W procesie dekarbonizacji polskiego ciepłownictwa istotną rolę odegra biogaz i biomasa, która jest określana jako trzon OZE w tym sektorze. Można spodziewać się rozpowszechniania rozwiązań opartych o kotły elektrodowe zasilane energią elektryczną z OZE. Dla ciepłownictwa kluczowa będzie także optymalizacja i zapewnienie efektywności w zarządzaniu produkcją i dystrybucją ciepła, dlatego istotną rolę odegrają również magazyny ciepła – powiedziała dr inż. Beata Piotrowska, ekspert Instytutu Polityki Energetycznej im. Ignacego Łukasiewicza w Rzeszowie.
- Proces dekarbonizacji ciepłownictwa będzie wymagał zmian technologicznych związanych z modernizacją obiektów i infrastruktury systemów ciepłowniczych, a także zmian związanych
z wykorzystaniem odnawialnych źródeł energii – mówi dr inż. Beata Piotrowska. - – Kotły elektrodowe są jedną z technologii GP2H (Green Power to Heat), która jest wykorzystywana w ciepłownictwie systemowym – ocenia Piotrowska.
- – W ostatnich latach na znaczeniu zyskały wielkoskalowe pompy ciepła. Technologia ta (oczywiście przy odpowiedniej lokalizacji) może efektywnie dostarczać ciepło do sieci ciepłowniczej wykorzystując niskotemperaturowe naturalne i przemysłowe źródła ciepła, w tym ciepło odpadowe – czytamy dalej.
BiznesAlert.pl: Mając świadomość złożoności przedsięwzięcia jakim jest dekarbonizacja ciepłownictwa w naszym kraju, jakie są według Pani w obecnym momencie główne wyzwania z nim związane?
Dr inż. Beata Piotrowska: Dekarbonizacja ciepłownictwa w Polsce wymaga kompleksowego podejścia i koordynacji działań na wielu poziomach. Zakres i waga nadchodzących wyzwań są znaczne, gdyż ciepłownictwo systemowe w naszym kraju odznacza się największą liczbą przyłączonych gospodarstw domowych w Unii Europejskiej, w których spala się aż 87 proc. węgla w odniesieniu do wszystkich gospodarstw w krajach wspólnoty, a co więcej szacuje się, że 80 proc. systemów ciepłowniczych w Polsce jest nieefektywnych energetycznie. Biorąc pod uwagę specyfikę sektora ciepłowniczego w Polsce należy spodziewać się, że proces odchodzenia od węgla będzie czasochłonny i kosztowny, dlatego istotnym wyzwaniem w proces zielonej transformacji z pewnością będzie zapewnienie odbiorcom ciepła po akceptowalnej cenie przy jednoczesnej realizacji polityki klimatyczno-energetycznej UE w zakresie redukcji emisji dwutlenku węgla do poziomu zerowego w 2050 roku.
Proces dekarbonizacji ciepłownictwa będzie wymagał zmian technologicznych związanych z modernizacją obiektów i infrastruktury systemów ciepłowniczych, a także zmian związanych
z wykorzystaniem odnawialnych źródeł energii. Kluczowym będzie także wdrażanie spójnej strategii transformacji dla całego sektora obejmującej zarówno ciepłownictwo systemowe, jak i indywidualne, co z pewnością będzie wymagało znacznych przeobrażeń w polskim ciepłownictwie.
Najbliższe lata będą decydowały o powodzeniu działań zmierzających do poprawy kondycji sektora ciepłowniczego w Polsce. Co wymaga podkreślenia, adresowanie wyzwań podejmowanych na drodze dekarbonizacji będzie wymagało zaangażowania zarówno na poziomie krajowym, jak i lokalnym, oraz współpracy między rządem, sektorem prywatnym i społeczeństwem.
Które z technologii wspierających dekarbonizację średnich i dużych systemów ciepłowniczych będą Pani zdaniem dominowały w transformacji polskiego ciepłownictwa?
Myślę, że w procesie dekarbonizacji polskiego ciepłownictwa istotną rolę może odegrać biogaz i biomasa, która jest określana jako trzon OZE w tym sektorze. Kotły na biomasę są dobrą alternatywą dla przestarzałych kotłów wodno-rurowych, a ich sprawność w znacznej większości przekracza 80 proc. Wraz ze zwiększaniem się udziału energii z OZE w miksie energetycznym można spodziewać się rozpowszechniania rozwiązań opartych o kotły elektrodowe zasilane energią elektryczną z OZE, zwłaszcza energią wiatrową i słoneczną. Dla polskiego ciepłownictwa kluczowa będzie także optymalizacja i zapewnienie efektywności w zarządzaniu produkcją i dystrybucją ciepła, dlatego można spodziewać się, że istotną rolę odegrają również magazyny ciepła.
W ostatnich latach na znaczeniu zyskały wielkoskalowe pompy ciepła. Technologia ta (oczywiście przy odpowiedniej lokalizacji) może efektywnie dostarczać ciepło do sieci ciepłowniczej wykorzystując niskotemperaturowe naturalne i przemysłowe źródła ciepła, w tym ciepło odpadowe. Rozwój tego typu rozwiązań w sektorze ciepłowniczym dopiero nabiera tempa. W tym roku we Wrocławiu zostanie uruchomiona pompa ciepła o mocy 12,5 MW, która jako dolne źródło ciepła będzie wykorzystywać energię pochodzącą ze ścieków. Technologia ta najpewniej nie będzie dominować w całym wachlarzu rozwiązań dla transformacji ciepłownictwa, ale myślę, że będzie ważnym jej elementem.
W procesie zazieleniania polskiego ciepłownictwa, w perspektywie przyszłych lat duże nadzieje pokłada się w technologiach wodorowych, które obecnie są uwzględniane
w europejskich strategiach energetyczno-klimatycznych jako istotne narzędzie w procesie dekarbonizacji. W tym miejscu warto podkreślić, że transformacja ciepłownictwa musi zmierzać do poprawy efektywność energetycznej systemu, przy jednoczesnym uwzględnieniu aspektów finansowych, które będą warunkować o udziale poszczególnych technologii
w polskim ciepłownictwie. W tym zakresie kluczową rolę odegra dostępności odpowiednich strategii inwestycyjnych.
Jakie czynniki ograniczają według Pani tempo zwiększenia wykorzystania odnawialnych źródeł energii w ciepłownictwie?
Myślę, że w tym miejscu należy zwrócić uwagę na dwa połączone ze sobą czynniki tzn. skalę polskiego systemu ciepłowniczego oraz jego stan, w domyśle niewystarczające inwestycje w nowe technologie. Oczywiście w ostatnich latach wdrażane są nowoczesne rozwiązana. Można w tym miejscu przywołać chociażby projekt ciepłowni przyszłości w Lidzbarku Warmińskim czy też inwestycję w Tarnowskich Górach, ale kwestia stanu technologicznego infrastruktury ciepłowniczej w dalszym ciągu jest problemem i ograniczeniem dla wykorzystania OZE. Idąc dalej, adaptacja odnawialnych źródeł energii generuje znaczne nadkłady inwestycyjne oraz napotyka na bariery regulacyjne. W 2030 roku planowane jest osiągnięcie około 21-23 proc. udziału OZE w finalnym zużyciu energii brutto, przy czym w ciepłownictwie udział ten ma wynieść około 28 proc. Przekroczenie tego wkładu możliwe będzie jednak przy dostępności dodatkowych środków na sprawiedliwą transformację.
Jedną z zeroemisyjnych technologii produkcji ciepła są kotły elektrodowe. Pierwsze tego typu instalacje uruchomione zostały już w 2022 r. Jak ocenia Pani przyszłość tej technologii produkcji ciepła?
Rzeczywiście, taka pionierska instalacja została uruchomiona w elektrociepłowni Polskiej Grupy Energetycznej w Gdańsku. Kotły elektrodowe są jedną z technologii GP2H (Green Power to Heat), która jest wykorzystywana w ciepłownictwie systemowym. GP2H, czyli elektroogrzewnictwo w swojej idei ma wykorzystywać energię elektryczną pochodzącą z odnawialnych źródeł energii.
Podkreśla się, że przyszłość tego typu inwestycji będzie w dużym stopniu zależeć od rozwoju sektora offshore. Idea wykorzystania nadwyżki energii elektrycznej pochodzącej z OZE do produkcji ciepła polega na integracji sektora elektroenergetycznego z ciepłowniczym. Uważam, że w przyszłości technologia oparta o kotły elektrodowe, które będą współpracować z magazynami ciepła zyska znaczenie w procesie dekarbonizacji polskiego ciepłownictwa.
Nawiązując jeszcze do tematu tego pilotażowego projektu należy zwrócić uwagę na to jak ważne dla procesu zielonej transformacji ciepłownictwa jest demonstrowanie potencjału nowoczesnych technologii, co natomiast stwarza możliwości adaptacji efektywnych, zeroemisyjnych rozwiązań.
Jest Pani ekspertem Instytutu Polityki Energetycznej im. Ignacego Łukasiewicza. Czy w swoim szerokim spektrum aktywności merytorycznej Instytut zajmował się już tematami związanymi z dekarbonizacją ciepłownictwa?
Oczywiście, Instytut Polityki Energetycznej w zakresie swojej działalności zajmuje się problematyką transformacji systemu ciepłownictwa w kierunku jego dekarbonizacji. Widoczne i promowane są zwłaszcza dwa cykliczne projekty. Pierwszy z nich – Ogólnopolski Konkurs dla Jednostek Samorządu Terytorialnego na Najbardziej Innowacyjny Energetycznie Samorząd, w ramach którego Instytut we współpracy z Agencją Rozwoju Przemysłu S.A. wprowadził kategorię pn.: Aspirujący Innowator Roku w dziedzinie ciepłownictwa skierowaną do jednostek samorządu terytorialnego oraz przedsiębiorstw energetyki cieplnej. W ramach tej inicjatywy prowadzono warsztaty edukacyjne z udziałem m.in. ekspertów Instytutu w zakresie transformacji energetycznej w ciepłownictwie.
Drugim projektem jest Konferencja Naukowa Bezpieczeństwo energetyczne – filary i perspektywa rozwoju, w ramach której w ubiegłorocznej edycji utworzono panel tematyczny z udziałem przedstawicieli sektora ciepłowniczego, który w całości został poświęcony dekarbonizacji ciepłownictwa systemowego.
Zespół Instytut dostrzega w tym obszarze dużą przestrzeń do kontynuowania działań w zakresie merytorycznym, a chcąc aktywnie przyczyniać do rozwoju wiedzy oraz debaty eksperckiej z dużym prawdopodobieństwem można przewidywać, że problematyka dotycząca zazieleniania polskiego ciepłownictwa będzie kontynuowana i rozwijania podczas zbliżającej się IX edycji Konferencji.
Rozmawiał Witold Szwagrun
Dr inż. Beata Piotrowska – ekspert Instytutu Polityki Energetycznej im. Ignacego Łukasiewicza w Rzeszowie. Pracownik badawczo-dydaktyczny na Wydziale Budownictwa, Inżynierii Środowiska i Architektury Politechniki Rzeszowskiej. Autorka publikacji naukowych i patentów na wynalazek w Dyscyplinie Naukowej Inżynieria Środowiska, Górnictwo i Energetyka. Swoje zainteresowania naukowe skupia głównie wokół tematyki związanej z odzyskiem i wykorzystaniem ciepła odpadowego ze ścieków, a także z zagadnieniami dotyczącymi transformacji systemów energetycznych.
