Czy Polacy są skazani na awarie sieci ciepłowniczych? Odpowiedzią może być monitoring i testowanie
– Polska sieć ciepłownicza jest najdłuższa w Europie – ma prawie 22 tys. km. Dodatkowo jest najstarsza i najmniej modernizowana. Dużym problemem jest także brak jej testowania m.in. pod kątem nieszczelności. Wszystko to sprawia, że obecnie problem nieefektywności dotyczy aż 80 procent krajowych przedsiębiorstw ciepłowniczych – mówi Mariusz Proczek z firmy Xylem Water Solutions Polska.
Spokojnie, to tylko awaria
Polska sieć ciepłownicza jest najdłuższa w Europie – ma prawie 22 tys. km. Dodatkowo jest najstarsza i najmniej modernizowana. – Dużym problemem jest także brak jej testowania m.in. pod kątem nieszczelności. Wszystko to sprawia, że obecnie problem nieefektywności dotyczy aż 80 procent krajowych przedsiębiorstw ciepłowniczych. Są one odpowiedzialne za produkcję 38 procent ciepła systemowego. Problem ten jest, więc znaczący – mówi Mariusz Proczek z firmy Xylem Water Solutions Polska.
Awariom przestarzałych sieci ciepłowniczych sprzyja także znacząca amplituda temperatur, jaka jest obserwowana w naszym kraju zimą. – Wszystkie te czynniki sprawiają, że w Polsce awarie zdarzają się częściej niż np. w Niemczech czy w Skandynawii, a więc w krajach posiadających bardziej zmodernizowaną, nowszą infrastrukturę i które systematycznie analizują i działają proaktywnie, nie czekając na awarię – kontynuuje.
Skąd środki na modernizacje
Jego zdaniem wiele wskazuje na to, że w ciągu najbliższych lat w Polsce, w przypadku ostrych zim ze znaczną gradacją temperatur, pozostaniemy wciąż za innymi krajami. Głównym z powodów jest brak funduszy. Obecnie polskie ciepłownictwo – w związku z założeniami Europejskiego Zielonego Ładu – skupia swoje inwestycje wokół wymiany kotłów węglowych na gazowe. Dekarbonizacja jeszcze bardziej ogranicza więc już teraz wydrenowane fundusze na inwestycje, renowacje czy naprawy – przyznaje ekspert.
Według „Projektu polityki energetycznej Polski do 2040 r.” (PEP 2040), potrzeby cieplne wszystkich gospodarstw domowych mają być pokrywane wyłącznie przez ciepło systemowe oraz przez zeroemisyjne lub niskoemisyjne źródła indywidualne. Z kolei do 2030 roku ok. 1,5 mln nowych gospodarstw domowych ma zostać przyłączonych do sieci ciepłowniczej. – To duże wyzwanie, gdyż obecnie aż 70 procent ciepła powstaje w indywidualnych instalacjach grzewczych – podkreśla Proczek.
Przyczyny awarii
Główną przyczyną licznych awarii ciepłowniczych, które miały ostatnio miejsce m.in. w Warszawie, Szczecinie czy w Krakowie, była przestarzała, nieszczelna infrastruktura oraz znacząca amplituda temperatur na zewnątrz. – Z powodu niskich, minusowych temperatur, sieci ciepłownicze były w krótkim czasie poddawane silnym naprężeniom termicznym. Biorąc pod uwagę, że w większości polskich miast, temperatura w wodociągach głównych jest zasilana przez wodę o temperaturze nawet 125 stopni Celsjusza, występujące naprężenia z powodu temperatur na zewnątrz spadających dynamicznie nawet do -30 stopni Celsjusza, okazały się zbyt duże, by mogła im sprostać wiekowa infrastruktura – wyjaśnia ekspert Xylem Water Solutions Polska. W efekcie doszło do pęknięcia rurociągów, co spowodowało przerwy w dostawie ciepłej wody i ogrzewania do setek tysięcy mieszkańców, w tym trudnym, mroźnym okresie. Jego zdaniem groźne były również duże wycieki gorącej wody pod dużym ciśnieniem, które skutkowały wydobywającymi się kłębami pary wodnej, ograniczającymi widoczność na miejskich drogach. To z kolei doprowadziło do paraliżu komunikacyjnego. Sytuacjom tym można było jednak w dużym stopniu zapobiec, wykonując audyt sieci, w Polsce mocno zaniedbywany.
Audyt
Testowanie sieci i eliminowanie nieszczelności zawczasu, jest znacznie tańsze niż konieczność wymiany elementów sieci w wyniku awarii. Nie bez znaczenia są również straty wizerunkowe, na jakie są narażeni dostawcy w wyniku odcięcia mieszkańców od ogrzewania i ciepłej wody, szczególnie w wymagającym, zimowym okresie. Technologia przychodzi tu jednak z pomocą. Firmy coraz powszechniej stosują technologię Smartball. To mała, metalowa kulka w otulinie z gąbki, którą można łatwo wprowadzić do rurociągu. Narzędzie pozwala wykryć nawet małe wycieki, w długich odcinkach sieci – ma więc znaczenie zarówno przy określaniu lokalizacji miejsc potencjalnych awarii, w celu im zapobiegania, ale również na rzecz ograniczania istniejących już wycieków. Tego typu audyt sieci ciepłowniczej, z zadowalającymi wynikami, został już wykonany we Wrocławiu. Zastosowanie technologii Smartball mogłoby również ochronić miasta przed wystąpieniem takich awarii, jak np. ta w Szczecinie.
Ekspert podkreśla jednak, że awarie sieci mogą wystąpić zawsze i nawet zmodernizowana lub nowa sieć nie jest w stanie im zapobiec w 100 procent jednak w nowych instalacjach są wykorzystane bardziej zaawansowane technologie. Są one opomiarowane i poddawane bieżącemu monitoringowi, co pozwala na szybkie diagnozowanie sytuacji awaryjnych i właściwą reakcję w przypadkach awarii. Ma to szczególne znaczenie zwłaszcza zimą i może być kluczowe w najbliższych dziesięcioleciach.
Sieci ciepłownicze a smog
Smog jest ogromnym problemem, z którym boryka się Polska. Spośród 100 najbardziej zanieczyszczonych miast w Europie, w Polsce znajduje się aż 29. Skuteczna transformacja i wykorzystanie sieci ciepłowniczych wraz z ciepłem pochodzącym z obiektów systemowych, najszybciej przyczyni się do poprawy jakości powietrza w polskich realiach. – Żeby to jednak osiągnąć, konieczne jest dotarcie do jak największej liczby gospodarstw domowych, co umożliwiłoby przejście z rozwiązań rozproszonych (które są stosowane obecnie w 7 polskich gospodarstwach domowych na 10) na systemowe – powiedział.
Przejście na rozwiązanie systemowe zakłada m.in. wspomniany „Projekt polityki energetycznej Polski do 2040 r.” (PEP 2040). Jest on oparty na trzech filarach i właśnie jeden z nich poświęcony jest dobrej jakości powietrza. Bez transformacji energetycznej nie będzie to jednak możliwe. – Tylko dostęp do ciepła systemowego może wyeliminować problem zanieczyszczeń powietrza emitowanych przez przydomowe piece węglowe, tzw. kopciuchy. Poprowadzenie sieci zapewniających ciepło systemowe wszystkim mieszkańcom Polski w tak krótkiej perspektywie czasowej, będzie jednak nie lada wyzwaniem – uważa Proczek.
Odległości a utrata ciepła
Zarówno starsze, jak i zmodernizowane czy nowe sieci ciepłownicze, są w stanie transportować ciepło do dalekich zakątków miasta. – Problemem nie są jednak odległości, lecz skala – liczba odbiorców. Cały czas powstają nowe osiedla i domy, co sprawia, że do istniejących sieci przyłączanych jest coraz więcej użytkowników. To powoduje, że z czasem dochodzimy do granicy wydajności posiadanych sieci. Woda jako materiał jest nieściśliwa – nie możemy jej więc przetoczyć więcej, nie zwiększając ciśnienia w instalacji – mówi ekspert firmy Xylem Water Solutions Polska.
– Sieci ciepłownicze są zaprojektowane tak, by mogły wytrzymać nawet duże ciśnienie. Z czasem jednak, przy przyłączaniu coraz to nowszych użytkowników, ponowne zwiększanie ciśnienia byłoby już niebezpieczne i przekraczające wydolność systemów. To sprawia, że konieczne jest tworzenie rozgałęzień sieci poprzez budowę nowego rurociągu. To kosztowne i czasochłonne – podkreśla.
Wodór a sieci ciepłownicze
Istniejące sieci ciepłownicze transportują wyłącznie wodę – zasilającą o temp. do ok. 130 stopni, a wracającą – o ok. połowę niższą. – Ze względu na właściwości fizykochemiczne takich paliw alternatywnych, jak biogaz czy wodór, niemożliwe jest, by transportować je w ramach istniejącej infrastruktury – dodaje.
Ekspert wyjaśnia, że wodór jest gazem palnym przechowywanym pod bardzo wysokimi ciśnieniem. Również biogaz, jako gaz lotny, nie mógłby być przesyłany przy zastosowaniu istniejących sieci. – Bardziej zasadne wydaje się więc wykorzystanie technologii wodorowej, jak i biogazu, raczej jako źródła zasilenia energii odnawialnej czy paliwo dla samej elektrociepłowni, aniżeli paliwo przesyłane przez sieci ciepłownicze – kończy Proczek.
Opracował Bartłomiej Sawicki
