Home Archive by category Technologie

Technologie

PROJEKTY PRZYSTOSOWUJĄCE DO ZMIAN KLIMATU

19 beneficjentów (gmin i miast) otrzymało za pośrednictwem NFOŚiGW blisko 86,5 mln zł dofinansowania z Mechanizmu Finansowego Europejskiego Obszaru Gospodarczego na projekty przystosowujące do zmian klimatu.

Gminy wsparto także z budżetu państwa równoległymi dotacjami – w sumie ok. 12,7 mln zł. Dzięki dofinansowaniom zielono – niebieska infrastruktura powstanie w gminach: Leśna, Czechowice-Dziedzice, Polkowice, Grodzisk Mazowiecki, Pobiedziska, Czempiń, Kowary, Kłodzko, Łapy, Nowa Ruda, Polanica-Zdrój, Jawor, na terenie gmin należących do Związku Gmin Dorzecza Wisłoki oraz w miastach: Wyszkowie, Koninie, Piastowie, Mikołowie, Twardogórze i Gryfinie.

Projekty przyczynią się do zwiększenia powierzchni terenów zielonych i aktywnych biologicznie, rozwoju małej retencji, ograniczenia efektów tzw. miejskich wysp ciepła, poprawy jakości powietrza, rozwoju bioróżnorodności oraz do wsparcia procesów napowietrzania i wentylacji miast. Dodatkową korzyścią będzie podniesienie świadomości społecznej w zakresie zmian klimatu.

Wszystkie dofinansowane inwestycje zostaną podjęte w związku ze zmianami klimatycznymi, które coraz częściej powodują występowanie ekstremalnych zjawisk pogodowych, takich jak susze, podtopienia lub powodzie. Mają także skutecznie neutralizować skutki „miejskich wysp ciepła”, nadmiernego zagęszczenie zabudowy i „betonowania” miast, czyli zbytniego uszczelniania powierzchni przepuszczalnych oraz ubywania terenów biologicznie czynnych w miastach, co przyczynia się często albo do braku wody opadowej, albo jej zbyt dużej ilości. Przewidziany w dofinansowanych inicjatywach rozwój tzw. niebiesko-zielonej infrastruktury przyczyni się także do poprawy mikroklimatu  w gminach i miastach. Dzięki dofinansowaniom (przekazanym przez NFOŚiGW w listopadzie i grudniu 2021 r.) zrealizowane zostaną następujące przedsięwzięcia:

– Gmina Mikołów (woj. śląskie): Mikołów dla Klimatu – wdrażanie inwestycji z zakresu błękitno-zielonej infrastruktury w mieście

– Gmina Twardogóra (woj. dolnośląskie): Wdrożenie elementów zielono-niebieskiej infrastruktury na terenie miasta Twardogóra poprzez zagospodarowanie miejskich przestrzeni publicznych i działania edukacyjne

– Gmina Gryfino (woj. zachodniopomorskie): Adaptacja do zmian klimatu poprzez rozwój zielonej i niebieskiej infrastruktury w Gryfinie

– Związek Gmin Dorzecza Wisłoki (woj. podkarpackie ): Realizacja inwestycji w zakresie zielono-niebieskiej infrastruktury na terenie gmin należących do Związku Gmin Dorzecza Wisłoki

– Miasto Konin (woj. wielkopolskie): Zielone korytarze miejskie – klimatyczne przebudzenie w Koninie
– Gmina Jawor (woj. dolnośląskie): Adaptacja do zmian klimatycznych poprzez budowę zielono-niebieskiej infrastruktury w Gminie Jawor
– Fundacja Sendzimira (woj. mazowieckie): Między suszą a powodzią. Błękitno-zielona infrastruktura w gminie Leśna

– Miasto Piastów (woj. mazowieckie): Utworzenie zielono-niebieskiej infrastruktury w mieście Piastów

– Gmina Wyszków (woj. mazowieckie): Łagodzenie zmian klimatu i adaptacja do ich skutków w Wyszkowie

– Gmina Czechowice-Dziedzice (woj. śląskie): Z zapałem przeciw zmianom klimatu – zielono- niebieska infrastruktura w Gminie Czechowice-Dziedzice

– Gmina Polkowice (woj. dolnośląskie): Zielono-niebieska infrastruktura w Polkowicach

– Gmina Grodzisk Mazowiecki (woj. mazowieckie): Inwestycje w zakresie zielono-niebieskiej infrastruktury w Grodzisku Mazowieckim

– Gmina Pobiedziska (woj. wielkopolskie): Zielono-niebieskie Pobiedziska

– Gmina Czempiń (woj. wielkopolskie): Rozwój zielono-niebieskiej infrastruktury na terenie Gminy Czempiń sposobem na wzmocnienie odporności na negatywne skutki zmian klimatu

– Gmina Miejska Kowary (woj. dolnośląskie): Zielono-niebieskie Kowary

– Gmina Miejska Kłodzko (woj. dolnośląskie): Kłodzki NBS (Nature Base Solution)

– Gmina Łapy (woj. podlaskie): Wspólnie z naturą w Łapach – adaptacja do zmian klimatu

– Gmina Miejska Nowa Ruda (woj. dolnośląskie): Łagodzenie skutków zmian klimatu poprzez rozwój systemu zielono-niebieskiej infrastruktury na terenie miasta Nowa Ruda

– Gmina Polanica- Zdrój (woj. dolnośląskie): Rewaloryzacja i rewitalizacja terenów zieleni w Polanicy-Zdroju z uwzględnieniem zielono-niebieskiej infrastruktury na potrzeby adaptacji miasta do zmian klimatu

W ramach wszystkich 19 inicjatyw zostaną podjęte konkretne dziania adaptacyjne oraz mitygacyjne. W zakresie zielonej infrastruktury – będzie to m.in. tworzenie systemów zieleni miejskiej – nasadzenia, zakładanie ogrodów deszczowych, tworzenie zielonych ścian czy przystanków. W zakresie niebieskiej infrastruktury zrealizowane zostaną aktywności dot. gospodarowania wodą opadową, renaturalizacja, zastosowanie w jak najszerszej skali nawierzchni przepuszczalnych a także np. remonty zbiorników mających zwiększyć ich możliwości retencyjne. Prowadzone będą także inne aktywności mitygacyjne, a więc ograniczające skalę (lub tempo) globalnego ocieplenia i jego skutków (zmniejszające lokalną emisję gazów cieplarnianych do atmosfery). Gminy będą m.in. promować jazdę na rowerze jako alternatywę dla samochodów, tworzenie odpowiedniej infrastruktury np. stojaków do rowerów, wprowadzanie do użytku technologii wykorzystania OZE np. w postaci lamp solarnych do oświetlenia tworzonych terenów zieleni.

Równolegle, jako integralna część przedsięwzięć, podjęte będą aktywności edukacyjno-informacyjne, które pozwolą poszerzyć odbiorcom wiedzę na temat zmian klimatu za pośrednictwem stron w Internecie, działań aktywizujących, konkursów, szkoleń, warsztatów oraz biuletynów.

Projekty przyczynią się do zwiększenia powierzchni terenów zielonych i aktywnych biologicznie, rozwoju małej retencji, ograniczenia efektów tzw. miejskich wysp ciepła, poprawy jakości powietrza, rozwoju bioróżnorodności oraz do wsparcia procesów napowietrzania i wentylacji miast. Dodatkową korzyścią będzie podniesienie świadomości społecznej w zakresie zmian klimatu.

Źródło: NFOŚiGW

DOSTOSOWANIE ISTNIEJĄCYCH KOTŁÓW W EC MIKOŁAJ DO WYMAGAŃ PRAWNYCH

Przedsięwzięcie WĘGLOKOKS ENERGIA ZCP Sp. z o.o. pn. Dostosowanie istniejących kotłów w EC Mikołaj do wymagań prawnych – Dyrektywy IED i konkluzji BAT, zostało wsparte pożyczką z NFOŚiGW w wys. 25,4 mln zł. Inwestycja zaowocuje wymianą źródeł energii w zakładzie, co w efekcie doprowadzi do całkowitej rezygnacji ze spalania węgla w kotłach OR i WR oraz ich przebudową w kierunku korzystania wyłącznie z paliwa gazowego. Nowy system i sposób produkcji ciepła i energii elektrycznej przyniosą znaczną redukcję zanieczyszczeń powietrza w regionie.

Zmodernizowana instalacja energetyczna elektrociepłowni ma zostać oddana do użytku w kwietniu 2023 r., a efekty ekologiczne pojawią się już na początku 2024 r. Pełny koszt projektu WE ZCP Sp. z o.o. wyniesie ponad 36,7 mln zł.

Obecnie Elektrociepłownia „Mikołaj” korzysta z trzech źródeł energii na paliwo węglowe – dwóch kotłów OR i jednego WR. Ich łączna aktualna moc maksymalna (zainstalowana) wynosi 82,60 MW.
Po modernizacji działać będzie pięć kotłów (w tym dodatkowe dwa szczytowe) – wszystkie na paliwo niskoemisyjne, gazowe. Wzrośnie jednocześnie ich moc zainstalowana – do 104,60 MW. Zastąpienie kotłowni węglowej wysokosprawną kotłownią gazową dodatkowo podwyższy sprawność wytwarzania ciepła (z obecnych 85% do min. 92%).

Obok przebudowy kotłów i wprowadzenia nowego paliwa inwestycja obejmie modernizację automatyki kotłów, wymianę wentylatorów wyciągowych, budowę indywidualnych emitorów, a także wymianę kanałów spalin (dobranych do spalania gazu dla kotłów OR i WR). Wyburzone zostaną  stare urządzenia oczyszczania spalin kotłów, odżużlania oraz instalacji odprowadzania pyłów. Istniejąca  kotłownia zostanie przystosowana do zmiany paliwa, wybudowana zostanie także kotłownia szczytowa (w skład której będą wchodziły dwa kotły wodne, gazowe o mocy cieplnej 11 MWt wraz z koniecznymi instalacjami). Planowane jest również wykonanie sieci gazowej na terenie elektrociepłowni (sięgającej od stacji pomiarowej PSG do budynków obu kotłowni).

Warto podkreślić,  że obszar zasilany przez zmodernizowaną sieć ciepłowniczą EC „Mikołaj” obejmie 8 z 10 dzielnic miasta Ruda Śląska (tj. ok. 40,5 km2). Projekt będzie ważny dla zachowania bezpieczeństwa energetycznego lokalnej społeczności a także całego regionu.

Realizacja planów spowoduje ograniczenie emisji:

– dwutlenku siarki do atmosfery – o 413,890 ton/ rok,

– tlenków azotu – o 117,141 ton/ rok,

– pyłu – o 35,942 ton/ rok.

Równolegle istotnie zredukowana zostanie emisja dwutlenku węgla do atmosfery – wskaźnik zmaleje o 40 642 ton/ rok.

Umowę  dofinansowania projektu podpisali 22 grudnia br. w siedzibie beneficjenta wiceprezes NFOŚiGW Artur Michalski oraz Prezes Zarządu WĘGLOKOKS ENERGIA ZCP Grzegorz Bizoń. Pożyczka została przekazana beneficjentowi w ramach programu priorytetowego Energia Plus.

Źródło: NFOŚiGW

FOT: NFOŚiGW

NCBR NIE ZAPOMINA O POLSKIEJ WSI – NAWOZY ZE ŚCIEKÓW I BIOMETAN Z ODPADÓW

Europejski Zielony Ład w praktyce. W przedsięwzięciach badawczych „Innowacyjna biogazownia” i „Oczyszczalnia przyszłości” powstają technologie, które tworzą gospodarkę obiegu zamkniętego.

W niedalekiej przyszłości oczyszczalnie ścieków wraz z biogazowniami staną się fundamentem gospodarki cyrkularnej. Dzięki nim cenne rolniczo biogeny będą krążyły w obiegu zamkniętym, znacznie ograniczając produkcję nawozów na bazie surowców kopalnych. Odpady powstające w gospodarstwach rolnych zostaną zaś przetworzone na biogaz, a następnie biometan, co pozwoli wykorzystać potencjał surowcowy kraju oraz odejść od paliw konwencjonalnych w ciepłownictwie. Ta futurystyczna wizja może się ziścić już w ciągu najbliższych lat. Zwłaszcza że rozwój tych sektorów gospodarki wsparło Narodowe Centrum Badań i Rozwoju, inicjując m.in. dwa przedsięwzięcia, finansowane z Funduszy Europejskich w ramach programu Inteligentny Rozwój: „Oczyszczalnia przyszłości” oraz „Innowacyjna biogazownia”.

Europejski Zielony Ład na obszarach wiejskich jest zagadnieniem, nad którym pochyliła się Europejska Sieć na rzecz Rozwoju Obszarów Wiejskich (European Network for Rural Development – ENRD) w opracowaniu „Ekologizacja gospodarki wiejskiej”. Podczas prac ogromny nacisk został położony na strategie „Od pola do stołu” oraz na rzecz bioróżnorodności. Są one związane z realizacją trzech szczegółowych celów w zakresie klimatu i środowiska: działania klimatyczne, dbałość o środowisko oraz ochrona krajobrazów i bioróżnorodności. Założenia obydwu strategii spełniają przedsięwzięcia zainicjowane przed rokiem przez Narodowe Centrum Badań i Rozwoju: „Oczyszczalnia przyszłości” oraz „Innowacyjna biogazownia”.

NCBR chce opracować zautomatyzowaną technologię, która odmieni polski rynek biogazowni. Podstawowa zakładana zmiana to wytwarzanie najwyższej jakości paliwa odnawialnego – biometanu, który będzie wtłaczany do sieci gazowej lub sprężony i wykorzystywany w transporcie, np. jako paliwo dla silników gazowych, do tankowania autobusów czy źródło „zielonego” wodoru. Możliwości wykorzystania biometanu będą jeszcze analizowane w toku przedsięwzięcia.

Jednak nie mniej istotne są pozostałe kluczowe wymagania, jakie NCBR stawia przed wykonawcami opracowywanych technologii. Nasz problem – a zarazem szansa – to duży niewykorzystany wolumen odpadów. Krajowe zużycie gazu ziemnego wynosi obecnie ponad 21 mld m3 w ciągu roku, z czego około 18 mld m3 importujemy. Okazuje się, że dużą część sprowadzanego przez Polskę gazu ziemnego można zastąpić produkowanym na miejscu paliwem odnawialnym. Naukowcy z Uniwersytetu Przyrodniczego w Poznaniu oszacowali możliwość wykorzystania odpadów z przemysłu rolno-spożywczego w Polsce na równowartość blisko 8 mld m3 metanu rocznie. A do tego są jeszcze odpady biodegradowalne z miast, które zgodnie z dyrektywami Unii Europejskiej będziemy w coraz większym stopniu sortować.

Opracowywana biogazownia ma być uniwersalna (w kontekście wykorzystywanego surowca), zautomatyzowana i ograniczy lub wręcz wyeliminuje konieczność zapewnienia ciągłego, specjalistycznego nadzoru nad przebiegiem procesu wytwarzania biometanu. Skomputeryzowana technologia powinna zawierać dodatkowe elementy innowacji technologicznej, mające zwiększyć elastyczność operacyjną i opłacalność pracy, przy jednoczesnym rozwiązaniu kluczowych dla branży problemów, takich jak emisje uciążliwych dla człowieka odorów. Cyfryzacja i automatyzacja procesu nadzoru biogazowni nieprzypadkowo należą do najwyżej ocenianych kryteriów, które zostały postawione przed startującymi w tym przedsięwzięciu podmiotami.

Z danych GUS wynika, że w 2018 r. zostało wytworzonych ponad 583,1 tys. ton suchej masy komunalnych osadów ściekowych, podczas gdy 15 lat wcześniej było to 447 tys. ton. W odpowiedzi na ten problem Ministerstwo Środowiska przyjęło w 2018 roku „Strategię postępowania z komunalnymi osadami ściekowymi na lata 2019-2022”. Celem dokumentu jest zorganizowanie warunków i wykreowanie mechanizmów sprzyjających rozwiązaniu narastającego problemu zagospodarowania komunalnych osadów ściekowych stanowiących odpady. Dużą ich ilość można przetworzyć i powtórnie wykorzystać, ale do tego trzeba dysponować odpowiednią technologią.

Do wyścigu o przełomowe rozwiązania w tym zakresie stanęło w ubiegłym roku Narodowe Centrum Badań i Rozwoju, rozpoczynając przedsięwzięcie „Oczyszczalnia przyszłości”. Jak wskazują eksperci NCBR, aby stworzyć nowe szanse rozwojowe dla sektora gospodarki wodno-ściekowej w Polsce, należy rozwiązać kilka podstawowych problemów. Główne wyzwania to: zagospodarowanie oczyszczonych ścieków (odnowa i odzysk wody), ograniczenie utraty pierwiastków biogennych oraz zanieczyszczenia nimi środowisk wodnych (odzysk biogenów), usunięcie ze ścieków mikrozanieczyszczeń, odzysk energii i energooszczędność procesów technologicznych oraz wspomniane już wcześniej efektywne zagospodarowanie osadów ściekowych. Ponadto dzięki instalacji zostanie odzyskana woda, służąca do powtórnego wykorzystania w rolnictwie, a w miastach – do zaspokojenia potrzeb komunalnych lub przemysłowych, czyli np. do utrzymania zieleni miejskiej, jako wymiennik ciepła w ciepłownictwie, jako rozpuszczalnik w przemyśle. Z kolei odzyskane surowce, takie jak: związki fosforu, azotu i węgla, posłużą do produkcji nawozów oraz polepszaczy gleby w rolnictwie i ogrodnictwie.

Dzięki takiemu podejściu, oczyszczalnie ścieków wraz z biogazowniami staną się fundamentem gospodarki cyrkularnej, powodując, że cenne rolniczo biogeny będą krążyły w obiegu zamkniętym, znacznie ograniczając produkcję nawozów na bazie surowców kopalnych. Pozwolą też redukować zanieczyszczenia rzek i wód gruntowych tymi związkami.

– Ilość produkowanych przez cywilizację odpadów gromadzonych na wysypiskach czy rozchodzących się po prostu w przestrzeni, w powietrzu, glebie i wodzie, jest impulsem do pilnych działań. Zdajemy sobie sprawę, że zatrzymanie tych destrukcyjnych dla środowiska i człowieka procesów to duże wyzwanie. Jesteśmy jednak optymistami i w opracowaniu pełnoskalowych demonstratorów czy to oczyszczalni przyszłości, czy to innowacyjnych biogazowni widzimy zarazem dużą szansę dla polskich przedsiębiorców. W naszych przedsięwzięciach badawczych powstają technologie, które tworzą gospodarkę obiegu zamkniętego, to znaczy zamykają one całkowicie obieg biogenów w gospodarce, w odniesieniu do rolnictwa – mówi dr inż. Wojciech Kamieniecki, dyrektor Narodowego Centrum Badań i Rozwoju. – Rozwiązania projektowane przez wykonawców pomogą wprowadzić Polskę w świat przyszłości zgodny ze strategią Green Deal. W tym aspekcie my już widzimy, że świat ten nie jest tak bardzo odległy do osiągnięcia – dodaje.

Przedsięwzięcia „Innowacyjna biogazownia” oraz „Oczyszczalnia przyszłości” to tylko dwie z serii inicjatyw zaprojektowanych przez NCBR, a wpisujących się w założenia strategii Europejskiego Zielonego Ładu. Każde z nich ma na celu stworzenie nowych technologii dla polskiej gospodarki oraz zapewnienie komfortu życia przyszłych pokoleń. Przedsięwzięcia te są finansowane z Funduszy Europejskich (POIR), a realizowane w trybie zamówień przedkomercyjnych (PCP). W tym przypadku Centrum występuje w roli zamawiającego, który definiuje problem do rozwiązania, a tym samym kreuje nowy rynek dla nowatorskich produktów.

Wykonawcy opracują demonstratory nowoczesnych technologii również w takich przedsięwzięciach, jak: „Budownictwo efektywne energetycznie i procesowo”, „Technologie domowej retencji”, „Wentylacja dla szkół i domów”, „Magazynowanie energii elektrycznej”, „Magazynowanie Ciepła i Chłodu”, „Ciepłownia Przyszłości, czyli system ciepłowniczy z OZE”. Z tym ostatnim projektem koresponduje pokrewne przedsięwzięcie „Elektrociepłownia w lokalnym systemie energetycznym”. Wszystkie te inicjatywy to szansa na czystsze środowisko, zdrowsze społeczeństwo i nowoczesną, konkurencyjną gospodarkę.

Źródło: NCBR

Fot: NCBR

INNOWACYJNA METODA RENOWACJI RUR CIEPŁOWNICZYCH W SZTOKHOLMIE

Norrenergi odnowiło odcinek sieci ciepłowniczej w Sztokholmie bez wykopywania i wymiany starych rur. Przedsiębiorstwo energetyczne zidentyfikowało nieszczelną rurę ciepłowniczą znajdującą się pod drogą. Wymiana tego odcinka rury przy użyciu tradycyjnych metod miałaby poważny wpływ na ruch drogowy, w tym na kilka linii autobusowych, ponieważ duży odcinek drogi wymagałby wykopania. W obliczu tego problemu firma Norrenergi zwróciła się do firmy Pressure Pipe Relining Sweden AB (“PPR”) i zdecydowała się na zastosowanie CarboSeal®, nowego rozwiązania służącego do renowacji rurociągów ciepłowniczych poprzez ich doizolowanie.

Firma Fjärrvärmeprojekt Sverige AB została zaangażowana do projektu w celu wsparcia planowania i wykonania. Firma instalacyjna Pollex AB została wyznaczona do montażu „wykładziny” CarboSeal® . Wspierali ich inżynierowie z PPR, którzy nadzorowali cały proces. Zespół stanął przed wyzwaniem, ponieważ przeciekający odcinek zawierał dwa kompensatory i zakręt o kącie 12 stopni.

W związku z przeciekającym odcinkiem dokonano już redukcji średnicy z DN 400 do DN 300, więc zespół opracował rozwiązanie polegające na utwardzeniu CarboSeal® w rękawie DN 300 wewnątrz przeciekających rur DN 400. Rozwiązanie to umożliwiło również przeprowadzenie izolację przez kompensatory i kolano 12 stopni.

Standardowa instalacja CarboSeal® trwa od jednego do dwóch dni, ale ponieważ było to nowe rozwiązanie, zespół postanowił przyjąć konserwatywny plan czasowy i poświęcić trzy dni na odnowienie każdej z rur (zasilającej i powrotnej). Renowacja rur została zakończona w ciągu pięciu dni. Rury zostały zespawane ze sobą, ponownie uruchomione i pracują bez problemów od końca maja 2021 roku. Stare rury otrzymały nowe życie, bez konieczności ich wykopywania, ponownego napełniania i recyklingu. Co więcej, nie były potrzebne żadne pozwolenia na rozkopywanie ulic, zmianę tras autobusów czy przekierowanie ruchu. Oprócz skróconego czasu i wysiłku, dzięki uniknięciu wykopów i wymiany rur, ślad węglowy został zredukowany o 80%.

Opatentowany system CarboSeal® został opracowany przez doświadczoną grupę właścicieli sieci ciepłowniczych, firm zajmujących się uszczelnianiem i ekspertów w dziedzinie materiałów, przy cennym wsparciu instytutów badawczych i stowarzyszeń ciepłowniczych. Dokładne testy i oceny potwierdziły, że system jest w stanie wytrzymać wysokie temperatury i ciśnienia w sieciach ciepłowniczych przez długi czas, co okazało się niemożliwe w przypadku konwencjonalnych rozwiązań.

Źródło: Euroheat & Power
Fot. Pixabay

PGE EC W GDYNI ZYSKAŁA NOWOCZESNĄ OCZYSZCZALNIĘ ŚCIEKÓW W TECHNOLOGII INNUPS

W gdyńskiej elektrociepłowni PGE Energia Ciepła z Grupy PGE oddana została do użytku instalacja INNUPS, będąca odpowiedzią na potrzebę poszukiwania nowych, niezawodnych i dużo sprawniejszych metod oczyszczania ścieków pochodzących z mokrego odsiarczania spalin. Dzięki zastosowaniu nowej technologii, ścieki oczyszczane są w znacznie wyższym stopniu niż wymagają tego obowiązujące od sierpnia 2021 r. normy określone w Konkluzjach BAT.

Do sierpnia 2021 r. ścieki z mokrego odsiarczania spalin w Elektrociepłowni PGE Energia Ciepła w Gdyni oczyszczane były do parametrów zgodnych z obowiązującymi regulacjami metodą mechaniczno-chemiczną. Po wprowadzeniu nowych, ostrzejszych norm, dobudowany został do istniejącej instalacji dodatkowy stopień oczyszczania w opatentowanej przez PGE Energia Ciepła, firmę Purolite i Politechnikę Krakowską technologii INNUPS. Dzięki zastosowaniu nowej technologii, ścieki oczyszczane są w znacznie wyższym stopniu niż wymagają tego obowiązujące normy, a dodatkowo, bez negatywnego wpływu na środowisko, możliwe jest odzyskiwanie metali wartościowych rynkowo, np. metali ziem rzadkich oraz metali szlachetnych.

Jesteśmy liderem rynku ciepła w Polsce, chcemy być także liderem zmian środowiskowych w całym sektorze. Mamy świadomość, że jako firma ciepłownicza korzystamy ze środowiska, mając wpływ na jego stan. Prowadzone w PGE Energia Ciepła inwestycje w jego ochronę służą przede wszystkim utrzymaniu zdolności produkcyjnych poprzez zachowanie zgodności z wymaganiami prawnymi. Równie ważną przesłanką jest nasza troska o jak najmniejsze oddziaływanie wytwarzania ciepła i energii elektrycznej na otoczenie – powiedział Przemysław Kołodziejak, prezes zarządu PGE Energia Ciepła.

Technologia INNUPS oparta jest na zastosowaniu żywic jonowymiennych. Ich zastosowanie w procesach uzdatniania wody nie jest nowe. W odróżnieniu jednak od funkcjonujących już rozwiązań rynkowych, INNUPS nie powoduje powstawania typowych poprocesowych odpadów niebezpiecznych, których późniejsza utylizacja zwiększyłaby koszty produkcji. Dodatkowo INNUPS umożliwia kontrolowane wyizolowanie koncentratów poszczególnych grup pierwiastków z materiału wejściowego, w których ich stężenie jest bardzo małe. Zastosowanie tej technologii pozwala na pozyskanie kluczowych dla gospodarki koncentratów metali bez degradacji środowiska, co stanowi dodatkowy zysk ekologiczny.

W instalacji INNUPS ścieki oczyszczane są w kilku etapach. Na początku są one podawane na filtry żwirowe i filtr węglowy. W kolejnym etapie trafiają do czterech kolumn jonowymiennych, które zasypane są specyficznymi sorbentami i żywicami jonowymiennymi. Każda z kolumn odpowiedzialna jest za usuwanie innej grupy metali ciężkich. Ostatnia kolumna to tzw. bezpiecznik, który w razie, gdyby wystąpiły zaburzenia procesu, jest w stanie usunąć wszystkie metale – tłumaczy Rafał Nowakowski, dyrektor Departamentu Badań i Rozwoju PGE Energia Ciepła.

Dodatkiem do instalacji INNUPS jest instalacja odzysku boru ze ścieków po odsiarczaniu spalin. Bor jest cennym biopierwiastkiem, którego brakuje w polskich glebach. Instalacja ta przewidziana jest do produkcji czystego boranu wapnia, który będzie wzbogacał nawozy do uprawy roślin – dodał Rafał Nowakowski.

Opracowanie technologii INNUPS to owoc polskiej myśli technicznej, sześciu lat badań i współpracy z amerykańską firmą PUROLITE, wyspecjalizowaną w produkcji i przemysłowym wykorzystaniu żywic jonowymiennych.

Źródło: PGE EC
Fot. PGE EC

CO2 JAKO CZYNNIK CHŁODNICZY W MORSKIEJ POMPIE CIEPŁA

Szwajcarski koncern technologiczny ABB dostarczy zintegrowaną infrastrukturę elektryczną do budowy morskiej pompy ciepła o mocy 50 MW w Danii. Technologia pomp ciepła zostanie dostarczona przez niemieckiego specjalistę MAN Energy Solutions.

Szwajcarski koncern technologiczny ABB ujawnił, że dostarczy zintegrowaną infrastrukturę elektryczną do budowy morskiej pompy ciepła o mocy 50 MW w duńskim mieście portowym Esbjerg.

Pompa ciepła zostanie dostarczona przez niemiecką firmę MAN Energy Solutions SE – która jest dostawcą wielkogabarytowych silników wysokoprężnych i turbomaszyn do zastosowań morskich i stacjonarnych – i będzie zasilana z pobliskich farm wiatrowych.

Pompa ciepła z elektrotermicznym magazynowaniem energii (ETES) jest wielkoskalową instalacją “trigeneracyjną” do jednoczesnego magazynowania, wykorzystywania i dystrybucji energii elektrycznej, ciepła i chłodu. System wykorzystuje energię elektryczną do produkcji energii cieplnej, która może być następnie wykorzystana do ogrzewania lub chłodzenia albo przekształcona w energię elektryczną. Moc wejściowa i wyjściowa wynosi od 2 do 5o MW, a pojemność magazynowa od 10 do kilkuset MWh.

Dzięki tej technologii pomp ciepła, energia elektryczna, ciepło i chłodzenie nie są już traktowane oddzielnie, ale stają się częścią nadrzędnego systemu zarządzania energią. W tym procesie ETES funkcjonuje jako pomost pomiędzy rynkiem dostaw energii elektrycznej a rynkiem dostaw ciepła i chłodu.

Zgromadzone w ETES chłód i ciepło mogą być dystrybuowane do różnych typów odbiorców. Na przykład, ciepło może być przekazywane do sieci ciepłowniczych, przemysłu spożywczego i pralni. Natomiast zastosowania dla chłodzenia obejmują centra danych, hale hokejowe i łyżwiarskie oraz klimatyzację w wieżowcach.

„ABB wdroży swój kompletny pakiet elektryczny, oprzyrządowania i sterowania (EIC), silniki i napędy o zmiennej prędkości obrotowej dla elektrowni pompy ciepła, która będzie największą na świecie pompą ciepła wykorzystującą wodę morską opartą na CO2 jako czynniku chłodniczym” – poinformowała firma w oświadczeniu. „Mając na uwadze, że Esbjerg stoi przed obszarem światowego dziedzictwa UNESCO, jakim jest Morze Wadden, staranny wybór odpowiedniej pompy był niezbędny”.

„Ten projekt pokazuje, jak energia pozyskiwana z coraz ważniejszego sektora odnawialnych [energii] może być wykorzystywana poza siecią energetyczną i jak istotne dla dekarbonizacji przyszłości energetycznej będzie sprzężenie sektorowe”, powiedział MAN Energy Solutions w oświadczeniu wydanym we wrześniu. „Przy całkowitej mocy grzewczej 50 MW, nadchodząca ciepłownia zaopatrzy około 100.000 lokalnych mieszkańców w około 235.000 MWh ciepła rocznie”.

Źródło: PV Magazine
Fot. Pixabay

ENEA CIEPŁO STAWIA NA ZIELONY WODÓR W CIEPŁOWNICTWIE

Enea Ciepło podpisała umowę z Narodowym Centrum Badań i Rozwoju na prace badawczo-rozwojowe dotyczące możliwości wykorzystania zielonego wodoru w ciepłownictwie. Zadaniem konsorcjum, w którego skład wchodzi spółka z Grupy Enea, jest stworzenie koncepcji zasilania silnika gazowego zielonym wodorem wyprodukowanym w elektrolizerze dzięki energii elektrycznej pochodzącej w 100% z OZE. Powstała w ten sposób energia ma być wykorzystywana w ciepłownictwie.

Konsorcja i firmy zakwalifikowane do konkursu w ramach projektu “Elektrociepłownia w lokalnym systemie energetycznym”, mają sprawdzić hipotezę badawczą o rynkowej wykonalności systemu elektrociepłowniczego, który będzie mógł dostarczać odbiorcom ciepło i energię elektryczną pozyskane w co najmniej 80% z odnawialnych źródeł energii. W konkursie Enea Ciepło działając wspólnie z Zakładami Pomiarowo-Badawczymi Energetyki „ENEGROPOMIAR” z Gliwic, wykona koncepcję zasilania silnika gazowego zielonym wodorem wyprodukowanym w elektrolizerze, który zasilany jest w 100% energią elektryczną wyprodukowaną ze źródeł OZE. Konsorcjum z udziałem Enei Ciepło otrzyma 500 tys. zł brutto na realizację prac w I etapie konkursu NCBR.

Ciepłownictwo, w tym Enea Ciepło, stoi przed dużym wyzwaniem transformacji energetycznej. Poszukujemy rozwiązań nowoczesnej produkcji ciepła ze źródeł zero i niskoemisyjnych, które z powodzeniem moglibyśmy wykorzystać w przyszłości. Możliwość przeprowadzenia prac badawczo-rozwojowych w ramach programu Narodowego Centrum Badań i Rozwoju jest szansą na zdobycie bezcennych doświadczeń w obszarze nowoczesnych technologii wodorowych – powiedział Paweł Szczeszek, prezes Enei.

Kierunek rozwoju, który Enea Ciepło zamierza starannie przeanalizować w ramach tego projektu, i miejmy nadzieję skutecznie wdrażać, jest zgodny z projektem „Polskiej Strategii Wodorowej do roku 2030 z perspektywą do 2040 r.” Pozytywny wynik naszych prac, na który liczymy, może wskazać kierunek rozwoju innowacyjnych źródeł energii w Grupie Enea, opartych o paliwo wodorowe – powiedział Cezary Ołdakowski, prezes Enei Ciepło.

W proponowanym przez konsorcjum z udziałem Enei Ciepło rozwiązaniu uwzględniono elektrolizer, magazyn wodoru, silnik gazowy, akumulator ciepła oraz kocioł szczytowy. Całkowita planowana zainstalowana moc cieplna to 1,1 MW, natomiast elektryczna to 0,45 MW. Enea Ciepło wspólnie z Zakładami Pomiarowo – Badawczymi Energetyki „ENEGROPOMIAR” są jednymi z dziesięciu podmiotów, zakwalifikowanych do I etapu prac badawczo-rozwojowych, w ramach którego opracują swoje koncepcje na innowacyjny model funkcjonowania systemu elektrociepłowniczego. Po zakończeniu I etapu Narodowe Centrum Badań i Rozwoju wybierze najlepsze rozwiązanie i przekaże zwycięzcy 36 mln zł brutto na jego realizację.

Celem przedsięwzięcia „Elektrociepłownia w lokalnym systemie energetycznym” jest opracowanie innowacyjnej technologii uniwersalnego systemu wytwarzania i magazynowania energii do celów grzewczych w połączeniu z kogeneracją opartą o odnawialne źródła energii. Zrealizowane projekty mają zwrócić uwagę na kwestie: ochrony powietrza i klimatu oraz osiągnięcia neutralności klimatycznej (zerowy poziom emisji gazów cieplarnianych netto) do 2050 r. zgodnie z założeniami Europejskiego Zielonego Ładu.

Projekty z wykorzystaniem m.in.: zielonego wodoru, energii słonecznej, energii wiatrowej czy biogazu powinny umożliwiać redukowanie roli konwencjonalnych technologii wytwarzania ciepła i energii elektrycznej na rzecz zero i niskoemisyjnych nowoczesnych rozwiązań w ciepłownictwie. Zrealizowane w przedsięwzięciu “Elektrociepłownia w lokalnym systemie energetycznym” konkursowe prace badawczo – rozwojowe mają przyczynić się do upowszechniania technologii odnawialnych źródeł energii w polskim elektrociepłownictwie.

Źródło: Enea Ciepło
Fot. Enea Ciepło

POWER-2-X I CIEPŁOWNICTWO SYSTEMOWE

Istnieje szeroki konsensus, że ciepło z technologii power-2-X (PtX) może być wykorzystane w ciepłownictwie systemowym, ale nie było przeglądu lub konkretnej definicji korzyści płynących z integracji P2X i ciepłownictwa. Niniejszy raport koncentruje się na roli ciepłownictwa systemowego w odniesieniu do P2X, oraz dlaczego integracja technologii oraz sektora jest ważna. Skupia się na produkcji wodoru (elektroliza) i ciepła odpadowego.

Nie jest pewne gdzie i kiedy elektrownie P2X zostaną zbudowane w Danii i jak duża będzie ich wydajność. Wodór jest absolutnie kluczowy, a całkowite szacunki mocy do 2030 roku wynoszą od 1 do 6 GW elektrolizy. Ciepło odpadowe jest generowane zarówno z samej elektrolizy jak i przez systemy pomocnicze w elektrowni P2X, takie jak sprężarki. Ciepło odpadowe stanowi około 10-25 % energii i mogłoby potencjalnie pokryć do około 20 % obecnej produkcji ciepła sieciowego przy mocy 6 GW.

Raport podsumowuje:

  • Ciepłownictwo systemowe może przyczynić się do sukcesu P2X. Koszty produkcji zielonego wodoru mogą być zredukowane jeżeli elektroliza i ciepłownictwo będą zintegrowane. Poprawa finansowa dla producentów wodoru może pomóc w przyspieszeniu budowy większych zakładów P2X w Danii.
  • Ciepło z P2X jest dobrze przystosowane do integracji z ciepłownictwem jako część neutralnego pod względem emisji dwutlenku węgla zaopatrzenia w ciepło.
  • Wykorzystanie ciepła P2X dla ciepłownictwa promuje integrację w sektorach takich jak energetyka, transport, odpady, przemysł i rolnictwo. Oznacza to zwiększoną oszczędność energii i integrację sektorową.
  • Może to również oznaczać wzrost zielonego eksportu.

Pełny raport dostępny jest pod tym linkiem.

Źródło: euroheat.org
Fot. euroheat.org

SPOSÓB ELIMINACJI ŚCIEKÓW Z MOKREGO ODSIARCZANIA SPALIN

W wielu procesach przemysłowych powstają ścieki, ich usunięcie to jeden z poważniejszych problemów eksploatacyjnych między innymi w elektrowniach, elektrociepłowniach oraz ciepłowniach. Wśród różnych nowych rodzajów ścieków takich jak np. koncentraty z układów stosujących membranowe techniki oczyszczania wody, czy ścieki z mycia membran (CIP), na uwagę zasługują ścieki z instalacji mokrego odsiarczania spalin (IMOS). Dotychczas większość ścieków w elektrowniach czy też w elektrociepłowniach była zagospodarowywana w ramach hydrotransportu na składowiska popiołu, co nie sprzyjało rozwojowi zaawansowanych technik oczyszczania ścieków przemysłowych.

Ścieki powstające w IMOS charakteryzuje wysoka zawartość chlorków, siarczanów, metali ciężkich, zawiesin (głównie gipsu), związków azotowych, a ponadto zawierają one duży ładunek substancji organicznych. Pod uwagę należy także wziąć fakt, że ścieki z elektrowni opalanych węglem kamiennym różnią się znacząco od ścieków z elektrowni opalanych węglem brunatnym. Ścieki w pierwszym przypadku zawierają dużą ilość chlorków, a w drugim siarczanów. Jakkolwiek ilość tych ścieków jest stosunkowo mała to ich wpływ na bilans jakościowy całości strumienia ścieków przemysłowych powstających na terenie konkretnego obiektu może być duży i często decydujący o możliwości zrzutu ścieków. Stan ścieków i wód odpadowych regulowany aktualnie jest aktami prawnymi [1, 2]. W elektrowniach starszego typu oczyszczalnia ścieków wyposażona jest w zbiornik ścieków surowych, dwustopniowy układ reakcyjno-sedymentacyjny oraz węzeł korekty pH. Ten system pozwala jedynie na usunięcie zawiesin metali ciężkich oraz korektę pH. Nowszego typu instalacje oczyszczania ścieków z IMOS pomimo znacznie bardziej rozbudowanego systemu oczyszczania (np. z dwoma stopniami strącania zanieczyszczeń i możliwością schłodzenia) nadal nie zapewniają usuwania ze ścieków związków azotu, nadmiaru substancji organicznych oraz nadmiaru chlorków i siarczanów. Często stężenie dobrze rozpuszczalnych soli nawet wzrasta na skutek wprowadzenia do ścieków potrzebnych chemikaliów. Istniejące oczyszczalnie ścieków z IMOS nie są zatem w stanie spełnić wszystkich wymagań stawianych ściekom oczyszczonym przez przepisy krajowe [1] i konkluzje BAT [2]. Tak więc w celu uzyskania wymaganych poziomów zanieczyszczeń ścieków odprowadzanych do środowiska należało by rozbudować już istniejące instalacje oczyszczania ścieków o kosztowne układy wykorzystujące techniki membranowe, odwróconą osmozę elektrodializę lub wyparki, często z dodatkowym układem krystalizacji półproduktu [3 – 6]. Jednak budowa kolejnych węzłów oczyszczania skutkować będzie powstawaniem nowych odpadów – stałych i ciekłych, które trzeba będzie utylizować

Proponowane rozwiązanie

Na podstawie analizy stanu techniki i doświadczeń własnych [7, 8] opracowano rozwiązanie polegającego na wtrysku wstępnie oczyszczonych (z zanieczyszczeń mechanicznych) ścieków do kanału spalin przed elektrofiltrem w celu ich odparowania. Wtrysk ścieków odbywa się za pomocą lanc wtryskowych z systemem dysz dwuczynnikowych w odpowiednio wybranym odcinku kanału spalin. Schemat ideowy instalacji wtrysku ścieków do kanału spalin przed elektrofiltrem przedstawiono na rys. 1.

Rys. 1. Schemat instalacji do wtrysku ścieków z dodatkiem utleniacza do kanału spalin przed elektrofiltrem.

Proponowane rozwiązanie jest przede wszystkim przeznaczone do zastosowania w istniejących blokach energetycznych i jednostkach ciepłowniczych, które posiadają instalacje mokrego odsiarczania spalin. Jest to rozwiązanie, które nie ingeruje w instalację kotłową ani w istniejące instalacje oczyszczania spalin, a ponadto może być również eksploatowane jako instalacja do ograniczania emisji Hg. W takim przypadku do ścieków dodatkowo wprowadzona zostaje odpowiednia dawka selektywnego utleniacza rtęci metalicznej obecnej w spalinach kotłowych. Rozwiązanie polegające na wprowadzeniu utleniacza jest przedmiotem patentu autorów [9]. Zjawiska przebiegające w kanale spalin przed odpylaczem w miejscu wtrysku wpływają na tworzenie się aglomeratów cząsteczek pyłu zawartych w spalinach, a także na tworzenie cząstek pyłu pokrytych powierzchniowo warstewką soli związków zawartych w ściekach. W efekcie następuje odparowanie wody, a powstałe stałe produkty wytrącane zostają w odpylaczu i wraz z głównym strumieniem pyłu usuwane są z niego, a następnie trafiają do systemu zagospodarowania wytrąconych popiołów.

Wyniki testów przemysłowych wtrysku ścieków przed elektrofiltrem

Testy wtrysku ścieków do kanału spalin przed elektrofiltrem prowadzone były na obiekcie przemysłowym wyposażonym w kocioł OP-650 opalany węglem kamiennym i biomasą (do 10%). Ścieki do badań pochodziły z instalacji odsiarczania spalin metodą mokrą (IMOS), która oczyszcza od 500 tys. do 1 600 tys. m3/h spalin wilgotnych w warunkach umownych, o temperaturze 120-140C. Ścieki powstające w procesie odsiarczania są kierowane były do instalacji oczyszczania ścieków gdzie ich oczyszczanie przebiegało w następujących etapach:

  • neutralizacja i wytrącanie metali ciężkich,
  • flokulacja i separacja cząstek stałych,
  • odwadnianie wytrąconego osadu.

Tak oczyszczone ścieki miały pH=8,5 i zawierały jeszcze znaczne ilości chlorków – około 30 000 mg/dm3, siarczanów – około 2 000 mg/dm3 oraz związków rtęci i innych metali ciężkich i nie spełniały norm ustawowych zgodnie z RMGMiŻŚ [1]. Zakres zmienności parametrów wtryskiwanych ścieków do spalin w trakcie testów przedstawiono w tabeli 1.

W celu umożliwienia okresowej eliminacji tych ścieków RAFAKO zaprojektowało i wybudowało instalację wtrysku na dwóch poziomych kanałach przed elektrofiltrem. Układ wtrysku to umieszczone w każdym z dwóch kanałów spalin lance (2 sztuki/kanał), każda wyposażona w 12 dysz dwuczynnikowych. Powietrze służące do wtrysku ścieków jest podgrzewane nagrzewnicą kanałową. Na rys. 2 pokazano rozmieszczenie lanc i dysz wtryskowych

Rys. 2. Lance wtryskowe zamontowane w kanale spalin (a) i próba działania lanc (b)

Wyniki testów

W trakcie testów podawano około 1,2-2,5 m3/h ścieków do jednego z kanałów (lewego lub prawego) przed elektrofiltrem. Temperatura spalin w przekroju pomiarowym na wlocie do elektrofiltru w trakcie wtrysku nie ulegała zmianie, a elektrofiltr pracował bez zakłóceń.

Przed i w trakcie wtrysku pobrano próbki popiołu lotnego w celu określenia składu ziarnowego, rezystywności i składu chemicznego. Na rys. 3 pokazano wyniki analizy składu ziarnowego próbek popiołów pobranych z lejów zbiorczych pierwszych stref, przy dozowaniu ścieków do kanału spalin przed elektrofiltrem i bez wtrysku.

Rys. 3. Skład ziarnowy popiołu lotnego z elektrofiltru za kotłem OP-650 pierwsza strefa odpylania

Charakterystyki pyłów na rys. 3 wskazują, że wtrysk ścieków do kanału spalin przed elektrofiltrem wpływa na skład ziarnowy popiołu wytrąconego w elektrofiltrze i popiół wytrącony w 1-szej strefie elektrofiltru po zastosowaniu wtrysku ścieków ma skład ziarnowy przesunięty w kierunku grubszych ziaren. W trakcie wtrysku ścieków wykonano pomiary skuteczności odpylania,(moc bloku od 140 do 200 MW) a uzyskane wyniki pokazały, że elektrofiltr pracował ze skutecznością powyżej 99%. Skład pierwiastkowy próbek popiołów wykonano metodą fluorescencji rentgenowskiej a przeprowadzona analiza nie wykazała istotnych różnic w składzie chemicznym popiołów z wtryskiem i bez wtrysku ścieków. Z kolei badania próbek pyłu wykonane za pomocą mikroskopu skaningowego metodą spektrofotometryczną wykazały wzrost zawartości Cl w wyniku dozowania ścieków, co niewątpliwie wiąże się z dużą zawartością tego pierwiastka we wtryskiwanych ściekach.
W kolejnym etapie prac badawczych na tym samym obiekcie przemysłowym wybudowano autonomiczną instalację do przygotowania i wtrysku wybranego addytywu utleniającego rtęć metaliczną zawartą w spalinach, przy użyciu istniejących lanc wtryskowych (rys. 2). Ograniczenie emisji rtęci następuje w tym przypadku przez jej związanie na cząstkach popiołu lotnego i usunięcie w elektrofiltrze. Wyniki przeprowadzonych pomiarów wskazują na około 10% wzrost skuteczności ograniczania emisji rtęci w warunkach w jakich prowadzono testy. Doświadczenia autorów wskazują na możliwość znacznie skuteczniejszego ograniczania emisji rtęci przy wykorzystaniu procesów mających miejsce w absorberze IMOS [9, 10].
Podsumowanie
Rosnący problem związany z zaostrzaniem wymagań odnośnie do czystości ścieków odprowadzanych z działalności przemysłowych, w tym w szczególności z elektrowni i innych zakładów energetycznych powoduje konieczność poszukiwania innowacyjnych i tanich rozwiązań. Do tej grupy należy zaproponowane rozwiązanie w postaci instalacji wtrysku ścieków do spalin przed elektrofiltrem. Zapewnia ono jednoczesną eliminację strumienia ścieków, poprawia pracę odpylacza i dodatkowo może być wykorzystane do ograniczenie emisji rtęci co zostało potwierdzone w warunkach przemysłowych.
Jakkolwiek niewątpliwy potencjał proponowanego rozwiązania został potwierdzony to dobór parametrów pracy instalacji wymaga każdorazowo indywidualnego podejścia z uwzględnieniem aktualnych parametrów ścieków i spalin co wiąże się z opracowaniem algorytmu sterowania pracą dysz wtryskowych. W celu oceny możliwych do zastosowania wariantów rozwiązań konstrukcyjnych w danych warunkach pracy obiektu zbudowano przewoźną instalację demonstracyjną przedstawioną na rys. 4.

Parametry pracy instalacji:

  • ciśnienie cieczy: 4-9 bar,
  • strumień cieczy: 0,5-5,0 m3/h,
  • ciśnienie powietrza 3-6 bar,
  • strumień powietrza: 100-200 m3/h,

Rys. 4. Przewoźna instalacja do wtrysku ścieków, ścieków i addytywów utleniających

Zabudowa instalacji nie wymaga istotnych zmian w istniejącej infrastrukturze, często możliwe jest wykorzystanie istniejących kanałów spalin przed elektrofiltrem.

Literatura
[1] Rozporządzenie Ministra Gospodarki Morskiej i Żeglugi Śródlądowej z dnia 12 lipca 2019 r. w sprawie substancji szczególnie szkodliwych dla środowiska wodnego oraz warunków, jakie należy spełnić przy wprowadzaniu do wód lub do ziemi ścieków, a także przy odprowadzaniu wód opadowych lub roztopowych do wód lub do urządzeń wodnych.
[2] Konkluzje BAT dotyczące dużych instalacji spalania wyszczególnionych w załączniku 1 do Dyrektywy Parlamentu Europejskiego i Rady Europy nr 2010/75/EU z dnia 24 listopada 2010 r. Data publikacji 17 sierpnia 2017.
[3] M. Shuangchen et al. / Renewable and Sustainable Energy Reviews 58 (2016) 1143–1151.
[4] H. Hill, M. Heerman, Zero Liquid Discharge Effluent Guidelines Compliance Strategies for Coal-Fired Power Plants’ FGD Wastewater, Power-Gen International December 7-11, 2014.
[5] T. Tong, M. Elimelech, The Global Rise of Zero Liquid Discharge for Wastewater Management: Drivers, Technologies, and Future Directions, Environ. Sci. Technol. 2016, 50, 6846−6855.
[6] Gao Y., Chen Z. S., The new zero discharge of desulfurization wastewater treatment options. HuadianTechnol 2008; 30(4): 73–5.
[7] Jędrusik M., Świerczok A., Głomba M., Mazurek J., Halfar P., Kamiński B.: Wtrysk oczyszczonych ścieków a praca elektrofiltru. Energetyka Cieplna i Zawodowa. 2013, nr 9, s. 50-54,
[8] M. A. Gostomczyk, M. Jędrusik, A. Świerczok, R. Krzyżyńska, J. Mazurek, P. Halfar: Patent Polska, nr 231036. Sposób redukcji emisji rtęci z kotłów spalających węgiel.
[9] M. A. Gostomczyk, M. Jędrusik, A. Świerczok, D. Łuszkiewicz, M. Kobylańska-Pawlisz, Patent Polska nr 420709: Sposób usuwania rtęci i tlenków azotu ze spalin powstających w elektrowniach węglowych.
[10] Jędrusik M., et al., Niskonakładowa technologia ograniczania emisji rtęci ze spalania węgla, Energetyka Cieplna i Zawodowa, 1, 20-24, 2019.

Autorzy i dane kontaktowe:
prof. dr hab. inż. Maria Jędrusik, maria.jedrusik@pwr.edu.pl, tel. 71 320 36 35
dr hab. inż. Arkadiusz Świerczok, prof. uczelni, arkadiusz.swierczok@pwr.edu.pl, tel. 71 320 39 18

TAK TEŻ MOŻNA – W PEŁNI EKOLOGICZNY WIEJSKI SYSTEM CIEPŁOWNICZY

Ekologiczny ciepłociąg gminny zasilany z biogazowni w Gminie Potęgowo w woj. Pomorskim jest wzorcowym przykładem proekologicznego systemu wykorzystującego odnawialne źródła energii.

Jest realizacją postulatu o wykorzystaniu energii odnawialnej wytwarzanej dla celów bytowych w miejscu jej produkowania, a w ten sposób pokazaniu że społeczność gminna może osiągnąć samowystarczalność energetyczną i poprawić jakość powietrza odstępując od tradycyjnych sposobów ogrzewania węglem. Ciepłociąg łączy odnawialne źródło energii cieplnej z mieszkańcami, a wraz z węzłami tworzy jeden z nowocześniejszych systemów ciepłowniczych zachęcając do naśladownictwa inne gminy.

W Potęgowie istniał mały system ciepłowniczy, którego źródłem ciepła była kotłownia miałowo-węglowa o mocy 2,2 MW. Ze względu na niską sprawność i dużą emisyjność- nawet do 3 tys. ton CO2 do atmosfery rocznie- powinna zostać zamknięta lub poddana kosztownej modernizacji. Problemem była również prawie 40-sto letnia czteroprzewodowa sieć ciepłownicza zbudowana w systemie kanałowym z izolacją wełną mineralną, która nie spełniała już żadnych norm, generując liczne awarie i znaczne straty ciepła na przesyle. Topniejący śnieg na trasie starego ciepłociągu wskazywał na zły stan sieci przesyłowej, a odbiorcom w każdej chwili groziło odcięcie ciepła.

Fot. 1. Topniejący śnieg na trasie starej sieci kanałowej.

Geneza projektu związana jest z wybudowaniem w 2013 r. elektrowni wiatrowej w Darżynie przez prywatnego Inwestora Nadmorskie Elektrownie Wiatrowe Darżyno Sp. z o.o. oraz Elektrowni Biogazowej zasilanej masą organiczną dostarczaną z okolicznej produkcji rolno-spożywczej. Efektem ubocznym produkcji energii elektrycznej było ciepło uwalniane bezpośrednio do atmosfery.  Po kilku latach eksploatacji układu postanowiono przeprowadzić analizy techniczno-ekonomiczne, aby odpowiedzieć na pytanie czy ciepło odpadowe może zostać wykorzystane do ogrzewania mieszkańców Potęgowa. Wynik analizy dał pozytywną odpowiedź i przystąpiono do dalszych prac.

W ten sposób powstała inwestycja, przekształcająca wyspową biogazownie produkującą tylko energię elektryczną do systemu energetycznego w elektrociepłownię zasilaną biomasą, której elementami składowymi są urządzenia do wyprowadzenia ciepła o parametrach 90/65oC w sezonie grzewczym dla c.o. i c.w.u. oraz 70/30oC poza sezonem na potrzeby c.w.u., tj. wymiennikownia ciepła o mocy 2,4 MW wspomagana szczytowym kotłem grzewczym niskotemperaturowym Viessman Vitoplex o mocy 0,7 MW zasilanym biogazem.

Fot. 2. Nowa wymiennikownia.

W celu doprowadzenia ciepła do odbiorców wykonano dwuprzewodową sieć magistralną o długości 1788 mb. i średnicy 2xDz 219,1 x 4,5/315 mm oraz 3163 mb. sieci i przyłączy o średnicach od 42,4 ×2,6/110 mm do 219,1 x 4,5/315 mm na terenie miejscowości Potęgowo. Do budowy sieci użyto najwyższej jakości rur preizolowanych Logstor z barierą dyfuzyjną, wyprodukowanych metodą ciągłą osiową (Axial Conti). Rura preizolowana jest zespołem rurowym składającym się ze stalowej rury przewodowej zaizolowanej sztywną pianką PUR oraz płaszcza osłonowego PE-HD. Występuje z systemem alarmowym lub bez.

Fot. 3. Budowa rury preizolowanej Logstor z barierą antydyfuzyjną.
(Źródło: Logstor)

Zastosowane rury wytwarzane są w ciągłym procesie technologicznym poprzez formowanie pienionej izolacji w ruchomych formach z zastosowaniem folii PE z aluminium, a następnie na izolację wytłaczana jest osłona z płynnego PE-HD. Folia umieszczona pomiędzy izolacją a osłoną spełnia funkcję bariery dyfuzyjnej, która zapobiega wymianie gazów pomiędzy pianką PUR a otoczeniem, co pozwala na zachowanie wysokiej jakości izolacji przez kilkadziesiąt lat. Przedmiotowe rury, również charakteryzują się wysokim współczynnikiem przewodzenia ciepła λ50= 0,0223 W/mK (norma PN-EN 253 λ50= 0,029 W/mK), dzięki czemu w okresie 30 lat można obniżyć straty ciepła na przesyle o ok. 25% w porównaniu do rur preizolowanych produkowanych metodą tradycyjną. W przypadku przedmiotowej inwestycji uzyskane oszczędności ciepła na przesyle tylko z tego tytułu mogą wynieść średnio nawet 1220 GJ/rok.

Wykres 1. Różnice w stratach ciepła wynikające ze starzenia izolacji PUR na przestrzeni 30-stu lat. (Źródło: Logstor)

Do izolacji połączeń pomiędzy rurami zastosowano złącza sieciowane radiacyjnie „SX-WP” z korkami wtapianymi, które przechodzą pozytywnie „badania w skrzyni z piaskiem wg PN-EN 489”- badania obciążenia od gruntu na 1000 cykli przemieszczeń w skrzyni z piaskiem. Mufa dzięki swojej specjalnej budowie, umożliwia wcześniejsze podgrzanie środkowej części złącza w celu nadania jej odpowiedniej temperatury przed zalaniem pianką PUR. Dzięki temu Wykonawca miał możliwość kontynuowania prac podczas okresów przejściowych, kiedy występowała niższa temperatura otoczenia.

Sieć została wyposażona w impulsowy system alarmowy, który nadzorują nowoczesne lokalizatory awarii (Logstor X4) w systemie aktywnym.

Dzięki wysokiej jakości wykonania całego systemu preizolowanego Logstor na etapie produkcyjnym, montaż na budowie jest niezwykle przystępny dla Wykonawcy.

Fot. 4. Montaż sieci magistralnej 2xDz 219,1 x 4,5/315 mm w technologii Logstor.

W ramach inwestycji wykonano i zamontowano także 30 węzłów cieplnych w większości dwufunkcyjnych, w tym 6 w obiektach użyteczności publicznej oraz 17 szt. w blokach. Zamontowane zostały węzły cieplne dwufunkcyjne: zmieszania pompowego dla potrzeb instalacji centralnego ogrzewania (c.o.) o parametrach max 80/60°C oraz wymiennikowy z zasobnikiem ciepła dla przygotowania ciepłej wody użytkowej (c.w.u.) o parametrach stałych 60/10°C. Węzły zostały wyposażone w nowoczesną automatykę ciepłowniczą firmy Danfoss która zapewnia dużą niezawodność działania oraz maksymalne dopasowanie parametrów pracy węzłów do instalacji odbiorczych w budynkach przy jednoczesnym ekonomicznym gospodarowaniu pobieranym ciepłem. Zastosowane regulatory pogodowe umożliwiają rozbudowanie systemu o zdalny monitoring pracy węzłów i możliwość zdalnego sterowania.

Cały system ciepłowniczy objął ok. 1000 na 1400 mieszkańców miejscowości Potęgowo oraz obiekty użyteczności publicznej takie jak Urząd Gminy Potęgowo, Szkoła Podstawowa w Potęgowie, Przedszkole w Potęgowie, Gminne Centrum Kultury w Potęgowie, Gminny Ośrodek Pomocy Społecznej w Potęgowie oraz kotłowni osiedlowej w Potęgowie.  Sieć została zaprojektowana w sposób umożliwiający dalszą rozbudowę w przyszłości, a także przyłączanie się nowych użytkowników.

Poza licznymi korzyściami ekologicznymi i społecznymi związanymi z zmniejszeniem emisyjności dzięki wyłączeniu starej kotłowni, uzyskano również oszczędności w opłatach z wyprodukowane ciepło o ok. 20%, które bezpośrednio przekładają się na finanse odbiorców.

Produkcja ciepła i prądu elektrycznego z odpadów spożywczych oraz istnienie elektrowni wiatrowych jak w Potęgowie skłaniają do  budowy „wyspy energetycznej”. Główne elementy już istnieją, potrzebna jest wola prawodawcy i współpraca z nauką,  aby taki model propagował gminną niezależność energetyczną. Kooperacja Gminy Potęgowo z prywatnym Inwestorem Nadmorskie Elektrownie Wiatrowe Darżyno Sp. z o.o. Elektrownia Biogazowa, a także świetna realizacja doświadczonych firm projektowych i wykonawczych stanowi przykład dla innych, że model gminnej niezależności energetycznej jest możliwy do realizacji.

Firma Infracorr Sp. z o.o., lider konsorcjum firm technologicznych i wykonawczych, została finalistą i otrzymała wyróżnienie za wykonanie inwestycji pn. Ekologiczny ciepłociąg gminny zasilany z biogazowni w Gminie Potęgowo w Ogólnopolskim Otwartym Konkursie Modernizacja Roku & Budowa XXI w. w kategorii “odnawialne źródła energii i technologie ochrony środowiska” oraz otrzymała Nagrodę Polskiej Izby Inżynierów Budownictwa. Nagrodę otrzymał również inwestor Gmina Potęgowo i projektant firma Technika Sanitarna Kazimierz Kurkowski Grudziądz.

Autor: mgr inż. Paweł Zapaśnik, Specjalista ds. sieci ciepłowniczych Infracorr Sp. z o.o.
Źródło: Infracorr Sp. z o.o.