Akumulatory ciepła mogą usprawnić pracę i zmniejszyć koszty w elektrociepłowniach

Akumulatory ciepła, szeroko rozpowszechnione np. w Skandynawii, mogą usprawnić pracę i zmniejszyć koszty także w polskich elektrociepłowniach - oceniają eksperci. Wskazują, że opłacalność tych inwestycji zależy głównie od wprowadzenia w Polsce faktycznego rynku energii. 24 marca pierwszy w Polsce tak duży akumulator ciepła, czyli zbiornik mieszczący ok. 30 tys. m sześc. gorącej wody, oddano do eksploatacji w należącej do koncernu Vattenfall Elektrociepłowni Siekierki. W ciągu 2-3 lat kolejny taki akumulator ma powstać w innej warszawskiej elektrociepłowni koncernu - na Żeraniu.

Obie elektrociepłownie zaspokajają ponad 70 proc. zapotrzebowania stolicy na ciepło, z czego połowa przypada na EC Siekierki, a połowa na EC Żerań oraz tzw. ciepłownie szczytowe Wola i Kawęczyn. Pozostała część dostarczanego mieszkańcom Warszawy ciepła pochodzi z mniejszych, lokalnych źródeł. Jak ustaliła, niewielki akumulator ciepła działa już przy elektrociepłowni gazowej w Siedlcach. Budowę większego rozpocznie wkrótce Południowy Koncern Energetyczny w elektrociepłowni w Bielsku-Białej; ma być gotowy do 2013 r. Podobną inwestycję w ciągu kilku lat rozważa także Elektrociepłownia Kraków z grupy EdF.

Akumulatory ciepła w Polsce

W ocenie Wiktora Kozłowskiego, dyrektora technicznego działającej w energetyce firmy doradczej Elsamprojekt Polska, budowy kolejnych akumulatorów ciepła w polskich elektrociepłowniach należy spodziewać się w sytuacji rzeczywistego urynkowienia handlu energią elektryczną. Wówczas, ze względu na występujące w ciągu doby różnice cen energii, posiadanie takich urządzeń stanie się bardzo opłacalne.

Dziś może to mieć znaczenie dla tych producentów, którzy ze względu na istniejący układ technologiczny ponoszą duże koszty wynikające z tzw. rynku bilansującego, lub w sytuacji bardzo dużej nierównomierności odbioru ciepła; zdarza się to np. gdy do systemu ciepłowniczego podłączona jest szklarnia.

Rynek bilansujący to jeden z segmentów rynku energii w Polsce, służący fizycznej realizacji zawartych przez uczestników rynku umów kupna-sprzedaży energii i bilansowaniu w czasie rzeczywistym zapotrzebowania na prąd z jego produkcją. Uczestnicy tego rynku już dziś wskazują na różnice cen energii w zależności np. od pory dnia.

Są okresy, kiedy różnica cen energii w szczycie i w tzw. dołku jest gigantyczna i waha się np. między 80-90 zł w dołku, a 260-270 zł za megawatogodzinę w szczycie. W takiej sytuacji posiadanie i korzystanie z akumulatora ciepła jest bardzo opłacalne - wyjaśnił rzecznik EC Kraków, Krzysztof Krukowski. Potwierdził, że jego firma przymierza się do budowy akumulatora, szczegóły jednak nie są na razie znane.

Akumulator ma w takich sytuacjach znaczenie, bo produkcja ciepła i prądu odbywa się łącznie, czyli w tzw. skojarzeniu. Jednak wielkości zapotrzebowania na ciepło i energię nie idą w parze - np. w zimowe noce ciepła potrzeba bardzo dużo, a energia jest wtedy najtańsza. Z kolei gdy energię można sprzedać z największym zyskiem, nie trzeba tyle ciepła. Właśnie wtedy warto mieć akumulator, by w okresach zwyżki cen prądu produkować i z zyskiem sprzedawać energię, a ciepło w tym czasie magazynować.

Zalety akumulatorów ciepła

Kwestia różnicy cen energii jest kluczowa dla opłacalności akumulatorów ciepła, ale to nie jedyny efekt, związany z ich posiadaniem. Innym jest stabilizowanie pracy całego systemu ciepłowniczego w ciągu doby, kiedy zapotrzebowanie na ciepło waha się. Ma to znaczenie głównie zimą, ale także latem.

W miesiącach letnich ciepło produkuje się przede wszystkim dla ogrzania wody. Jej największe zużycie jest rano i wieczorem, kiedy ludzie się myją. Nagły wzrost zapotrzebowania w tych okresach oznaczałby konieczność uruchomienia w tym czasie dodatkowych jednostek wytwórczych; zwykle są to kotły wodne. Posiadanie ciepła w akumulatorze daje możliwość zaspokojenia popytu bez włączania dodatkowych mocy.

Praca akumulatora ma większe znaczenie zimą, kiedy np. w nocy temperatura znacząco spada, a w dzień rośnie. Także wtedy zamiast uruchamiać dodatkowe moce, można nocą korzystać z ciepła zmagazynowanego w akumulatorze.

Każdy przypadek, w którym dzięki akumulatorowi można nie włączać dodatkowych mocy, a nawet zmniejszać obciążenie tych pracujących, to oszczędność dla elektrociepłowni, ale także mniej węgla i energii, potrzebnych do uruchomienia i obsługi kolejnej jednostki. Tym samym mniejsza jest emisja dwutlenku węgla. Jak mówią eksperci, można wyliczyć, ile CO2 mniej trafi dzięki temu do atmosfery, ale na podstawie analizy konkretnych sytuacji. Specjaliści zapewniają jednak, że efekt ekologiczny jest jedną z zalet akumulatorów ciepła.

Akumulatory mogą być również używane w sytuacjach awaryjnych. Ma to większe znaczenie w małych ciepłowniach, gdzie źródeł wytwórczych jest niewiele, mniejsze w dużych, jak EC Siekierki. Niemniej ciepło zgromadzone w akumulatorze powinno wystarczyć na ogrzanie miasta w czasie usuwania usterek. Szacuje się, że dzięki warszawskiemu akumulatorowi można przez całą dobę ogrzewać 25 tys. mieszkań, a więc np. 100 tys. mieszkań przez 6 godzin.

Zdaniem Wiktora Kozłowskiego z Elsamprojekt Polska, należy spodziewać się, że w kolejnych latach akumulatory ciepła staną się w Polsce coraz powszechniejsze. W Danii, skąd wywodzi się firma, jest ich kilkaset, różnej wielkości - największy mieści 75 tys. m sześc. wody, najmniejszy ok. 50 m sześc.

Akumulator w EC Siekierki ma średnicę 30 m, wysokość 47 m i pojemność ok. 30,4 tys. m sześć. Jego rozmiary można porównać np. do olbrzymiego termosu na 150 mln filiżanek kawy albo do 100 tys. wanien ciepłej wody. Moc cieplna akumulatora to 1300 megawatów termicznych.

Źródło: PAP - Nauka w Polsce