Radosław Wasiak, Karol Czuryszkiewicz

Synchronizacja procesu wytwarzania energii elektrycznej i cieplnej z pozyskiwaniem chłodu użytkowego

W dużych polskich ośrodkach miejskich, zasilanych w ciepło z elektrociepłowni występują korzystne warunki do zsynchronizowania, inaczej nazywanego procesem trójgeneracji, wytwarzania energii elektrycznej i cieplnej z pozyskiwaniem chłodu użytkowego, np. na potrzeby klimatyzacji.

Proces ten pozwala, zwłaszcza latem, gdy zapotrzebowanie na energię cieplną maleje na chłód użytkowy wzrasta, zmniejszyć koszt i ilość energii pierwotnej niezbędnej do wytwarzania każdej z tych form energii a w dalszej perspektywie może przyczynić się do zwiększenia efektywności ekonomicznej systemów ciepłowniczych.

Wciąż rosnące zapotrzebowanie na chłód w dużej mierze zaspakajane jest poprzez wykorzystanie konwencjonalnych sprężarkowych systemów klimatyzacyjnych. Powoduje to szereg negatywnych konsekwencji takich jak: przyczynienie się do przeciążenia sieci energetycznej, zwiększenie problemów z dostawami energii (zwłaszcza podczas szczytowych godzin zapotrzebowania w okresie letnim), zwiększenie emisji gazów cieplarnianych oraz komplikację zagospodarowania środków chłodniczych. Pozyskiwanie chłodu w procesie trójgeneracyjnym pozwala natomiast na wyeliminowanie tych niedogodności przy jednoczesnym istotnym zwiększeniu efektywności energetycznej zaopatrzenia w ciepło, wodę lodową i energię elektryczną.

Polska, wytwarzająca obecnie znaczną część energii w skojarzeniu (tj. produkcji energii elektrycznej i ciepła w jednym źródle energii), dysponuje jednym z największych potencjałów kogeneracyjnych w Europie. Wprowadzenie układów trójgeneracyjnych pozwoliłoby na ich dalsze wykorzystanie. Na przykład w Warszawie, gdzie potencjał chłodu szacowany jest na ok. 450 MW, system energetyczny w kryzysowym okresie szczytowego obciążenia letniego uzyskiwałby ok. 220 MW dodatkowej energii elektrycznej, a o ok. 150 MW spadłoby zużycie mocy w agregatach sprężarkowych. W efekcie stolica zyskałaby ok. 350-370 MW mocy. Ponieważ w skali całego kraju potencjał jest co najmniej 10 razy większy, krajowy system elektroenergetyczny mógłby zostać odciążony o ok. 3000-4000 MW1.

Zgodnie z przepisem art. 32 ust. 1 ustawy Prawo energetyczne, wykonywanie działalności gospodarczej w zakresie wytwarzania paliw lub energii, ich przesyłania, dystrybucji oraz obrotu wymaga koncesji (ustawa przewiduje również warunki zwolnienia z obowiązku jej uzyskania). Poprzez energię rozumiane jest również ciepło, zdefiniowane jako energia cieplna w wodzie gorącej, parze i innych nośnikach (art. 3 pkt 2 ustawy Prawo energetyczne). W konsekwencji także dla działalności w zakresie wytwarzania, przesyłania i dystrybucji ciepła wymagana jest stosowna koncesja. Ustawodawca nie wskazuje minimalnej temperatury nośnika ciepła, wobec czego także woda lodowa zakwalifikowana będzie jako nośnik energii cieplnej. Pogląd ten znajduje potwierdzenie w ustawie Prawo energetyczne, która definiuje ciepło użytkowe w kogeneracji jako ciepło wytwarzane w kogeneracji i służące zaspokojeniu niezbędnego zapotrzebowania na ciepło lub chłód, które gdyby nie było wytworzone w kogeneracji, zostałoby pozyskane z innych źródeł (art. 3 pkt 34 ustawy Prawo energetyczne). Do prowadzenia działalności gospodarczej polegającej na wytwarzaniu wody lodowej z ciepła niezbędne jest zatem posiadanie koncesji na wytwarzanie ciepła a do przesyłania lub dystrybucji wody lodowej za pomocą sieci niezbędne są stosowne koncesje na przesył i dystrybucję ciepła.

Koncesjonowanie działalności w powyższych zakresach nie powinno skutkować istotnymi utrudnieniami dla zainteresowanych podmiotów, w większości są nimi bowiem przedsiębiorstwa cieplne posiadające już wymagane koncesje.

Rozwój układów trójgeneracyjnych jest następnym, po upowszechnianiu kogeneracji, krokiem w kierunku ograniczenia emisji CO2 i zwiększenia efektywności wykorzystania energii pierwotnej. Wprowadzenie układów trójgeneracyjnych umożliwiłoby ograniczenie szkodliwych dla środowiska czynników chłodniczych stosowanych w agregatach sprężarkowych. Co więcej, wykorzystanie ciepła sieciowego do produkcji chłodu nie tylko umożliwi dociążenie systemu ciepłowniczego w okresie letnim oraz uzyskanie dodatkowej sprzedaży ciepła w newralgicznym okresie, ale może również pozwolić na zwiększenie produkcji energii elektrycznej. Idea ta znajduje szerokie poparcie – według Prezesa Urzędu Regulacji Energetyki korzystnym byłoby pojawienie się na rynku krajowym działalności gospodarczej polegającej na wytwarzaniu i sprzedaży chłodu funkcjonującej już w innych państwach Unii Europejskiej, zwłaszcza w kontekście celu wskazanego w Polityce energetycznej Polski do roku 2030 – tj. dwukrotnego zwiększenia produkcji energii elektrycznej w kogeneracji do roku 2020.

Radosław Wasiak, Karol Czuryszkiewicz, Zespół Doradztwa dla Sektora Energetycznego Kancelarii Wardyński i Wspólnicy


1 Za: Adam Smyk, Zbigniew Pietrzyk, Czy w Polsce istnieje realna szansa na chłód z central zasilanych ciepłem systemowym, Ciepłownictwo, Ogrzewnictwo, Wentylacja 41/11 (2010)