Ciepłownia Przyszłości, czyli system ciepłowniczy w 100% OZE

Głównym celem przedsięwzięcia “Ciepłownia Przyszłości” jest opracowanie uniwersalnego systemu, który będzie efektywnie wytwarzał, przetwarzał i magazynował energię do celów grzewczych. Kluczowe cechy tego systemu to:

1. Wysoka efektywność: System będzie zoptymalizowany pod kątem efektywności energetycznej, co pozwoli na maksymalne wykorzystanie dostępnych zasobów OZE. 
2. Adaptacyjność: Technologia będzie mogła być łatwo adaptowana do różnych osiedli mieszkaniowych, wykorzystując lokalne zasoby energetyczne.
3. Duży Udział OZE: Ponad 80% produkowanego ciepła będzie pochodzić z odnawialnych źródeł energii.
4. Konkurencyjność: System będzie konkurencyjny kosztowo w porównaniu z tradycyjnymi systemami opartymi na paliwach kopalnych, które czasami wykorzystują współspalanie biomasy.

💬 Ponad 66% ciepła jest generowane ze spalania paliw kopalnych, to dziś wyzwanie, któremu musimy sprostać. Mamy wiele problemów do rozwiązania, ale jesteśmy gotowi – mamy rozwiązania i technologie. Skupiamy się na ich wprowadzaniu. Im więcej energii słonecznej jesteśmy w stanie… pic.twitter.com/cD1ZDVoVPm

— Ministerstwo Klimatu i Środowiska (@MKiS_GOV_PL) May 29, 2024

Znaczenie dla Polskiego sektora ciepłowniczego

Projekt Ciepłownia Przyszłości ma potencjał stać się impulsem dla rozwoju polskiego sektora ciepłowniczego. Dzięki finansowaniu w ramach procedury zamówień przedkomercyjnych (Pre-commercial Procurement – PCP), innowacyjne technologie mogą być wdrażane na szeroką skalę, przyczyniając się do zmniejszenia emisji CO2 i uniezależnienia się od paliw kopalnych. Ponadto, nowa technologia będzie odporna na zmienne warunki pogodowe i sezonowe, co zapewni stabilność dostaw ciepła przez cały rok.

Przykład Lidzbarka Warmińskiego

Lidzbark Warmiński stał się pionierem w realizacji tego typu projektów. W ciągu 18 miesięcy powstała tam ciepłownia oparta w 100% na OZE, co pokazuje, że przejście na zieloną energię w ciepłownictwie jest możliwe szybciej, niż można było przypuszczać. Inwestycja ta stanowi wzór dla innych miast w Polsce.

💬 Ciepłownia przyszłości w 100% oparta o #OZE powstała w 18 miesięcy. Ten projekt pokazuje, że niemożliwe okazuje się łatwiejsze, niż początkowo mogło się wydawać. To przykład dla całej Polski, z którego z pewnością będziemy korzystali.@Ula_Zielinska w #LidzbarkWarmiński pic.twitter.com/80ZF7P9luk

— Ministerstwo Klimatu i Środowiska (@MKiS_GOV_PL) May 29, 2024

Korzyści Społeczno-Ekonomiczne

1. Redukcja kosztów: Magazyny ciepła zainstalowane w Lidzbarku Warmińskim obniżają koszty operacyjne systemu ciepłowniczego.
2. Poprawa jakości powietrza: Zmniejszenie emisji CO2 przyczynia się do poprawy jakości powietrza, co ma bezpośredni wpływ na zdrowie mieszkańców.

Inwestycje takie jak ta w Lidzbarku Warmińskim pokazują, że możliwe jest stworzenie wydajnych i konkurencyjnych systemów grzewczych opartych na OZE. Przy dalszym rozwoju i wsparciu takich inicjatyw, Polska może stać się liderem w dziedzinie zrównoważonego ciepłownictwa.

– Transformacja sektora ciepłownictwa to jeden z naszych priorytetów w MKiŚ. W kolejnych latach przeznaczymy 15 mld zł na finansowanie OZE dla ciepłownictwa systemowego. Będziemy wspierać budowę kolejnych ciepłowni wykorzystujących OZE, to przyszłość dla sektora. Ciepłownia w Lidzbarku Warmińskim jest konkurencyjna pod względem kosztowo-cenowym w porównaniu z ciepłowniami wykorzystującymi paliwa kopalne. Mam nadzieję, że ciepłownia przyszłości szybko zamieni się w ciepłownię codzienności – powiedziała podczas uroczystego otwarcia przedsięwzięcia minister klimatu i środowiska Paulina Hennig-Kloska.

– Ciepłownia Przyszłości w Lidzbarku Warmińskim to zielona transformacja w praktyce. Nowoczesne technologie oparte na energii odnawialnej, elektryfikacji, magazynach ciepła, cyfryzacji, zaangażowaniu naukowców i sektora ciepłownictwa wyznaczają kierunek, w którym już dziś podążamy. Modernizacja tej ciepłowni pokazała, że transformację można przeprowadzić szybko, a jej koszty, przy dobraniu optymalnych źródeł i technologii ciepła, są niższe niż utrzymywanie węglowo gazowego status quo.

To czyste, bezpieczne i tanie ciepłownictwo, będące jednocześnie stabilizatorem nowego systemu energetycznego Polski – dodała podczas wystąpienia Urszula Zielińska, wiceministra klimatu i środowiska.

Ciepłownia Przyszłości dzięki Funduszom Europejskim

– Europejski Zielony Ład dotyczy wielu płaszczyzn życia, ale to właśnie czysta energia dostarczana do mieszkań sprawia, że efekty jego wdrażania są najbardziej odczuwalne dla obywateli. Dzięki przedsięwzięciu „Ciepłownia Przyszłości, czyli system ciepłowniczy z OZE”, sfinansowanemu z Funduszy Europejskich, powstał innowacyjny system w Lidzbarku Warmińskim, na który przeznaczono ponad 49 mln zł. Dzięki niemu mieszkańcy osiedla w tym mieście będą mogli korzystać z czystej energii, w 100% pozyskiwanej z odnawialnych źródeł. Co za tym idzie, w znaczący sposób poprawi się jakość życia mieszkańców. Czyste powietrze, którego potrzebujemy w każdym momencie naszego życia, jest bowiem wartością nie do przecenienia. W imieniu Komisji Europejskiej pragnę pogratulować beneficjentom i wykonawcom tak wyjątkowego projektu, który dowodzi tego, iż polityka spójności jest blisko każdego obywatela Unii Europejskiej, a jej ambicją jest ciągłe dążenie do zapewnienia jak najlepszych warunków życia – napisała Angela Martinez-Sarasola, kierownik Polskiego Wydziału Dyrekcji Generalnej ds. Polityki Regionalnej i Miejskiej Komisji Europejskiej.

Innowacyjna technologia dla ciepłownictwa

– Ciepłownictwo w Polsce jest w szczególnie trudnej sytuacji, ponieważ nie da się go zmodernizować do systemów bezemisyjnych w sposób prosty, tzn. poprzez zamianę źródeł ciepła z paliw kopalnych na paliwa odnawialne. W drodze ku zeroemisyjności potrzebne są zmiany systemowe, które są olbrzymim wyzwaniem. W walce o czyste powietrze i innowacyjne rozwiązania Narodowe Centrum Badań i Rozwoju takie wyzwania przyjmuje i z powodzeniem realizuje. Stąd szczególnie istotna jest rola organizacji takich jak NCBR oraz formuła zamówień przedkomercyjnych PCP finansowanych ze środków Funduszy Europejskich w ramach Programu Inteligentny Rozwój (POIR), dzięki której mamy szansę wspólnie z Partnerami realizować wizje przyszłości wpływające na naszą rzeczywistość.

Głównym celem przedsięwzięcia „Ciepłownia Przyszłości, czyli system ciepłowniczy z OZE” było opracowanie i demonstracja innowacyjnej technologii uniwersalnego systemu wytwarzania, przetwarzania i magazynowania energii do celów grzewczych. System ten charakteryzować się miał nie tylko efektywnością, ale i powtarzalnością adaptacji w rożnych osiedlach mieszkaniowych przy użyciu lokalnych możliwości wykorzystania energii odnawialnej. Znaczącym efektem przedsięwzięcia miało być ponad 80% udział OZE w produkcji ciepła do celów grzewczych. Finalnie mamy wspaniały wynik, prawie 100% OZE.

Efektem konkursu jest właśnie Ciepłownia Przyszłości, która będzie ogrzewała i dostarczała ciepłą wodę użytkową do większości budynków na Osiedlu Astronomów w Lidzbarku Warmińskim. Liczę, że Ciepłownia Przyszłości, a wraz z nią pojawienie się na rynku innowacyjnej technologii, będzie stanowić impuls dla rozwoju polskiego sektora ciepłownictwa i będzie stanowiła realną wartość dla społeczeństwa. Dzięki innowacjom, które powstają pod skrzydłami Narodowego Centrum Badań i Rozwoju, marnowanie ciepła zostanie ograniczone, a wpływ ciepłownictwa na środowisko naturalne zmniejszony – powiedział podczas otwarcia Ciepłowni Przyszłości prof. dr hab. inż. Jerzy Małachowski, p.o. dyrektor Narodowego Centrum Badań i Rozwoju.

– W przedsięwzięciu „Ciepłownia Przyszłości, czyli system ciepłowniczy z OZE” poprzeczkę ustawiliśmy bardzo wysoko, wyraźnie określając kierunek transformacji. Jak pokazuje oddana dzisiaj instalacja, która w 100% wykorzystuje OZE, były to założenia ambitne, ale realne. To dowód, że w polskim ciepłownictwie możemy osiągać cele, które wpisują się w strategię Europejskiego Zielonego Ładu – powiedział Wojciech Racięcki, dyrektor Działu Rozwoju Innowacyjnych Metod Zarządzania Programami Narodowego Centrum Badań i Rozwoju.

Ciepłownia Przyszłości będzie ogrzewała i dostarczała ciepłą wodę użytkową do większości budynków na Osiedlu Astronomów w Lidzbarku Warmińskim. Całkowita powierzchnia użytkowa wszystkich tamtejszych lokali mieszkalnych wynosi ponad 28 tys. m2. System ciepłowniczy będzie zasilany energią pochodzącą w 100 proc. ze źródeł odnawialnych.

Dekarbonizacja to dobra odpowiedź na wyzwania klimatyczne

– Grupa Veolia w Polsce realizuje ambitną strategię dekarbonizacji swoich aktywów do 2030 roku i osiągnięcia neutralności klimatycznej do 2050 roku. Zwiększanie efektywności lokalnych systemów ciepłowniczych, przy jednoczesnym konsekwentnym odchodzeniu od spalania węgla, to odpowiedź Veolii na obecne wyzwania klimatyczne. Technologia Ciepłowni Przyszłości opiera się na maksymalnym wykorzystaniu lokalnie dostępnych odnawialnych źródeł energii. Zrealizowanie tego założenia zapewniło niemal pełną dekarbonizację instalacji ciepłowniczej. Poprzez tego typu projekty i innowacyjne podejście do produkcji ciepła zmniejszamy wpływ systemów ciepłowniczych na środowisko naturalne, a jednocześnie zwiększamy bezpieczeństwo dostaw zielonego ciepła dla samorządów i mieszkańców. Projekt w Lidzbarku Warmińskim doskonale wpisał się w realizację globalnej strategii GreenUP, w ramach której przyspieszamy wdrażanie konkretnych rozwiązań przy jednoczesnym stymulowaniu innowacji – powiedział Luiz Hanania, prezes zarządu i dyrektor generalny Grupy Veolia w Polsce.

Pompy ciepła i magazyny energii sercem technologii

Ciepłownię Przyszłości w Lidzbarku Warmińskim zaprojektowała i zrealizowała spółka Euros Energy – to jej koncepcja została najwyżej oceniona w przedsięwzięciu NCBR.

Jak tłumaczył dr inż. Tomasz Walczak z Euros Energy, sercem technologii Ciepłowni Przyszłości są pompy ciepła z systemem trójstopniowego magazynowania ciepła. Maksymalizują one wykorzystanie energii elektrycznej wyprodukowanej z zależnych od pogody źródeł OZE. Sezonowe magazynowanie ciepła równocześnie w niskotemperaturowym magazynie gruntowym oraz wysokotemperaturowym magazynie wodnym zapewnia efektywną pracę pomp ciepła zasilających sieć ciepłowniczą. W opracowanej technologii, pompy ciepła zintegrowano z trzema dolnymi źródłami: powietrznymi wymiennikami ciepła, niskotemperaturowym magazynem gruntowym oraz wysokotemperaturowym magazynem wodnym. System zasilany jest energią elektryczną produkowaną bezpośrednio na miejscu z farmy fotowoltaicznej, instalacji PVT oraz ciepłem z kolektorów słonecznych. W zimowe noce system wspierany jest energią elektryczną dostarczaną z Krajowej Sieci Elektroenergetycznej, w tym energią elektryczną zakupioną z gwarancją pochodzenia z odnawialnych źródeł energii w ramach kontraktów PPA (ang. Power Purchase Agreement). Co ważne, instalacja pozwala na efektywne skonsumowanie nadwyżek energii elektrycznej coraz częściej pojawiających się w sieci elektroenergetycznej a pochodzących z instalacji OZE. Obecnie olbrzymie ilości tej energii pozostają niewykorzystane a mogłyby z powodzeniem zostać zagospodarowane w systemach ciepłowniczych w całej Polsce.

Opracowana technologia jest skalowalna – może zostać wykorzystana w systemach ciepłowniczych do mocy zainstalowanej cieplnej do 50MWt. Rozwiązanie można dostosować na potrzeby modernizacji ciepłownictwa powiatowego w całej Polsce.

Narodowe Centrum Badań i Rozwoju prowadzi obecnie 9 inicjatyw badawczych wspierających realizację strategii Europejskiego Zielonego Ładu (European Green Deal). W duchu tej transformacji, dzięki zaangażowaniu środków z Funduszy Europejskich w ramach Programu Inteligentny Rozwój, Centrum realizuje przedsięwzięcia: „Ciepłownia Przyszłości, czyli system ciepłowniczy z OZE”, „Elektrociepłownia w lokalnym systemie energetycznym”, „Innowacyjna biogazownia”, „Budownictwo efektywne energetycznie i procesowo”, „Oczyszczalnia przyszłości”, „Magazynowanie energii elektrycznej”, „Magazynowanie Ciepła i Chłodu”, „Wentylacja dla szkół i domów” oraz „Technologie domowej retencji”.