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.
