Ciepłownictwo systemowe na obecnym i przyszłym rynku ciepła Bogusław Regulski Wiceprezes Zarządu III Konferencja Rynku Urządzeń Grzewczych Targi Instalacje 2016 r.
Ciepłownictwo systemowe w Polsce w liczbach - 2014 Moc zainstalowa na ok. 56800 MW Konsumenci ok. 15 mln CS w Polsce Sprzedaż ciepła dla odbiorców 217 700 TJ Przychody ok. 16,9 mld zł Długość sieci 20 255 km *Energetyka cieplna w liczbach 2014 - Urząd Regulacji Energetyki
Czym się grzejemy - struktura form zaopatrzenia gospodarstw domowych w ciepło w Polsce ogółem * 17% 1% 38% 42% 2% Ciepło systemowe Ogrzewanie indywidualne Inne Ze źródeł lokalnych Ogrzewanie piecowe *Mieszkania 2011 - Narodowy Spis Powszechny GUS 2013 3
Czym się grzejemy - struktura form zaopatrzenia gospodarstw domowych w ciepło w miastach w Polsce * 12% 1% 26% 59% 2% Ciepło systemowe Ogrzewanie indywidualne Inne Ze źródeł lokalnych Ogrzewanie piecowe *Mieszkania 2011 - Narodowy Spis Powszechny GUS 2013 4
Baza produkcyjna - struktura paliwowa ciepła dostarczanego do systemów ciepłowniczych w wybranych krajach UE * 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% Inne Energia odnawialna Odpady Olej Gaz Węgiel 10% 0% Polska Dania Niemcy Szwecja Finlandia *Źródło: District Heating and Cooling Country by country - Euroheat&Power 2015
Baza produkcyjna - struktura pochodzenia ciepła dostarczonego do sieci ciepłowniczych w różnych krajach EU* 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% Polska Finlandia Dania Niemcy Szwecja Z kogeneracji Tylko odnawialne Pozostałe * District Heating and Cooling Country by country - Euroheat&Power 2015 6
Wkład ciepłownictwa systemowego w kształtowanie rynku ciepła Likwidacja lokalnych kotłowni osiedlowych i indywidualnych poprzez przyłączenie obiektów do sieci ciepłowniczej; Przyłączanie do sieci ciepłowniczych nowo powstających obiektów budowlanych: mieszkalnych, użyteczności publicznej, usługowych i komercyjnych; Długość sieci ciepłowniczych (wg URE) przez 10 ostatnich lat wzrosła o ponad 15%; TYLKO w segmencie gospodarstw domowych powierzchnia ogrzewana z systemów ciepłowniczych zwiększyła się w latach 2002-11 o ponad 15% (według danych GUS ze Spisu 2002 i 2011);
Wkład ciepłownictwa systemowego w poprawę efektywności energetycznej na rynku ciepła Dzięki poprawie sprawności produkcji i dystrybucji ciepła oraz racjonalizacji jego zużycia ilość energii pierwotnej niezbędna dla celów ogrzewania w gospodarstwach domowych spadła na przestrzeni ostatnich 10 lat o prawie 30%. W takim samym stopniu spadła emisja CO 2 z nośników energii niezbędnych dla wytworzenia ciepła dla ogrzania 1 m 2 powierzchni mieszkania w ciągu roku. Dzięki działaniom odbiorców wskaźnik zużycia ciepła systemowego na ogrzanie 1 m 2 powierzchni mieszkalnej (wg IGCP) spadł od roku 2004 o ponad 20% ;
Przyszłość efektywny system ciepłowniczy Skąd się wziął? Z Dyrektywy 2012/27/UE o efektywności energetycznej - należy stworzyć warunki do rozwoju efektywnych systemów ciepłowniczych (chłodniczych), gdyż są one najlepszym narzędziem dla realizowania postawionych w UE celów poprawy efektywności energetycznej; Co to jest? efektywny system ciepłowniczy i chłodniczy oznacza system ciepłowniczy lub chłodniczy, w którym do produkcji ciepła lub chłodu wykorzystuje się w co najmniej 50 % energię ze źródeł odnawialnych, lub w co najmniej 50 % ciepło odpadowe, lub w co najmniej 75 % ciepło pochodzące z kogeneracji, lub w co najmniej 50% wykorzystuje połączenie takiej energii i ciepła.
Efektywne systemy ciepłownicze w Polsce
Efektywne systemy ciepłownicze na naszym podwórku Obowiązek przyłączania się do sieci ciepłowniczych - art. 7b ustawy PE - ograniczenie, w obrębie działania systemów ciepłowniczych o wysokim poziomem jakości ciepła w sieci ciepłowniczej, możliwości stosowania indywidualnych form wytwarzania ciepła poprzez wskazanie właściwych tych najbardziej efektywnych. Warunek obowiązku - udział procentowy ciepła w sieci pochodzącego z kogeneracji, odnawialnych źródeł energii lub ciepła odpadowego z instalacji przemysłowych - dla tych wszystkich form pozyskiwania ciepła wynosi co najmniej 75%.. W połowie roku 2013 Minister Transportu, Budownictwa i Gospodarki Morskiej wydał rozporządzenie z dnia 21 czerwca 2013 r. zmieniające rozporządzenie w sprawie szczegółowego zakresu i formy projektu budowlanego w którym przeniósł na grunt polski unijne obligo dotyczące wykorzystywania w budynkach wysokoefektywnych systemów alternatywnych zaopatrzenia w energię i ciepło.
Efektywny system ciepłowniczy kluczem do przyszłości Kompleksowa ocena potencjału zastosowania wysokosprawnej kogeneracji oraz wykorzystania jej w efektywnych systemach ciepłowniczych i chłodniczych mapa ciepła ; w przypadku potwierdzenia istnienia takiego potencjału, którego korzyści (niekoniecznie jedynie te materialne) przewyższają koszty, państwo członkowskie ma prawo podjąć odpowiednie działania wspierające na rzecz rozbudowy sprawnej infrastruktury ciepłowniczej, czyli efektywnych systemów ciepłowniczych (chłodniczych) ; mechanizmy wsparcia dla wysokosprawnej kogeneracji, jak i wykorzystywania do produkcji ciepła energii ze źródeł odnawialnych lub ciepła odpadowego, a także dla rozwoju systemów ciepłowniczych, uwarunkowane są tym, czy w ich rezultacie uzyskamy w infrastrukturze ciepłowniczej (chłodniczej) utrzymanie lub osiągnięcie statusu efektywnego systemu ciepłowniczego.
Efektywne systemy ciepłownicze a charakterystyka energetyczna budynku Nowe podejście do spraw jakości energetycznej obiektów budowlanych poprzez zmianę podejścia do charakterystyki energetycznej budynku, które zaowocowało nową ustawą o charakterystyce energetycznej budynków, w tym również ustanowieniem nowych kryteriów ich oceny oraz koniecznością ustalenia minimalnych wymogów energetycznych! Minimalne wymagania dotyczące ich charakterystyki energetycznej jak na razie dla budynków nowych oraz podlegających ważniejszej renowacji - co oznacza ograniczenia zarówno co do ilości energii zużywanej przez nie jak też jej jakości; Efektywny system ciepłowniczy (chłodniczy) ma dla charakterystyki energetycznej budynków istotne miejsce według prostej zasady: im bardziej efektywny tym łatwiej budynkom spełnić wymagania energetyczne.
Efektywne systemy ciepłownicze a charakterystyka energetyczna budynku Klucz do zrozumienia problemu: 1. Określenie zapotrzebowania na energię końcową EK, czyli zużywaną przez budynek, np. w zakresie ogrzewania, przygotowania ciepłej wody czy też chłodzenia. Ta jest zależna między innymi od technologii samego budynku, użytych materiałów budowlanych, sprawności instalacji itp. 2. Odnosimy tę energię do momentu jej pozyskania, przechodząc na energię pierwotną EP, uwzględniając tzw współczynnik nieodnawialnej energii pierwotnej wi, który jest tym niższy im lepsze jest ciepło, według zasady: EP=EK*wi Uzyskana w ten sposób wartość EP informuje o stanie energetycznym budynku i jest wykorzystana w dalszych procedurach zawiązanych np. z wydaniem świadectwa charakterystyki energetycznej.
Efektywne systemy ciepłownicze a charakterystyka energetyczna budynku Rozporządzenie Ministra Transportu, Budownictwa i Gospodarki Morskiej z dnia 5 lipca 2013 r. zmieniające rozporządzenie w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie minimalne wymagania budynków: Rodzaj budynku Wskaźnik EP* H+w kwh/m 2 rok Od 2014 Od 2017 0d 2021 Budynek mieszkalny jednorodzinny 120 95 70 wielorodzinny 105 85 65 budynek zbiorowego zamieszkania 95 85 75 Budynek użyteczności publicznej opieki zdrowotnej 390 290 190 pozostałe 65 60 45 *EP H+W wskaźnik nakładu nieodnawialnej energii pierwotnej dla potrzeb ogrzewania, wentylacji i przygotowania ciepłej wody
Efektywne systemy ciepłownicze a charakterystyka energetyczna budynku Generalnie, wartość współczynnika nakładu nieodnawialnej energii pierwotnej na wytworzenie i dostarczenie nośnika energii lub energii wi przyjmuje się w oparciu o dane udostępnione przez dostawcę tego nośnika energii lub energii. Wyznaczanie tego wskaźnika odbywa się na podstawie metodologii opisanej w Załączniku nr 4 do Rozporządzenia Ministra Gospodarki z dnia 10 sierpnia 2012 roku w sprawie szczegółowego zakresu i sposobu sporządzania audytu efektywności energetycznej. W przypadku braku takich danych przyjmuje się standardowe wartości współczynnika wi, które poniżej zostały przytoczone: - miejscowe wytwarzanie energii z wykorzystaniem oleju opałowego, gazu ziemnego i węgla kamiennego i brunatnego - 1,10 - dostarczanie ciepła z systemu ciepłowniczego, gdzie ciepło pochodzi z kogeneracji węglowej lub gazowej - 0,80 a w przypadku biomasy lub biogazu 0,15; - dostarczanie ciepła z systemu ciepłowniczego, gdzie ciepło pochodzi z ciepłowni węglowej 1,3 a w przypadku oleju opałowego lub gazu 1,2; - dla energii elektrycznej z systemu energetycznego - 3,0; - dla lokalne odnawialnego źródła energii jakim jest energia słoneczna, wiatrowa i geotermalna 0,0 natomiast dla biomasy - 0,20 a dla biogazu - 0,50;
Przykład wpływ efektywnego systemu ciepłowniczego na charakterystykę energetyczną budynku Do obliczeń przyjęto teoretyczny system ciepłowniczy o takiej samej rocznej sprzedaży ciepła do odbiorców, posiadający teoretyczną sprawność przesyłania i dystrybucji ciepła na poziomie 88% i średnioroczną sprawność produkcji ciepła w na poziomie 86% (obie wielkości mają potwierdzenie w informacjach URE na temat branży ciepłowniczej. Ponadto przyjęto wskaźniki skojarzenia dla kogeneracji węglowej ok 0,3 a dla gazowej ok 1. Lp Rodzaj systemu ciepłowniczego w p 1. Klasyczna ciepłownia - 100% węgiel lub gaz 1,45 Systemy efektywne energetycznie 2. Klasyczna ciepłownia - 100% biomasa 0,26 3. Klasyczna ciepłownia - biomasa 50% - węgiel lub gaz 50% 0,74 4. Kogeneracja węglowa 75% - reszta ciepłownia węgiel lub gaz 0,97 5. Kogeneracja gazowa 75% - reszta ciepłownia węgiel lub gaz 0,15 6. Kogeneracja gazowa 20%+30% solary reszta ciepłownia węgiel lub gaz 0,64 7. Kogeneracja biomasa 50% reszta ciepłownia węgiel lub gaz 0,34 8. Kogeneracja węglowa 100% 0,81 9. Kogeneracja gazowa 100% - 0,28 10. Kogeneracja biomasa 100% -0,78
Efektywne systemy ciepłownicze a pieniądze na inwestycje Posiadanie efektywnego energetycznie systemu ciepłowniczego stało się kluczowe dla stworzenia mechanizmów pomocowych dla sektora ciepłowniczego w ramach nowej perspektywy finansowej. W przypadku udzielania pomocy publicznej na modernizacje systemów ciepłowniczych, warunek efektywności systemu ciepłowniczego stał się wymagany dla uzyskania jakiegokolwiek wsparcia inwestycyjnego, nawet jeżeli dotyczyłoby ono normalnej wymiany sieci lub węzłów.
Efektywny system ciepłowniczy a ETS Gwarantem korzystnych warunków dostawy ciepła odbiorcom w przyszłości jest taki model działalności ciepłowniczej, który zminimalizuje koszty zakupywanych uprawnień do emisji. Dla zrealizowania tego celu wymagane będą nie tylko przedsięwzięcia związane z poprawą sprawności i jakości produkcji ciepła, do czego przyczynić się mogą nowe instalacje kogeneracyjne czy też wykorzystujące energię odnawialną, Uzyskanie statusu efektywnego energetycznie systemu ciepłowniczego na pewno będzie narzędziem do uzyskania korzystnej relacji pomiędzy kosztami uczestnictwa w systemie ETS a stabilizacją struktury kosztów produkcji ciepła dla potrzeb systemu ciepłowniczego.
Co by było gdyby - potencjalna struktura paliw w ciepłownictwie systemowym w Polsce w warunkach efektywnych systemów ciepłowniczych (%)* 18,0 8,0 4,0 35,0 Spadek emisyjności produkcji ciepła z ponad 100 do ok 55kg CO 2 /GJ!! 4,0 31,0 Węgiel Paliwa gazowe Paliwa płynne OZE Odpady Odpadowe z przemysłu *Symulacja własna autora 20
Warunki sprzyjające istnieniu i rozwojowi efektywnych systemów ciepłowniczych w Polsce Powszechność występowania systemów ciepłowniczych Charakter zapotrzebowanie na ciepło w systemie ciepłowniczym, który jest podstawą dla pracy instalacji kogenercyjnych nowy potencjał może sięgnąć od 3 do 5 tys MWe; Rozwiązanie problemu wykorzystania energii pierwotnej zawartej w odpadach komunalnych - dzięki kogeneracji możliwe kompleksowe uporządkowanie gospodarki odpadowej i energetycznej, w tym dostarczania ciepła w dużych skupiskach ludzkich ; Możliwość zagospodarowania ciepła odpadowego z obiektów przemysłowych i energetycznych; Możliwość efektywnego wykorzystania energii z OZE ze względu na efekt skali. Efektywne systemy ciepłownicze są idealnym narzędziem do przeciwdziałania powstawania zjawiska niskiej emisji;
Dziękuję b.regulski@igcp.pl