takiej samej mocy chłodniczej jak moc ciepłownicza trzeba przesyłać znacznie więcej wody lodowej. To wymaga zastosowania odpowiednio dużych średnic sieci wody lodowej.

Wykorzystanie ciepła do wytwarzania chłodu zmniejsza zapotrzebowanie na energię elektryczną do napędu agregatów chłodniczych. Ponadto pozwala wytworzyć dodatkową ilość energii elektrycznej w elektrociepłowniach warszawskich. Są to istotne czynniki, które należy wykorzystać w sytuacji wzrastającego zapotrzebowania na chłód, powodującego duże obciążenie krajowego systemu elektroenergetycznego w okresie letnim. Można tą drogą nie tylko zwiększyć efektywność warszawskiego systemu ciepłowniczego, lecz także bezpieczeństwo energetyczne w Warszawie.

Chłód sieciowy jest wykorzystywany m.in. w Monachium, Kopenhadze, Sztokholmie czy Wiedniu. W Sztokholmie i Kopenhadze chłód sieciowy wytwarzany jest z wody morskiej, a w Monachium, gdzie w ostatnich latach sieć została rozbudowana, zimna woda pobierana jest z głębi ziemi i tłoczona do sieci chłodniczej. Wiedeń wytwarza chłód z ciepła sieciowego, ale planuje ogromny rozwój mocy chłodniczej - do 2020 roku ma ona wynosić 200 MW. W Sztokholmie moc chłodnicza już wynosi 300 MW.

Spółki dystrybucyjne w Europie zajmują się tą dziedziną od niedawna. W Sztokholmie chłód sieciowy dystrybuowany jest od 1994 roku, w Monachium od 2004 roku. Popyt na tę usługę cały czas rośnie, co ma bezpośredni wpływ na jej szybki rozwój. Większość sieci, tak jak w Sztokholmie, do dystrybucji chłodu wykorzystuje w dużej mierze istniejącą infrastrukturę. Jest ono rozprowadzane za pomocą rurociągów ułożonych w istniejących tunelach rur systemu ciepłowniczego.

Dotychczasowe projekty pilotażowe (m.in. wytwarzanie chłodu do klimatyzacji obiektów dwóch szkół wyższych oraz produkcja energii chłodniczej dla potrzeb klimatyzacji modernizowanego budynku biurowego Elektrociepłowni Żerań) w Warszawie nie zostały zrealizowane. Obecnie Vattenfall Heat Poland SA rozważa realizację pilotażowej instalacji tego typu w Elektrociepłowni Siekierki.

Na podstawie raportu "Warszawski system ciepłowniczy a wybrane systemy europejskie" inż. Mikołaja Włocha i inż. Piotra Brzezińskiego (Politechnika Warszawska)

Zbigniew Pietrzyk

Adam Smyk

OBRC SPEC

Oprac. MWW