Myśląca energia

O energii zbyt taniej, by opłacało się ją oszczędzać, mówi m.in. Marek Duda, prezes CEZ ESCO Polska, który twierdzi, że w tych warunkach trudno motywować do oszczędzania energii.

"Ma pan tanią energię? Bierzemy każdą ilość" - zawołaliby pewnie chórem prezesi wielu polskich firm, zwłaszcza z branż energochłonnych, którzy od lat wskazują, że czym innym jest koszt samej energii wychodzącej od producenta, a czym innym cena, jaką muszą za nią zapłacić przedsiębiorstwa po doliczeniu podatków, opłat związanych między innymi ze wsparciem OZE.

- Zazdroszczę tym, którzy mogą sobie pozwolić na brak oszczędzania. W moim zakładzie zużycie energii spadło o ponad 20 proc. w ciągu kilkunastu lat. To był efekt agresywnej konkurencji - mówi Henryk Kaliś, prezes Izby Energetyki Przemysłowej i Odbiorców Energii, a także pełnomocnik ds. zarządzania energią ZGH Bolesław. Jego zdaniem mocna konkurencja to motywacja do oszczędzania, każąca uruchamiać wszelkie rezerwy; motywacja, którą przemysł od dawna ma i będzie miał.

Produkujące cynk metodą elektrolizy Zakłady Górniczo-Hutnicze Bolesław to, zdaniem prezesa firmy Bogusława Ochaba, jeden z najbardziej energochłonnych zakładów w kraju. W ZGH niemal co czwartą złotówkę wydaje się na energię i... to nie jest rozrzutność.

- Energochłonność naszego przedsiębiorstwa nie wynika z przestarzałych procesów technologicznych. Po prostu elektroliza jest metodą wymagającą energii. Nie da się metodą elektrolityczną wyprodukować cynku, nie przeznaczając ponad 3000 kWh na każdą tonę - mówi Ochab.

Firmy takie jak ZGH Bolesław dawno już wykorzystały proste formy oszczędzania energii. Teraz sięgają tam, gdzie potencjału zwiększenia efektywności jeszcze niedawno nie dostrzegano.

Koncern Pepsi-Cola General Bott-lers Poland w ciągu ostatnich 6 lat zmniejszył zużycie energii na jednostkę gotowego produktu średnio o jedną czwartą.

W zakładach w Tomaszowie Mazowieckim i Grodzisku Mazowieckim odzyskuje się ciepło z linii produkcyjnych i podgrzewa nim olej i wodę.

Instalacja w Tomaszowie ma moc 100 kW ciepła, a ta w Grodzisku osiąga moc do 2MW - tyle, ile miejska kotłownia ogrzewająca 1000 domów jednorodzinnych. W zakładach w Mich-rowie i Żninie odzyskuje się z kolei ciepło generowane przez kompresory powietrza i wykorzystuje do podgrzewania wody. Chłód powstający w instalacji ciekłego CO2, stosowany do produkcji napojów gazowanych, jest używany do chłodzenia napojów w czasie rozlewu. PepsiCo wykorzystuje nawet biogaz ze... ścieków po płukaniu ziemniaków w zakładzie w Grodzisku Mazowieckim. Spalając go, wytwarza 250 kW energii, która zasila linie produkcyjne, oraz 300 kW ciepła służącego oczyszczalni ścieków.

Największe rezerwy energetycznej efektywności kryją się w budynkach. Zużywają one 40 proc. energii (tyle co przemysł), ale nie były poddawane tak restrykcyjnym rygorom. Myśląc o budowlach i infrastrukturze miast, zwykle widzimy przede wszystkim oświetlenie.

- W przypadku oświetlenia zmiana z technologii rtęciowej na LED powoduje oszczędności na poziomie nawet 70 proc. zużywanej energii - mówi Rafał Soja, prezes Tauron Sprzedaż.

Grzegorz Nowaczewski, prezes specjalizującej się w optymalizacji wentylacji firmy Virtual Power Plant, duże pole do działania widzi w swojej dziedzinie. - Ponad 40 proc. energii w budynkach jest przeznaczane na wentylację, klimatyzację i ogrzewanie. W wielu z nich oszczędności mogą przekraczać 25 proc. - przekonuje.

Marek Duda, szef CEZ ESCO Polska, uważa, że w przypadku wielu obiektów możliwości są jeszcze większe. Wskazuje przykład szkół, z których wiele zostało zbudowanych w pierwszej połowie 60 lat. ubiegłego wieku w ramach akcji "Tysiąc szkół na tysiąclecie państwa polskiego". Zdaniem Dudy, modernizacja systemów ogrzewania czy wymiana kiepskiej jakości okien pozwala na oszczędności rzędu 30-40 proc.

Podobne oszczędności można osiągać w innych obiektach użyteczności publicznej. Przykładem może być Centrum Kompleksowej Rehabilitacji w Konstancinie-Jeziornej, gdzie wskaźniki efektywności podniosła firma NeoFutura Energy.

Obok standardowych działań, takich jak wymiana oświetlenia jarzeniowego na 1173 źródła LED, wymiana okien i drzwi, termomodernizacja 1367 mkw przegród budynków czy zmiana ogrzewania z olejowego na gazowe, zmiana grzejników i modernizacja automatyki sięgnięto po nowoczesne rozwiązania z dziedziny odnawialnych źródeł energii. Obok nowoczesnych, energooszczędnych systemów wentylacji mechanicznej z cyrkulacją powietrza zapewniającą 70 proc. sprawności odzysku ciepła, zastosowano pompy ciepła powietrze - woda o mocy łącznej 49 kW, a także zbudowano instalację fotowoltaiczną o mocy 200 kW. Instalacja solarna daje 553 GJ, a ekonomizer w instalacji kominowej pozwala odzyskać ze spalin kolejne 42 GJ energii na rok.

Oszczędności rzędu 350 tys. złotych rocznie, przy kosztach projektu wyliczonych na 4,1 mln złotych, oznaczałyby 12-letni okres zwrotu. Ekonomiczny sens temu przedsięwzięciu nadało więc wsparcie go funduszami Mechanizmu Finansowego Europejskiego Obszaru Gospodarczego.

Kiedy proste kwestie mamy za sobą, czas na optymalizację zużycia energii elektrycznej i cieplnej w budynkach, dostosowanie go do ich zmiennego obciążenia przy jednoczesnym zachowaniu komfortu dla użytkowników. Tu pomogą systemy takie jak opracowana i wdrożona przez Virtual Power Plant usługa Enabler DSR. System automatycznego sterowania BMS wykorzystuje liczne czujniki temperatury, wilgotności czy zawartości dwutlenku węgla w powietrzu, a także prognozy pogody i bierze pod uwagę chwilowe obciążenie budynku i optymalizuje działanie systemów, prowadząc do racjonalizacji wydatków.

Nowoczesne systemy muszą przy tym radzić sobie często z bardzo specyficznymi wymaganiami użytkowników. Przykładem może być katowicki budynek Narodowej Orkiestry Symfonicznej Polskiego Radia, w którego salach koncertowych szczególnego znaczenia nabiera utrzymanie odpowiedniego poziomu temperatury wpływającej na szybkość rozchodzenia się dźwięku i wilgotności, mającej znaczenie dla częstotliwości dźwięków. Wymagania jednej z najlepszych sal koncertowych Europy spełnił przygotowany przez firmę Schneider Electric system SmartStruxure Solution.

Odzyskiwanie traconej dotąd energii staje się jednym z celów systemów i urządzeń energetycznych; w tle są zmiany technologiczne, przed jakimi staje energetyka przy okazji wprowadzania OZE czy innego typu rozproszonych źródeł energii.

Tzw. dolina nocna to jeden z powodów, dla których energetycy tak wspierają wizję elektromobilności - masowe ładowanie elektrycznych samochodów w nocy ma rozwiązać problem spadku zapotrzebowania na energię "głęboką nocą". Badania poboru prądu przeprowadzone z pomocą inteligentnych sieci i inteligentnych liczników prądu pokazały jednak, że użytkownicy elektrycznych aut włączają ładowanie, odstawiając pojazdy do garażu po powrocie z pracy, a zaraz potem wchodzą do domów i włączają... wszystko - światło, kuchnie elektryczne, kuchenki mikrofalowe, radia, telewizory, komputery. Zamiast wyrównania doliny nocnej, mamy podniesienie popołudniowego szczytu.

Pamiętajmy jednak, że energetyka przestała być stabilna już po wprowadzeniu OZE, a przynajmniej - instalacji wykorzystujących kapryśne słońce i wiatr. Tradycyjna, oparta na węglowodorach energetyka musi więc istnieć jako stabilizujący system, zdolny produkować energię w sytuacjach, kiedy OZE zawodzą. Energetyka konwencjonalna musi więc posiąść nowe umiejętności - elastycznych zmian wielkości produkcji, częstszego i bezproblemowego odstawiania jednostki, a potem szybkiego wznawiania pracy.

Do takiego systemu pracy został niedawno dostosowany blok elektrowni EDF Polska w Rybniku. Dokonano modernizacji systemu sterowania kotłem pod kątem rozszerzenia jego zakresu o 50 proc., z poprzedniego 135-225 MWe do nowego 90-230 MWe. Wprowadzono automatyczny system rozruchu bloku, sposobiąc tym samym blok do pracy szczytowej. Przygotowanie do pracy szczytowej oraz pracy z obniżonym minimum technicznym wymaga kontroli naprężeń w "elementach kryterialnych" podczas częstych uruchomień oraz pracy z obniżonym minimum technicznym. Zastosowano system automatycznego (zoptymalizowanego) rozruchu bloku ARB, który zapewnia "powtarzalność uruchomień z kontrolą ubytku żywotności elementów kryterialnych kotła".

Z drugiej strony systemy takie, jak wspomniany wcześniej Enabler DSR będą w stanie także dawać sobie radę na rynku, na którym obiekty są nie tylko konsumentami, ale także producentami energii i zamiast pobierać, oddają energię do sieci.

- Powoduje to dużą nierównowagę między produkcją a zużyciem i sieć musi sobie z tym poradzić. Fizyki nie da się oszukać. W sytuacji, kiedy nie mamy jeszcze systemów przechowywania energii i wrzucimy wszystko w nieprzygotowaną na to sieć, będziemy mieli problemy z napięciem lub częstotliwością albo nawet blackout - ostrzega Jacek Łukaszewski, prezes Schneider Electric Polska.

Kwestia zarządzania wielokierunkowymi przepływami energii stawia nowe wyzwania przed sieciami energetycznymi, które będą musiały z prostych przekaźników zmienić się w zarządców i nadzorców działania sieci, co będzie wymagało zbierania i analizowania danych pochodzących z różnych rozproszonych elementów sieci.

- Istotą smart gridu będzie budowanie systemów, które będą w stanie działać interaktywnie, tj. dopasowywać parametry do pojawiających się w sieci zdarzeń. Mikronika przygotowała np. system pozwalający automatom na szybkie wyizolowanie uszkodzonego fragmentu sieci - mówi Mirosław Jagoda, pełnomocnik zarządu Badawczo-Rozwojowej Spółdzielni Pracy Mikroprocesorowych Systemów Automatyki Mikronika.

W przyszłości elementy sieci będą więc mogły przeciwdziałać np. skutkom przyzwyczajeń użytkowników, choćby opisywanego wcześniej ładowania samochodów. To, że kierowca włączy wtyczkę do gniazdka, nie będzie oznaczało automatycznego rozpoczęcia ładowania - system "poczeka" na nadejście doliny nocnej i włączy ładowarkę wówczas, kiedy przestaną działać inne urządzenia pobierające energię.

Inteligentne rozwiązania będą zatem miały coraz większe znaczenie, nadawane im z jednej strony przez liczących koszty inwestorów, a z drugiej - przez regulacje prawne, takie jak choćby ustawa o efektywności energetycznej.

Piotr Myszor

Więcej informacji w portalu "Wirtualny Nowy Przemysł"