Przedsiębiorstwo E.ON zamienia ścieki w cenne zasoby dzięki technologii pomp ciepła od GEA
Ograniczenie emisji gazów cieplarnianych z ogrzewania dostarczanego do szwedzkiego miasta Malmö wymagało diametralnej zmiany strategii dużego zakładu energetycznego i zastosowania wydajnych energetycznie pomp ciepła od GEA. Po zbadaniu wody oczyszczalnię ścieków uznano za najlepsze źródło ogrzewania dla gospodarstw domowych, a to innowacyjne podejście polegało na przekształceniu odpadów w użyteczną energię.
Cel dotyczący śladu węglowego
Pod szyldem „Czysty rok 2025” przedsiębiorstwo energetyczne E.ON Sweden czyni starania w kierunku ambitnych celów ochrony klimatu, sformułowanych po raz pierwszy w 2017 roku. Zamierza dostarczać odbiorcom energię w 100% odpadową lub odnawialną do 2025 roku i opracowuje odpowiednie środki w celu osiągnięcia tego celu.
W przedsiębiorstwie uznano, że amoniakalne pompy ciepła GEA idealnie nadają się do sieci ciepłowniczej w południowej Szwecji, aby wraz z biomasą oraz innymi odnawialnymi technologiami ograniczyć emisję gazów cieplarnianych z ogrzewania. Cztery pompy ciepła GEA, każda o wydajności cieplnej 10 MW, zostały zainstalowane obok oczyszczalni ścieków i spalarni odpadów na terenie portu w mieścieMalmö. Obecnie dostarczają 8% całej energii do około 100 000 domostw, co stanowi równowartość rocznego zużycia energii przez 10 000 gospodarstw domowych i przyczynia się do oszczędności na poziomie 50 000 ton CO2 rocznie.
Energia z odpadów
Niezależnie od tego, czy czerpią energię ze ścieków, czy ze spalarni odpadów, pompy ciepła szybko stają się preferowaną odnawialną technologią sieci ciepłowniczych i ogrzewania domów, ponieważ spełniają coraz surowsze zasady ochrony środowiskowe oraz redukują emisję CO2 i koszty eksploatacji.
Pompy ciepła działające w Malmö korzystają z ciepła odpadowego pochodzącego ze ścieków i spalarni odpadów. Zakład E.ON postanowił wykorzystać w systemie poddawane recyklingowi ścieki z uwagi na wyższą temperaturę emitowaną przez oczyszczalnię (14°C) — woda jest cieplejsza niż podmiejska woda morska, która jest zbyt zimna do efektywnego wykorzystania.
Pozyskane 30 MW energii cieplnej ze ścieków zostaje zamienione w użyteczne ciepło dla sieci ciepłowniczej, a zintegrowane pompy ciepła współpracują z pobliską spalarnią odpadów. Pompę ciepła zaprojektowano z myślą o generacji temperatury do 80°C, lecz rzadko wymagana będzie dostawa temperatury wyższej niż 71°C.
Instalacja amoniakalnych pomp ciepła GEA w przedsiębiorstwie E.ON w Malmö
Amoniak — klucz do zrównoważonej przyszłości
Wraz z eliminacją gazów fluorowanych w celu spełnienia stosownego europejskiego rozporządzenia, mającego także na celu redukcję emisji gazów cieplarnianych, coraz popularniejsze stają się naturalne czynniki chłodnicze, zwłaszcza amoniak: czynnik chłodniczy przyjazny dla środowiska, który jest łatwo dostępny, niedrogi i nie powoduje globalnego ocieplenia ani redukcji warstwy ozonowej.
Choć to nie pierwszy raz, gdy pompy ciepła zostają zastosowane w Szwecji, to projekt w Malmö jest pierwszym w kraju wykorzystującym amoniak. Przedsiębiorstwo E.ON wybrało amoniak zamiast czynników chłodniczych na bazie innych substancji chemicznych z uwagi na unijne rozporządzenie w sprawie gazów fluorowanych, które stawia sobie za cel redukcję HFC o 79% do 2030 roku, oraz z uwagi na troskę o świadomych środowiskowo odbiorców energii i zrealizowanie wobec z nich zobowiązania.
Model 3D amoniakalnej pompy ciepła GEA przeznaczonej do projektu w Malmö
Mats Egard, kierownik projektu w E.ON Värme Sverige AB, powiedział: „Taniej byłoby zainstalować pompę ciepła wykorzystującą R134a, lecz nie sądziliśmy, żeby był to czynnik chłodniczy na przyszłość, a przecież zamierzamy stać się w 100% odnawialni. Przed upływem 2025 roku będziemy dostarczać do sieci ciepłowniczej energię pochodzącą z odpadów albo źródeł odnawialnych”.
Kenneth Hoffman, kierownik produktu ds. pomp ciepła w GEA, dodał: „Starsze systemy działały na czynnik chłodniczy zawierający gazy fluorowane, ale rozporządzenie w sprawie tych gazów sprawiło, że systemy zawierające dużą ilość tego rodzaju czynników chłodniczych stały się nieprzyszłościowe. Amoniak to czynnik chłodniczy przyszłości”.
Przygotowania do zadania
Kenneth podsumował wiedzę naukową popierającą efektywną kosztowo technologię pomp ciepła, która przemienia sieci ciepłownicze i ogrzewanie domów oraz dostarcza energię odpadową, która zapewni mieszkańcom Malmö ciepło na długie lata.
Powiedział: „Cztery pompy ciepła pracują równolegle, aby dostarczyć obiecaną temperaturę. Każda z nich ma współczynnik efektywności (COP) przekraczający 3,5, a zatem na każdą 1 kWh energii elektrycznej zużytą przez pompę, 3,5 kWh ciepła zostaje wyprodukowane dla miasta”.
System pomp ciepła wymaga kompleksowej analizyżądanych temperatur oraz oceny odpowiednich parametrów procesu.W wypadku pompy ciepła liczy się każdy stopień, a im dokładniejsza początkowa koncepcja, tym więcej energii można zaoszczędzić. Zamiast skupiać się na małych rurach o znaczącej różnicy temperatur, aby ograniczyć koszty początkowe, warto zainwestować w pompy ciepła, które przełożą się na regularne oszczędności uzyskiwane każdego dnia.
Amoniakalna pompa ciepła GEA w przedsiębiorstwie E.ON w Malmö
Wspieranie bardziej zrównoważonego rozwoju
Technologia pomp ciepła zapewnia oszczędności energetyczne bez względu na branżę, w której jest stosowana oraz zakres, w jakim jest używana. Pozwala realizować proste zadania, takie jak ogrzewanie i chłodzenie małych domów podmiejskich, ale także odgrywa podstawową rolę w strategiach superinteligentnej i zerowej emisji w sieciach ciepłowniczych.
W krajach z mniej surowymi wymogami emisyjnymi lub tam, gdzie polityka typu „limit i handel” na to zezwala, niektórzy producenci decydują się zachować status quo, tym bardziej, że paliwa kopalne nadal są tańsze niż czystsze rozwiązania energetyczne. Jednakże według prognoz Międzynarodowej Agencji Energetycznej IEA do osiągnięcia celów zrównoważenia przed 2030 rokiem udział technologii czystej energii, na przykład pomp ciepła czy ogrzewania energią słoneczną, musi się potroić i objąć ponad jedną czwartą sprzedawanych nowych urządzeń grzewczych. Zatem działajmy już teraz i projektujmy razem z myślą o lepszym świecie!
Zakres dostawy od GEA:
- Rozwiązanie GEA: Dopasowany system pomp ciepła (4 pompy ciepła)
- Wydajność grzewcza: 40 MW
- Źródło ciepła: Woda ściekowa (od 8 do 14°C)
- Radiator: Woda centralnego ogrzewania (od 55 do 65°C)
- Współczynnik efektywności COP: >3,5 (średnia roczna)
- Rodzaj sprężarki: Sprężarka tłokowa GEA Grasso
- Naturalny czynnik chłodniczy: Amoniak
