Energia termiczna ścieków do ogrzewania szpitala w Toronto

Western Hospital znajduje się na skrzyżowaniu dwóch ruchliwych ulic, blisko śródmieścia Toronto, ok. 2,5 km od budynku parlamentu prowincji Ontario. Od czerwca 2022 r. trwały prace nad modyfikacją miejskiego systemu ściekowego i budowa niezbędnych urządzeń, które pozwolą uzyskać ok. 19 megawatów mocy.

Zmniejszenie emisji węglowych i ułatwienie dostępu do próbek ścieków

Jak podkreślał zespół szpitali uniwersyteckich (University Health Network – UHN), którego częścią jest Western Hospital, nowe instalacje oznaczają zmniejszenie emisji węglowych o równowartość emisji pochodzących od ponad 1800 samochodów rocznie. Jednocześnie dla UHN projekt oznacza ułatwienie dostępu do próbek ścieków, a co za tym idzie – prowadzenie badań naukowych i monitorowanie zagrożenia pandemicznego.

Ciepło ze ścieków

Systemy pozyskiwania ciepła ze ścieków zaczęły w ostatnich latach interesować firmy inżynieryjne i klientów, ponieważ pozwalają na oszczędności i zmniejszają emisje gazów cieplarnianych. Firma Noventa, która odpowiada za projekt dla Western Hospital, szacowała, że dziewięć budynków szpitala zmniejszy swoje emisje gazów cieplarnianych o 8400 ton rocznie przez następne 30 lat, ścieki dadzą oszczędności 141 milionów kilowatogodzin energii, nie zostanie spalonych 130 milionów metrów sześciennych gazu ziemnego. Przedstawiciele szpitala mówili mediom, że Western Toronto zaoszczędzi rocznie 700 tys. CAD na wydatkach na ogrzewanie, klimatyzację i ich obsługę.

W pracy autorstwa grupy naukowców z Libanu, Kuwejtu i Francji, analizującej koncepcje wykorzystania ciepła ścieków, która ukazała się na portalu Science Direct, podkreślano, że „ścieki są uważane za wartościowe źródło energii, która może być odzyskana (…) Wykazano, że w niektórych warunkach do 50 proc. energii może zostać zmagazynowanej lub odzyskanej w systemie odzyskiwania ciepła”.

Sektor budowlany zużywa do 30 proc. energii wykorzystywanej na świecie

Odwołując się do istniejących już badań, autorzy napisali, że sektor budowlany zużywa do 30 proc. energii wykorzystywanej na świecie, przy czym głównie jest to ogrzewanie i chłodzenie budynków oraz podgrzewanie wody. „Chiny odpowiadają za 9,78 proc. konsumpcji energii na świecie, a 30 proc. tej energii jest zużywane w budynkach. Według innej pracy w budynkach w krajach Unii Europejskiej dokonuje się 40 proc. całości konsumpcji energii, budynki stanowią o 36 proc. całkowitych emisji CO2 w UE”. Według danych cytowanych w pracy, w Kanadzie 16 proc. zużywanej energii przypada na budynki, w Polsce – 32 proc.

Kompleksowy pomysł

Kanadyjscy autorzy pracy „Rozwiązania odnawialnego ogrzewania dla budynków”, dostępnej również na portalu Science Direct, pisali o połączeniu energii odzyskiwanej ze ścieków z instalacjami paneli słonecznych jako metodzie zmniejszania emisji gazów cieplarnianych.

W Toronto częścią instalacji jest głęboka na 50 metrów i o średnicy 10 metrów studnia, która prowadzi do połączenia z miejskim systemem kanalizacyjnym, w którym ścieki mają temperaturę ok. 17 st. C – opisywały media. Właśnie w tej studni ścieki przejdą przez filtry, a odzyskana woda popłynie do instalacji wymiany termicznej, gdzie uzyska temperaturę od 21 do 22 st.C, zaś pozyskane tak ciepło będzie tłoczone do instalacji grzewczych w szpitalu. Zaś kiedy potrzebne będzie chłodzenie – pozyskane ciepło będzie tłoczone z powrotem do ścieków, woda trafi do stacji wymienników termicznych, gdzie będzie chłodzona. Po wykorzystaniu woda popłynie z powrotem do ścieków.

W Toronto, które do 2040 r. planuje uzyskanie zeroemisyjności, planowane są kolejne projekty, m.in. na kampusie Uniwersytetu York. W Vancouver w Kolumbii Brytyjskiej działa już projekt, w którym ciepło ze ścieków ogrzewa 6210 mieszkań.