Największe zapotrzebowanie na energię elektryczną występuje latem, kiedy podczas gorących dni urządzenia klimatyzacyjne pracują z pełną mocą. Jednocześnie elektrownie, a w szczególności elektrociepłownie, mają kłopoty z zagospodarowaniem ciepła wytwarzanego w kogeneracji i muszą ograniczać produkcję energii elektrycznej. Ten problem może rozwiązać trigeneracja. Taki system pozwala na wytwarzanie prądu, ciepła i chłodu.
Od projektu do laboratorium
Instalacje trigeneracyjne stosowane są w Stanach Zjednoczonych, Japonii, Chinach i południowych krajach Europy cechujących się bardzo ciepłym klimatem.
W Polsce od kilku lat widzimy próby zastosowania tego systemu. Taką instalację uruchomiła Kogeneracja we Wrocławskim Parku Technologicznym. W projekcie uczestniczyli naukowcy z Politechniki Wrocławskiej.
Natomiast Elektrociepłownia Zielona Góra, należąca obecnie do PGE Energia Ciepła, zrealizowała dotychczas dwa projekty dotyczące chłodu wytwarzanego z ciepła sieciowego. Jest on dostarczany do dwóch budynków Centrum Naukowego Keplera w Zielonej Górze: Centrum Przyrodniczego i Planetarium Wenus. W obu przypadkach jest wytwarzany za pomocą agregatów adsorpcyjnych zasilanych gorąca wodą prosto z sieci ciepłowniczej, o mocy chłodzenia odpowiednio 50 i 120 kW. Łączna kubatura chłodzonych budynków to około 26 tys. m sześc. Dostawy chłodu zostały rozpoczęte w 2015 r. i są kontynuowane.
Fiński Fortum testował technologię i urządzenia adsorpcyjne do produkcji chłodu z ciepła sieciowego w Częstochowie. Wyniki były obiecujące.
— Teraz sprawdzamy możliwości komercjalizacji rozwiązań. Dostarczamy chłód do jednej z restauracji. Chcemy iść krok dalej. Szykujemy się do badań, które pozwolą na magazynowanie — podkreśla Jacek Ławrecki, dyrektor ds. komunikacji Fortum.
Dlatego w 2017 r. firma uruchomiła we Wrocławiu Laboratorium Ciepła i Chłodu.
— Dostarczanie chłodu może się odbywać tymi samymi klimakonwektorami, które służą do grzania lub przy pomocy odrębnych urządzeń — wyjaśniał Piotr Górnik, dyrektor ds. energetyki cieplnej Fortum, podczas otwarcia laboratorium.
W projekcie biorą udział naukowcy z politechnik Wrocławskiej i Śląskiej.
Coraz więcej chętnych
Chłód z ciepła sieciowego ma duże zalety dla jego wytwórcy, pozwala na produkcję kogeneracyjną energii elektrycznej w lecie. W tym czasie elektrociepłownie wykorzystują zaledwie około 7 proc. swoich mocy cieplnych. To jednocześnie oznacza niższą produkcję prądu.
— Sukces dwóch pierwszych instalacji chłodu oraz możliwe rozwiązania finansowania dla klienta, szczególnie tego, który nie planuje wydatków na rozwiązania energetyczne w swoim budynku, przełożyły się na wzrost zainteresowania produktem, czego rezultatem są prowadzone przez PGE Energia Ciepła rozmowy z kolejnymi dwoma klientami w Zielonej Górze. Przewidywane moce chłodnicze w nowej umowie wyniosą kilkaset kW. Z uwagi na to, że są to projekty efektywne energetycznie, mogą one liczyć na dofinansowanie z funduszy UE — informuje biuro prasowe PGE.
Pewną barierą są ograniczenia mocy urządzeń absorpcyjnych, aczkolwiek są to już moce mogące zapewnić chłód obiektom o średnich kubaturach, takich jak szkoły, szpitale, budynki użyteczności publicznej.
— Mamy taryfy na sprzedaż energii lub ciepła. Samo wytwarzanie nie jest działalnością taryfowaną — mówi Agnieszka Głośniewska, rzeczniczka Urzędu Regulacji Energetyki.
Paliwo pierwotne do produkcji energii czy ciepła ma oczywiście wpływ na cenę sprzedaży. Dlatego coraz więcej firm i instytucji szuka oszczędności w nowoczesnych technologiach.
W fabryce Barlinka zmodernizowano system energetyczny. Zbudowano wysokosprawny układ kogeneracji na biomasę powstającą z odpadów produkcyjnych. Produkuje ciepło, prąd oraz chłód, które firma wykorzystuje głównie na własne potrzeby.
Kiedyś Jastrzębska Spółka Węglowa ( JSW) produkowała prąd, ciepło i chłód. Po sprzedaży części energetycznej układy trójgeneracyjne posiada obecnie PGNiG
Termika Energetyka Przemysłowa w EC Pniówek. Kopalnia Pniówek sprzedaje do PGNiG metan, natomiast kupuje od niej ciepło i chłód. JSW realizuje program inwestycyjny, który pozwoli na wykorzystanie całości ujętego gazu odmetanowaniem do produkcji energii elektrycznej, ciepła i chłodu w układach centralnej klimatyzacji.
Natomiast spółka Bania z Białki Tatrzańskiej, właściciel bazy narciarskiej i turystycznej, rozpoczyna projekt dodatkowego wykorzystania energii geotermalnej. Woda z odwiertu popłynie do zbudowanej ciepłowni geotermalnej, która z kolei zasili w ciepło i chłód hotel oraz inne budynki w bazie turystycznej Bania.
Według Piotra Górnika na chłodzenie zużywamy w Polsce około 1,5 tys. MW. To tyle, ile wytwarza jedna elektrownia. A zapotrzebowanie będzie coraz większe, bo też z roku na rok notujemy coraz wyższe temperatury. Z tego też powodu skrócono w lipcu 2018 r. czas pracy w wielu urzędach i instytucjach, gdzie nie było klimatyzacji.
Specjaliści liczą też na podobny efekt, jaki nastąpił w telefonii komórkowej czy OZE. Ceny urządzeń będą spadać i instalacje staną się coraz bardziej dostępne.
7 proc. Tyle mocy cieplnych wykorzystują latem pracujące w kogeneracji elektrociepłownie w Polsce.