Zaloguj się 
Dzieje się!
Dzieje się! 
Czas na Zielone Ciepło
Polskie ciepłownictwo odchodzi od węgla. Ręka w rękę z elektroenergetyką
W dobie transformacji energetycznej współpraca systemów ciepłowniczych i elektroenergetycznych nabiera znaczenia. Technologia Power-to-Heat oraz unijne regulacje przyczyniają się do stabilizacji sieci i zmniejszenia emisji CO2, wspierając nowoczesne podejście do zarządzania energią.
Udostępnij przez e-mail
Z tego artykułu dowiesz się…
- Jak współpraca między krajowym systemem elektroenergetycznym a ciepłowniczym, m.in. dzięki kogeneracji, przyczynia się do stabilizacji sieci oraz optymalizacji zarządzania energią.
- Jak przekształcanie nadwyżek energii elektrycznej w ciepło może wspierać transformację energetyczną, magazynowanie energii i redukcję emisji dwutlenku węgla.
- W jaki sposób unijne cele klimatyczne (m.in. pakiety „Fit for 55” i „RePower UE”) stymulują odchodzenie od węgla w polskim ciepłownictwie oraz wprowadzanie nowoczesnych rozwiązań technologicznych.
Integracja krajowego systemu elektroenergetycznego (KSE) z systemami ciepłowniczymi staje się coraz ważniejsza. Dlaczego? Bo rosną wyzwania związane z transformacją energetyczną, jak również ograniczeniem emisji dwutlenku węgla oraz efektywnym zarządzaniem energią. A ich połączenie pozwala na optymalizację funkcjonowania obu systemów, przynosząc korzyści ekonomiczne, ekologiczne i techniczne.
Szczególną rolę odgrywa tu technologia Power-to-Heat (P2H), umożliwiająca konwersję nadwyżek energii elektrycznej na ciepło.
Power-to-Heat. Kluczowa technologia integracji
Power-to-Heat (P2H) to sposób na przekształcanie energii elektrycznej, w tym tej pochodzącej z odnawialnych źródeł energii (OZE), w ciepło. Potem może być ono magazynowane i wykorzystywane w systemach ciepłowniczych. To zaś otwiera nowe możliwości zarządzania nadwyżkami produkcji energii elektrycznej.
Nadwyżki energii elektrycznej występują często w systemach opartych na OZE, takich jak elektrownie wiatrowe czy fotowoltaiczne. Ich produkcja jest zależna od warunków pogodowych. W sytuacji, gdy produkcja energii przewyższa zapotrzebowanie, możliwe jest wykorzystanie tej energii do zasilania urządzeń P2H. Jakich? Np. do pomp ciepła czy elektrycznych kotłów grzewczych. Energia ta jest konwertowana na ciepło, które może być bezpośrednio wykorzystane lub zmagazynowane. Gdzie? W akumulatorach ciepła, takich jak zbiorniki wody gorącej.
Dwukierunkowa współpraca KSE i systemów ciepłowniczych. Kogeneracja jako backup
Poza wykorzystywaniem nadwyżek energii elektrycznej, współpraca systemu elektroenergetycznego i ciepłownictwa działa również w drugą stronę. Jednostki kogeneracyjne mogą pełnić funkcję backupu dla KSE. Kogeneracja, czyli jednoczesna produkcja energii elektrycznej i ciepła, pozwala na bardziej efektywne wykorzystanie paliw i zwiększa stabilność całego systemu energetycznego.
W sytuacjach niedoboru mocy w KSE, elektrociepłownie mogą zwiększać produkcję energii elektrycznej. Tym samym odciążają system i zapobiegają blackoutom, czyli awariom systemu elektroenergetycznego. Jest to szczególnie istotne w okresach wysokiego zapotrzebowania na energię elektryczną, np. zimą, gdy produkcja z OZE, zwłaszcza fotowoltaiki, jest ograniczona.
Dodatkowo, nowoczesne jednostki kogeneracyjne, oparte np. na gazie, mogą szybko reagować na zmieniające się potrzeby systemu. To czyni je cennym elementem bilansowania sieci.
Pompy ciepła, kotły elektrodowe, magazyny
Polskie Towarzystwo Energetyki Cieplnej w raporcie „Wpływ regulacji UE na transformację sektora ciepłownictwa systemowego w Polsce. Ocena skutków i rekomendacje w zakresie regulacji krajowych” przedstawia szereg wskazówek dotyczących tego, jak skutecznie i w miarę bezboleśnie odchodzić w ciepłownictwie od węgla. A odchodzić musimy, bo tego wymagają od nas unijne cele klimatyczne.
Chodzi o pakiet regulacyjny „Fit for 55” uzupełniony pakietem „RePower UE”. Ich nadrzędnym celem jest redukcja emisji gazów cieplarnianych o co najmniej 55 proc. do 2030 r. (względem poziomów emisji z 1990 r.) oraz osiągnięcie neutralności klimatycznej do 2050 r. przez całą gospodarkę UE.
Autorzy analizy rekomendują wprowadzenie nowych mechanizmów oraz zmiany do obecnie funkcjonujących rozwiązań. Wśród propozycji znajduje się m.in.: wsparcie operacyjne dla technologii Power-to-Heat
Według nich udział źródeł P2H w miksie paliwowym będzie stopniowo wzrastał. Szczególne znaczenie będzie miało zastosowanie pomp ciepła i kotłów elektrodowych wraz z magazynami ciepła, które zapewnią właściwą optymalizację ich pracy.
Sojusz ciepłownictwa i elektroenergetyki
Jak czytamy w raporcie, sektor ciepłownictwa systemowego jest ważnym elementem stabilizacji pracy krajowego systemu elektroenergetycznego dzięki produkcji ciepła i energii elektrycznej w skojarzeniu. Jednocześnie ciepłownictwo ma ogromny potencjał w zakresie wykorzystywania nadwyżek produkcji energii elektrycznej odnawialnej oraz jej magazynowania i konwersji na ciepło odnawialne.
Według Polskiego Towarzystwa Energetyki Cieplnej (PTEC), aby zintensyfikować współpracę między sektorami, należy:
- umożliwić szerokie stosowanie technologii Power-to-Heat w ciepłownictwie,
- wprowadzić możliwość zakwalifikowania całego strumienia ciepła wytworzonego w pompach ciepła (zaklasyfikowanych jako źródło OZE) jako ciepło z OZE na potrzeby spełnienia definicji efektywnego systemu ciepłowniczego,
- wprowadzić możliwość zakwalifikowania ciepła wytworzonego w kotłach elektrodowych jako ciepło z OZE na potrzeby spełnienia definicji efektywnego systemu ciepłowniczego.
Systemy ciepłownicze jako elastyczne odbiorniki energii
Systemy ciepłownicze mają ogromny potencjał do pełnienia roli elastycznych odbiorników energii elektrycznej. Jest to szczególnie istotne w kontekście zarządzania nadwyżkami produkcji energii z OZE.
W okresach niskiego zapotrzebowania na energię elektryczną, ciepłownie mogą wykorzystać nadmiar energii do produkcji ciepła. Dzięki temu możliwe jest zmniejszanie emisji CO₂, elastyczne zarządzanie zasobami energii elektrycznej oraz magazynowanie ciepła wytworzonego w okresach nadpodaży energii. W efekcie przyczynia się to również do obniżenia kosztów produkcji ciepła.
Przyszłość integracji systemów
W miarę rozwoju technologii magazynowania energii oraz rosnącego udziału OZE w miksie energetycznym, współpraca między systemami elektroenergetycznymi a ciepłowniczymi będzie nabierać coraz większego znaczenia. Kluczowe będzie inwestowanie w infrastrukturę, która umożliwia efektywną konwersję i magazynowanie energii, a także rozwój inteligentnych systemów zarządzania energią.
Integracja tych systemów to krok w kierunku bardziej zrównoważonego, niskoemisyjnego sektora energetycznego, który lepiej odpowiada na dzisiejsze wyzwania klimatyczne.
Artykuł powstał na zlecenie PTEC
Główne wnioski
- Integracja systemów energetycznych. Połączenie krajowego systemu elektroenergetycznego z systemami ciepłowniczymi umożliwia efektywne zarządzanie energią, zwiększa stabilność sieci oraz optymalizuje wykorzystanie nadwyżek energii z odnawialnych źródeł.
- Rola technologii Power-to-Heat. Technologia ta pozwala na konwersję nadwyżek energii elektrycznej na ciepło, co wspiera magazynowanie energii, redukcję emisji dwutlenku węgla i przyczynia się do transformacji energetycznej.
- Wpływ regulacji unijnych na transformację. Unijne cele klimatyczne, m.in. wytyczne z pakietów „Fit for 55” i „RePower UE”, stanowią silny impuls do odejścia od węgla i wdrażania nowoczesnych technologii w sektorze ciepłownictwa.