Najnowocześniejsza elektrociepłownia w Polsce - jedyna taka w Europie. Napędza ją biogaz z odpadów rolniczych i pompy ciepła
Autor: UM Sokołów Podlaski
Innowacyjna instalacja OZE zasili miasto w ciepło
Pod koniec listopada ruszyła nowa elektrociepłownia w Sokołowie Podlaskim. To nowatorska instalacja OZE, wykorzystująca energię biogazu i pomp ciepła. Rozruch instalacji trwał już od kilku miesięcy. Będzie dostarczać ciepło i prąd do 198 budynków i pokryje zapotrzebowanie miejskiej sieci ciepłowniczej w 41%.
Spis treści
- Polska myśl techniczna
- Prąd z biogazu i pompy ciepła – instalacja przyszłości
- Energetyczny system zamknięty
- Sokołów Podlaski stawia na OZE
Realizacja elektrociepłowni nie byłaby możliwa, gdyby nie finansowanie przez NCBR (Narodowe Centrum Badań i Rozwoju), w ramach wygranego przez ten projekt w 2021 roku konkursu narodowego „Elektrociepłownia w lokalnym systemie energetycznym” w ramach Programu Inteligentny Rozwój, ze środków Funduszy Europejskich. Inwestycja z Sokołowa w końcowym etapie rywalizowała z dziewięcioma innymi projektami i ostatecznie zajęła w nim pierwsze miejsce.
Polska myśl techniczna
W 2017 r. powstał z inicjatywy samorządu Lokalny Klaster Energii „Bezpieczna i Czysta Energia dla Sokołowa”. W jego skład weszły Biogas East – biogazownia z Grochowa Szlacheckiego, ECN S.A. – integrator systemów energetycznych, Energotechnika – firma projektowa i wykonawcza systemów energetycznych, Instytut Certyfikacji Emisji Budynków - specjalista w dziedzinie systemów energetycznych ciepłownictwa i Przedsiębiorstwo Usług Inżynieryjno-Komunalnych (PUiK) w Sokołowie Podlaskim – miejska spółka ciepłownicza, wodno-ściekowa i gospodarki odpadami. Dzięki współpracy tych wszystkich podmiotów powstał innowacyjny projekt elektrociepłowni. To system składający się z wielu elementów: układu zasilania z biogazowni, zespołu kogeneracji z generatorem z odzyskiem ciepła, dwóch pomp ciepła oraz szczytowego kotła gazowego zasilanego biogazem i gazem sieciowym. Takiej instalacji jeszcze w Polsce, a także w Europie nie ma. To innowacyjny system opracowany w naszym kraju. Jego współwykonawcą jest Instytut Certyfikacji Emisji Budynków, który prowadził rozruch i będzie nadzorował eksploatację instalacji.
Prąd z biogazu i pompy ciepła – instalacja przyszłości
Obiekt powstał na terenach należących do PUiK w latach 2023 – 2024. Wymagał budowy 9-kilometrowego gazociągu, który połączył go bezpośrednio z biogazownią w Grochowie Szlacheckim. Po drodze biogaz przechodzi przez nowoczesną instalację stacji oczyszczania, dzięki której staje się uszlachetnionym paliwem biometanowym. W elektrociepłowni zasila innowacyjny system produkcji ciepła i energii elektrycznej. Głównym jego elementem jest zespół kogeneracyjny – silnik gazowy napędzający generator prądu z odzyskiem ciepła. Ciepło z układu chłodzenia generatora oraz z ekonomizerów w układzie odprowadzania spalin przetwarza wysokowydajna pompa ciepła typu woda/woda, której instalacja wytwarza ciepło do wspomagania drugiej wysokotemperaturowej pompy ciepła – obie dostarczają energię do miejskiej sieci ciepłowniczej. Zasilanie obu pomp ciepła pochodzi z wytwarzanego w generatorze prądu. W razie potrzeby elektrociepłownia wyprodukowany na własne potrzeby prąd będzie mogła oddawać do sieci i dodatkowo na tym zarabiać. Układ wspomagany jest dodatkowym szczytowym kotłem zasilanym gazem oraz biogazem włączającym się w okresie największego zapotrzebowania na ciepło, np. w bardzo mroźne dni.
Energetyczny system zamknięty
Realizowany projekt jest aktywnym elementem lokalnego systemu energetycznego. Elektrociepłownia będzie produkować energię elektryczną wtedy, gdy jej cena rynkowa jest najwyższa, czyli wtedy, gdy energii najbardziej brakuje. Bezpłatne dysponowanie energią elektryczną będzie możliwe m.in. dzięki magazynowaniu wyprodukowanego biogazu. W ten sposób powstał jeden system, który połączył ciepłownictwo i energetykę. Innowacyjny system będzie pracował z wykorzystaniem odnawialnych źródeł energii w blisko 100% i dostarczał mieszkańcom ciepło.
Wydzielona miejska sieć ciepłownicza będzie zasilana energią wytwarzaną przez układ silników kogeneracyjnych, pomp ciepła i kotła biogazowego, gdzie paliwem będzie biometan pochodzenia rolniczego, a w przyszłości także wytwarzany z odpadów przemysłowych i komunalnych. Miejska sieć ciepłownicza będzie dostarczać ciepło o parametrach na poziomie 80/60 (zasilanie/powrót) stopni Celsjusza, w przyszłości parametry te mogą zostać obniżone do 70/50 stopni Celsjusza, co pozwoli na zmniejszenie strat w sieci ciepłowniczej.
Sokołów Podlaski stawia na OZE
Układ kogeneracyjny, zasilany biometanem, wytwarza energię elektryczną i ciepło z magazynowanej „zielonej” energii. Harmonogram jego pracy będzie zależał nie tylko od bieżących potrzeb elektrociepłowni, ale także od rynkowego zapotrzebowania na energię elektryczną, czyli od aktualnej ceny sprzedaży/kupna. Możliwe będzie zarządzanie pracą modułu CHP (kogenerator) poprzez magazynowanie wytworzonego biogazu, inteligentne sterowanie pracą pomp ciepła powietrze/woda.
Opracowany system będzie przygotowany do zasilania wodorem oraz do produkcji sprężonego biometanu (bioCNG), który może być wykorzystany do zasilania autobusów miejskich i maszyn rolniczych. Docelowo lokalny system energetyczny będzie integrował infrastrukturę elektryczną o łącznej mocy około 10 MW, w tym: turbiny wiatrowe, farmy fotowoltaiczne oraz kogeneratory zasilane biometanem.
Konfiguracja współpracy urządzeń pozwala na osiągnięcie udziału OZE na poziomie 95%/rok i niskiej wartości CO2 10 g/kWh, ok. 40 razy mniejsza od średniej w polskim ciepłownictwie.
Źródło: UM Sokołów Podlaski, www.ecn.energy, PUiK Sokołów Podlaski
Największe elektrownie fotowoltaiczne w Polsce
Autor: Goldbeck Solar
Elektrownia Zwartowo
