MATERIAŁ POWSTAŁ WE WSPÓŁPRACY Z PGE SA

Polskie ciepłownictwo wyróżnia się na tle europejskiego. Polska jest jednym z największych rynków ciepła systemowego w Europie, korzysta z niego blisko 42 proc. gospodarstw domowych. Całkowita moc zainstalowana w krajowych systemach ciepłowniczych to 54 GW. Długość sieci ciepłowniczej wynosi blisko 23 tys. km. Transformacja branży jest dużym wyzwaniem, biorąc pod uwagę, że ponad 80 proc. ciepła systemowego pochodzi dziś z paliw kopalnych, głównie ze spalania węgla. Sektor czeka rewolucja – w 2050 r. całość ciepła powinna pochodzić z OZE i energii odpadowej.

– Każdy z nas chce funkcjonować w przyjaznym dla zdrowia i przyrody środowisku. Ciepłownictwo systemowe i przyłączanie odbiorców do sieci ciepłowniczej prowadzi do likwidacji tzw. niskiej emisji, która odpowiada w dużej mierze za lokalne zanieczyszczenie powietrza. Centralne źródła wytwórcze, które dostarczają ciepło do sieci ciepłowniczej, są objęte rygorystycznymi przepisami, które pozwalają ograniczać i kontrolować poziom emisji – mówi wiceprezes PGE ds. wsparcia i rozwoju Robert Kowalski. PGE Energia Ciepła jest największym w kraju producentem energii elektrycznej i ciepła wytwarzanych w procesie wysokosprawnej kogeneracji. Posiada około 25 proc. udziałów w rynku ciepła z kogeneracji, 17 elektrociepłowni o zainstalowanej mocy cieplnej 6,6 GWt i mocy elektrycznej 2,6 GWe. Firma produkuje i dostarcza ciepło do dużych miast – Krakowa, Wrocławia, Gdańska, Gdyni, Rzeszowa, Lublina, Szczecina, Bydgoszczy i Kielc. Z kolei w Toruniu, Zielonej Górze, Gorzowie Wielkopolskim, Zgierzu, Siechnicach i Gryfinie nie tylko wytwarza, ale też dystrybuuje ciepło do odbiorców końcowych poprzez sieci ciepłownicze o długości 725 km.

Kogeneracja gazowa w zastępstwie węgla

PGE w swojej nowej strategii kładzie duży nacisk na transformację sektora ciepłowniczego. Spółka założyła, że emisje CO2 w tym obszarze spadną o 60 proc. do 2035 r. (w porównaniu z 2021 r.). Dziś za prawie 60 proc. udziału w miksie wytwórczym sektora ciepłowniczego Grupy odpowiada węgiel. – Zrealizowaliśmy szereg inwestycji, dzięki którym udział gazu w miksie wytwarzania zwiększył się do blisko 30 proc. Zamiana źródeł węglowych na kogenerację gazową i zastosowanie gazu jako paliwa przejściowego umożliwia radykalne zmniejszenie emisji szkodliwych substancji do powietrza – gaz jest paliwem o znacznie niższej emisyjności CO2 oraz o zerowej emisji tlenków siarki i pyłów – mówi wiceprezes PGE Robert Kowalski. Pozostałe 10 proc. to geotermia, biomasa i spalarnie odpadów. Spółka przewiduje, że w 2030 r. ciepłownictwo nie będzie już zużywać w bieżącej pracy węgla, a do 2050 r. zrezygnuje również z gazu. Tradycyjne paliwa zastąpią technologie zeroemisyjne uzupełnione o energię elektryczną i OZE.

Inwestycje w ciepłownictwo wyniosą 18 mld zł do 2035 r., z czego 3 mld zł zostaną przeznaczone na zakup sieci i ich późniejszą modernizację w lokalizacjach kluczowych dla realizacji strategii Grupy PGE. Wynik EBITDA sektora w 2035 r. ma wynieść 2,8 mld zł. Do realizacji celów nakreślonych w strategii PGE prowadzić ma wykorzystanie potencjału Power-To-Heat, zastąpienie najstarszych jednostek węglowych wysokosprawnymi blokami gazowymi oraz budowa magazynów ciepła we wszystkich lokalizacjach, co pozwoli optymalizować wykorzystanie mocy w źródłach.

Magazyny ciepła, ważny element systemu

Grupa zakłada współpracę z samorządami i integrację ciepłownictwa z elektroenergetyką, co zwiększy elastyczność systemu. Jednym z kierunków jest kogeneracja, czyli jednoczesne wytwarzanie energii elektrycznej i ciepła. Produkcja prądu i ciepła w skojarzeniu oznacza redukcję zużycia paliw, a tym samym poprawę efektywności. Ciepłownictwo może też zwiększać pobór energii elektrycznej w momentach piku produkcyjnego energii elektrycznej z OZE i przekształcać ją w ciepło (Power-To-Heat). Ciepło takie można wykorzystać bezpośrednio lub dostarczyć do magazynu ciepła.

Spółka zamierza inwestować w akumulatory ciepła magazynujące nadwyżki energii cieplnej we wszystkich lokalizacjach, by zapewnić sobie dodatkowe korzyści z tym związane. Obecnie posiada trzy magazyny – w Krakowie, Toruniu i we Wrocławiu. Ich pojemność wynosi, odpowiednio: 18, 13 i 13 tys. m sześc. Magazyny można załadowywać i rozładowywać kilka razy dziennie.

– Magazyn ciepła jest niezbędnym elementem transformacji systemów ciepłowniczych. Źródła kogeneracyjne są bardzo elastyczne, mogą w kwadrans dostarczyć pełną moc elektryczną dla systemu elektroenergetycznego, jeśli tylko nastąpi taka potrzeba. A to oznacza, że ciepłownictwo może być wykorzystywane do stabilizowania energetyki opartej w coraz większym stopniu na OZE. Gdy produkowana jest energia elektryczna, a nie ma wystarczającego popytu na ciepło systemowe, na przykład latem, ciepło może być przesyłane do magazynu ciepła. W momencie gdy popyt na energię elektryczną spadnie, można wyłączyć turbinę w elektrociepłowni i uwalniać do systemu ciepło z magazynów ciepła. Takie podejście może przełożyć się na optymalizację kosztów i niższą cenę dla klientów końcowych – tłumaczy wiceprezes PGE.

Nowe rozwiązania, nowe technologie

Podgrzewanie wody na potrzeby systemu ciepłowniczego jest możliwe również przy użyciu energii z wiatru czy słońca dzięki specjalnym systemom wyposażonym w kotły elektrodowe czy pompy ciepła. W efekcie zmniejsza się uzależnienie od paliw kopalnych i spadają emisje. Ten kierunek jest również częścią strategii Grupy PGE w obszarze ciepłownictwa.

Innym rozwiązaniem, które wdraża spółka, jest Smart Heat. W ciepłownictwie, tak jak to dzieje się w innych sektorach gospodarki, rosnąć będzie znaczenie technologii przetwarzania, przechowywania i udostępniania informacji oraz wykorzystywania narzędzi opierających się na sztucznej inteligencji. Smart Heat dzięki zaawansowanym technologiom i analizie danych optymalizuje zużycie energii cieplnej i poprawia efektywność działania sieci. System umożliwia dostosowywanie parametrów sieci do aktualnego zapotrzebowania, zapewniając optymalne ogrzewanie przy minimalnym zużyciu energii. Jednym z przykładów działań Smart Heat jest stosowanie węzłów hybrydowych, czyli połączeń węzłów cieplnych z instalacjami i lokalnymi magazynami ciepła.

Aby system ciepłowniczy działał sprawnie i efektywnie, konieczne będą inwestycje w infrastrukturę sieciową. PGE planuje jej modernizację, integrację i rozwój. Ma to ograniczyć straty przesyłowe średnio o 3 pkt proc. Jak szacuje Forum Energii, tylko w 2022 r. straty ciepła przesyłanego sieciami kosztowały Polskę 2,8 mld zł. Średni poziom strat ciepła w systemach ciepłowniczych w kraju wynosi 10–17 proc. PGE będzie inwestować również w sieci niskotemperaturowe. Obecnie większość infrastruktury zaprojektowana została do transportu wody podgrzanej co najmniej do 120 st. C zimą, a latem do 70 st. C. To blokuje możliwość wykorzystania do ogrzewania nowoczesnych technologii, które są już spopularyzowane w krajach produkujących ciepło z OZE, energii odpadowej czy ze źródeł geotermalnych. Aby to zmienić, należy obniżyć temperaturę prac sieci do poniżej 100 st. C. Sieci niskotemperaturowe wpisują się w transformację sektora, a przy tym znacznie ograniczą straty ciepła.

Pożądane akwizycje

Spółka stawia na optymalne zarządzanie mocą i generacją dzięki zintegrowaniu wytwarzania z dystrybucją. To temu służyć mają zapowiadane akwizycje sieci i ich modernizacja, na które PGE zamierza przeznaczyć 3 mld zł. Planowane są w miastach, gdzie spółka posiada źródło wytwarzania, ale nie ma sieci dystrybucyjnej. Takie podejście nie dość, że spina się biznesowo, gwarantuje też skuteczną transformację. – Tam, gdzie PGE Energia Ciepła jest właścicielem nie tylko źródła ciepła, ale i sieci ciepłowniczej, system ciepłowniczy został już zdekarbonizowany. Udało się tam optymalnie zaplanować miks wytwarzania i wdrażać nowe rozwiązania w zakresie optymalizacji parametrów pracy całego systemu. Mowa o Toruniu, Gorzowie Wielkopolskim, Zielonej Górze, Zgierzu czy Siechnicach. Mamy tam bardzo dobre relacje z władzami samorządowymi, z rynkiem, z klientami oraz z odbiorcami, co pozwoliło nam sprawnie uzgodnić cały zakres inwestycji – informuje wiceprezes.

PGE będzie wdrażać zapisy strategii, a jednocześnie planuje prowadzić badania i analizy dotyczące możliwości wykorzystywania w ciepłownictwie w przyszłości jednostek SMR (małych reaktorów jądrowych), paliw zeroemisyjnych czy zastosowania technologii wychwytu dwutlenku węgla. Prowadzić będzie też prace nad oceną techniczno-ekonomiczną przepaliwowania w kolejnych dekadach jednostek gazowych na „paliwa zielone”, na przykład na zielony wodór czy biometan. Bo gaz, który dziś jest pomostem między węglem a energetyką przyszłości, będzie musiał ostatecznie ustąpić zeroemisyjnym paliwom. – Zakładam, że minie dekada, a może dwie, zanim pojawi się w Polsce stabilne źródło w postaci energetyki jądrowej. Do tego czasu musimy zapewnić bezpieczeństwo energetyczne gospodarce naszego kraju, a jednocześnie inwestować w innowacje i szukać innych rozwiązań technologicznych, które mogłyby w przyszłości zastąpić przejściowe niskoemisyjne paliwo, jakim jest dziś gaz. Zapewne jego miejsce zajmą kiedyś gazy zdekarbonizowane, zielone – mówi Robert Kowalski.

Transformacja sektora przyniesie korzyści środowiskowe, pozwoli też docelowo uniezależnić się od dostaw surowców. Jednocześnie może przynieść profity krajowej gospodarce, bo inwestycje w ciepłownictwo zaplanowane przez Grupę PGE będą w dużej mierze realizowane przez polskie firmy. To, poza samym pozyskiwaniem zleceń przez przedsiębiorstwa z Polski, będzie prowadzić do rozwoju technologicznego kraju, wzmocnienia kompetencji krajowych graczy i wykorzystania lokalnych zasobów.

—Monika Borkowska

MATERIAŁ POWSTAŁ WE WSPÓŁPRACY Z PGE SA