Laskowski: Jak przemienić ciepłownicze muzeum w nowoczesną branżę?

7 stycznia 2020, 13:00 Energetyka
ciepłownictwo
fot. Piotr Stępiński/BiznesAlert.pl

Niedawno opinia publiczna została zaskoczona informacją o wzroście kosztów dostaw ciepła i energii elektrycznej będących skutkiem m.in. opłat emisyjnych za wprowadzanie do środowiska dwutlenku węgla. Szczególnie sektor ciepłowniczy został zaskoczony drastycznymi opłatami. Postarajmy się jednak, na tyle ile to możliwie, poddać analizie ten fakt i sięgnąć głębiej w tę problematykę – pisze Andrzej Laskowski, współpracownik BiznesAlert.pl.

Ciepłownictwo pod presją regulacji

Unijne postanowienia dotyczące ETS (Emissions Trading System) otrzymały swój ostateczny kształt już 2009 roku. Jak, więc to możliwe, że cały sektor tak zbagatelizował sobie ten istotny fakt? Ograniczenie emisji CO2 było celem od dekady, a ciepłownictwo nic w tym kierunku nie zrobiło. Przyjrzyjmy się, więc bliżej temu sektorowi, jego kondycji i działaniom jakie należy podjąć.

Posiadamy kilkaset ciepłowni i około 1500 kotłowni. I tutaj pierwsze zaskoczenie. Większość z nich pracuje na archaicznych kotłach z rusztem ruchomym produkcji Sefako lub Rafako. Kotłów fluidalnych czy z palnikami pyłowymi jest niewiele. Do przestarzałej technologii dochodzi wysoki stopień ich wyeksploatowania. Kocioł 40-to letni to nic szczególnego. Szczytem dbałości są co najwyżej prace odtworzeniowe na poziomie zapewniającym, że będą w ogóle pracować. Dlatego trudno oczekiwać, aby takie „muzea techniki” mogły stawić czoło współczesnym wyzwaniom klimatycznym.

Innym problemem jest standard dbałości właścicielskiej. Ani samorządy, ani spółki prywatne nie przykładały i nie przykładają wagi do modernizacji technologicznej zakładów. System taryf przyznawanych przez URE wręcz zachęca do utrzymywania przestarzałych rozwiązań. Im wyższe koszty tym wyższa taryfa. W konsekwencji sektor przypuszczał przez lata, że opłaty emisyjne zostaną ostatecznie wliczone w taryfy. A tak się nie stało. Dlatego mówiąc w wzroście kosztów ciepła winnych nie należy szukać w Brukseli czy Warszawie, ale w samorządach i zarządach ciepłowni. Lata bierności wydały owoce. Zgodnie z regulacjami URE średnia z sześćdziesięciu ostatnich sesji notowań giełdowych za emisję CO2 jest wliczana do kosztów produkcji ciepła i ma swoje odzwierciedlenie w płaconych przez odbiorców rachunkach.

Odgazowanie i biomasa

Skoro ustaliliśmy winnych zaistniałej sytuacji to przejdźmy do szukania rozwiązań. Argument zastosowania węgla ze względu na jego relatywnie niską cenę traci na sile ze względu na koszty emisji dwutlenku węgla. Zmiana nośnika na gaz ziemny to koszty konwersji (bardzo wysoki) i drogi nośnik, a emisje tylko nieco niższe – średnio o połowę. Takie działania są mało przekonywujące. Ponadto po co wytwarzać ciepło z gazu ziemnego na ciepłowni skoro można bezpośrednio w ogrzewanym domu czy mieszkaniu. Gaz LPG czy olej opałowy są zbyt drogie. Wobec tego nie pozostaje nic innego jak sięgnąć po zaawansowane technologie sprawdzone w innych sektorach – odgazowanie węgla i biomas.

Dotychczas wiele zakładów sięgało do biomas, ale trudno było osiągnąć sprawności i wydajności dla ciepłowni miejskich. Ogrzanie miasta powiatowego biomasą wymaga takiej jej ilości, że dostawy należy zapewnić z oddalonych miejsc, a to eskaluje koszty. Ponadto problemy z chlorem, szczególnie obecnym w słomach. Jeżeli przyjąć, że dla pozyskania ekwiwalentu energii z jednej tony miału węgla kamiennego potrzeba dwóch ton biomasy to wielkość zapotrzebowania często przekracza potencjał lokalnego rynku produkcji – rolniczego i leśnego.

Jednakże zastąpienie spalania odgazowaniem diametralnie zmienia sytuację. Na podstawie dotychczasowych doświadczeń i wiedzy o zaawansowanych technologiach pirolizy można przedstawić gotowe do wdrożenia rozwiązania. Z jednoczesnym połączeniem kilku problemów w jedno wdrożenie technologiczne. Eliminacja smogu, produkcja węgla organicznego jako uszlachetniacza glebowego oraz redukcji emisji dwutlenku węgla. Piroliza co do istoty redukuje emisję CO2 w stosunku do ilości produkowanego ciepła. Budowa reaktorów toroidalnych odgazowujących węgiel i biomasę z jednoczesnym wytworzeniem ciepła idealnie wpisuje się w rozwiązanie problemów naszego ciepłownictwa. W okresie dostępności biomasy instalacja produkuje ciepło, a karbonizatem jest węgiel organiczny. Wykorzystanie biomasy ex definitio wyklucza ponoszenie opłat emisyjnych za dwutlenek węgla. Elastyczność pracy reaktorów 1:3 pozwala w wysokim stopniu dostosować produkcję ciepła do aktualnego zapotrzebowania, różniącego się między dniem i nocą oraz latem a zimą. Natomiast węgiel organiczny (ang. bio coal) jest obecnie szeroko stosowany w ogrodnictwie i rolnictwie jako substytut dla nawozów sztucznych. Sięgnijmy do danych w ramach ekonomiki procesu.

Rynkowa cena tony biomasy rolniczej to 120-150 zł/t. Z siedmiu ton słomy produkuje się tonę biowęgla. Jego cena to dzisiaj ok. 400 euro za tonę, tj. ponad 1600 zł. Jak widać już sama produkcja bio węgla pokrywa koszty wsadu. A przecież sześć z siedmiu ton zostaje przetworzone w ciepło(!). W jakiej ilości ? A 10-14 GJ z tony, w zależności od parametrów i rodzaju biomasy. I w tym miejscu legł w gruzach stereotyp powodów wzrostu kosztów produkcji ciepła z biomas tak często podnoszony przez ciepłowników – wymogi ochrony środowiska muszą skutkować wzrostem cen ciepła. Nie, to bezczynność sektora i skandaliczna niechęć zarządów ciepłowni do nowoczesnych technologii przenoszona jest na nasze portfele. Skoro ciepłownia staje się producentem węgla organicznego (bio coal) i dodatkowo ciepła, gdzie ok. 85 procent biomasy zostaje przetworzone na ciepło to rachunek przychodów drastycznie wzrasta i nie ma podstaw do podnoszenia rachunków. Co więcej biomasa nie ujęta ETS nie jest obciążana opłatami emisyjnymi za CO2. Stąd dodatkowo nie ma powodów do wzrostu kosztów ciepła.

Na tym nie koniec. Te same urządzenia na tej samej ciepłowni mogą produkować węgiel bezdymny. Zamiast biomasy wprowadzamy do odgazowania węgiel kamienny. Odgazowując tonę węgla uzyskujemy trzy czwarte tony karbonizatu pozbawionego części smolistych, siarki, zredukowanych części lotnych itd. To tzw. clean coal – czysty węgiel. Po zbrykietowaniu uzyskujemy węgiel bezdymny. Proces sprawdzony w ramach pirolizy od dziewiętnastego wieku. Ilość ciepła ubocznego nie jest niższa niż 3,5 -4 GJ z tony węgla, ale większość węgli z krajowych kopalń pozwala wyprodukować 6-8 GJ/t. Typowa instalacja przetwarza 12-15 t/h węgla. Koszt produkcji węgla jest niższy od znanych technologii i konkurencyjny wobec tradycyjnego węgla. Wynika to głównie z różnic na cenach miałów przemysłowych stosowanych przez ciepłownie, a cenami sortymentów grubych jak orzech czy kostka. Ponadto produkcja ciepła w takim procesie do 20 MWt (72 GJ/h) nie jest ujęta limitami emisji dwutlenku węgla. Jak, więc usprawiedliwić samorządy tak energicznie walczące ze smogiem – z marnym skutkiem – a będące właścicielami ciepłowni. Opracowały opasłe programy wymiany pieców, środki na modernizacje i … nic lub prawie nic. A może czas zacząć używać wiedzy? Ale nie ich, lecz specjalistów.

Instalujemy reaktory toroidalne w ciepłowni i zamieniamy muzeum techniki w coś co zaczyna przypominać zakład produkcji ciepła. Odgazowujemy biomasę i mamy ciepło wraz z bio węglem po dużo niższym koszcie, jak brakuje biomasy odgazowujemy węgiel i produkujemy clean coal tj. węgiel bezdymny, w cenie nie wyższej niż tradycyjny węgiel. A ciepłownia jest jego dostawcą dla miasta. Każdy może się tam zaopatrzyć.

Opór materii

Nie należy się jednak łudzić. Wdrożeń nie będzie. Autor tego artykułu usiłował zainteresować kilka samorządów: Kraków, Żywiec, Pabianice, Kalisz, Przemyśl, Chełm…..lista jest długa. Jedyna korzyść to zainteresowanie się tylko samorządu Chełma swoją ciepłownią. Skończyło się trzęsieniem ziemi w zarządzie ciepłowni i „wykopkami”, a zakład jest na sprzedaż. Szkoda – pierwszy kontakt z ciepłownią z propozycją wdrożenia tej technologii podjąłem w 2006 roku. Dopiero zmiany polityczne w samorządzie wymusiły zainteresowanie problemem. Niestety było już zbyt późno. Nawet energia młodych samorządowców nie mogła uratować MPEC-u. Bo tak właśnie działa czas i opieszałość decydentów. Szkoda jedynie, że konsekwencje nie ponoszą ci, którzy dopuścili się zaniechania, ale ich następcy.

Ps. Artykuł ten dedykuję tym samorządowcom i ciepłownikom, którzy potrafią tylko narzekać szczególnie na Warszawkę i Brukselkę. Popatrzcie na siebie.