Odpadna toplota in toplotna črpalka za prihranek

Na Dunaju v sistemu ogrevanja prevladujejo termoelektrarne na plin, četrtina pa je toplote iz sežigalnic odpadkov. V Wien energie, ki dobavlja dobro tretjino toplote v 1200 kilometrov cevi daljinskega ogrevanja, želijo še diverzificirati proizvodnjo toplote, kot dobra rešitev se kažejo toplotne črpalke. Tako so postavili največjo v srednji Evropi.

Za spremembe je treba pridobiti podatke o virih toplote, med temi je tako hladilna voda termeolektrarn, kondenzacija sežigalnic, toplota kanalizacijskega sistema, pa tudi reka in podzemlje, pravi Rusbeh Rezania iz Wien energie.

Kakšne so potrebe dunajskega sistema daljinskega ogrevanja?

Daljinsko ogrevanje na Dunaju potrebuje med pet in šest teravatnih ur toplote, od tega Wien energie zagotavlja tretjino. Največ ogrevanja je na plin, v elektrarnah, ki proizvajajo toploto in elektriko. Hočemo imeti plin, a bi vključili tudi druge vire. Ena od idej je bila uporaba odpadne toplote, ki bi sicer šla v okolje. Največja toplotna črpalka v srednji Evropi uporablja hladilno vodo iz plinske termoelektrarne v Simmeringu, ki ima moč enega gigavata. Ta segreta voda bi šla v Donavo. Poleg tega toplotna črpalka uporablja toploto Donave. To sta dva vira toplote.

Za reke so omejitve, koliko jih lahko termoelektrarne segrejejo, zato imajo večinoma hladilne stolpe.

Tako je, zato uporabljamo odpadno toploto. To je dobro za okolje. Pravzaprav Donavo hladimo.

Pozimi je poraba toplote velika, kaj pa poleti?

Pozimi glavnino toplote proizvede plinska termoelektrarna, toplotna črpalka pa dodaja še toploto hladilne vode. Poleti ima Donava 20 stopinj Celzija, kar je dovolj za toplotno črpalko. Tako lahko toplotna črpalka deluje vse leto. To je inovativna ideja za projektom.

V opisu projekta toplotne črpalke piše, da zagotavlja toploto za 25.000 gospodinjstev. Kaj se je spremenilo zanje?

Nič. Na Dunaju imamo primarni in sekundarni toplovod. Toplotna črpalka je priklopljena na primarni sistem. Temperatura vode iz toplotne črpalke je le 95 stopinj Celzija, zato imamo tudi notranji sistem za mešanje vode iz drugih termoelektrarn. V primarnem sistemu daljinskega ogrevanja potrebujemo temperaturo 150 stopinj Celzija.

Zakaj? To je pretoplo za uporabo v gospodinjstvih.

Ko gredo temperature zunaj dol, gre temperatura v daljinskem sistemu ogrevanja gor. To je nujno zaradi transporta tople vode na daljše razdalje.

Imate tudi druge uporabnike, poleg gospodinjstev?

Tudi nekaj industrije je povezane na sistem, v glavnem pa so uporabniki gospodinjstva.

Nameravate sistem razširiti na druge termoelektrarne, denimo sežigalnice?

Tako je. V sežigalnicah lahko uporabljamo kondenzacijsko toploto. To je v načrtu. Tega doslej nismo uporabljali. Toplotna črpalka v Simmeringu je prva, z njo smo zadovoljni in to želimo širiti.

Koliko je toplotna črpalka zmanjšala emisije in porabo plina?

Zmogljivost toplotne črpalke je v razredu tri, za enoto elektrike prizvede tri enote toplote. V njej bi proizvedli 150 gigavatnih ur toplote na leto. Dve tretjini toplote dobimo iz hladilne vode termoelektrarne in iz Donave, tretjino pa iz elektrike. S tem zmanjšamo emisije za 40.000 ton ogljikovega dioksida na leto.

Za 151 gigavatnih ur ogrete vode na 95 stopinj Celzija uporabite 98 gigavatnih ur toplote iz hladilne vode in Donave in 53 gigavatnih ur elektrike. Od kje prihaja elektrika?

Trudimo se, da uporabljamo elektriko iz obnovljivih virov. Veter in sonce sicer nista dovolj stabilna vira za toplotno črpalko, hidroelektrarne pa so.

Termoelektrarne obratujejo ves čas?

V sistemu imamo veliko termoelektrarn, ki obratujejo glede na ekonomiko. Ta je odvisna od cen plina, cen elektrike in podobnega. V glavnem pa te elektrarne lahko delajo neprekinjeno vse leto. Za toplotno črpalko načrtujemo obratovanje približno 5000 ur na leto.

Koliko je stala največja toplotna črpalka?

14 milijonov evrov. To je črpalka z močjo 40 megavatov.

Kakšna je doba vračanja naložbe?

Več kot 13 let, odvisno od razmer na trgu. A to je značilno za naložbe v energetiki. Vračilna doba je praviloma daljša od deset let.

Je ta toplotna črpalka prenosljiva na sežigalnico?

Tehnično so razlike. Dimenzije toplotne črpalke so odvisne od temperature in izdatnosti vira. Donava ima med šest in 27 stopinj Celzija. V toplotni črpalki to segrejemo na 95 stopinj Celzija. Če spremeniš katero od teh ravni, se toplotna črpalka spremeni. Pri sežigalnici ima vir 50 stopinj Celzija, s toplotno črpalko pa bi to dvignili na 95 do 110 stopinj Celzija. To je povsem drugačna sestava. Zdaj pa imamo dovolj znanja, da to lahko naredimo. Glaven je vir. Z Donavo in hladilno vodo termoelektrarne imamo stalen vir toplote. Sežigalnice tudi obratujejo vse leto, zato so tudi one stalen vir toplote.

Vemo, da plinske elektrarne niso najbolj poceni, zato v glavnem pokrivajo konice porabe elektrike. Kako je s toploto?

Res je, zato imamo za poleti, ko termoelektrarna stoji, na voljo Donavo. Ekonomsko je pomembno, da delamo veliko ur, če pa ni veliko toplote, porabiš veliko elektrike.

Ponujate gospodinjstvom tudi hlajenje?

Ponujamo, vendar ne s to termoelektrarno, ki je namenjena le ogrevanju. Daljinsko hlajenje je omejeno na središče mesta, pri nas ni povpraševanja. Pretežno gre za hlajenje poslovnih stavb. Gospodinjstva bi namreč morala vložiti precej denarja v zamenjavo opreme. Mogoče bo to bolj razširjeno v prihodnosti, ko bodo podnebne spremembe imele še hujše učinke.

To bi še povečalo učinkovitost toplotne črpalke, lahko bi uporabila kar vodo iz Donave.

To je res, a v tem projektu nismo šli v to.

Mogoče niste izbrali prave lokacije.

Mogoče, a tu imamo proizvodnjo elektrike in toplote. To sta dve veliki prednosti lokacije.

Koliko prostora zavzame največja toplotna črpalka v srednji Evropi?

Na naši lokaciji smo imeli dovolj prostora, zato smo toplotno črpalko lahko postavili najbolj ekonomično. To je v prostoru dolgem 80, širokem osem in visokem 10 metrov. Lahko bi jo postavili tudi vertikalno ali kako drugače, če bi bila težava s prostorom, kar se v mestu pogosto zgodi. To so namreč velike in dokaj glasne naprave.

Kakšni so načrti za naprej?

Načrtujemo uporabo odpadne toplote še iz drugih virov, denimo podatkovnih centrov in sistemov hlajenja. Še letos bomo končali štiri megavatno toplotno črpalko pri stavbi Združenih narodov, ki jo hladijo vse leto, poleg tega imajo večji podatkovni center. Poleg tega imamo veliko čistilno napravo za odpadne vode. Odpadne vode pridejo v čistilno napravo, tam pa se zaradi delovanja bakterij voda segreje. Toploto bomo zajemali pred iztokom prečiščene vode v Donavo. Možnost je tudi uporaba kanalizacije. Tak sistem imajo v Budimpešti, pri nas pa je to v načrtu za 2021. Priložnost je zlasti tam, kjer se kanalizacija, ki je na Dunaju dolgo 2500 kilometrov, približa sistemu ogrevanja. Sistem bo mešan, nekaj odpadne toplote bomo prenesli s toplotnimi izmenjevalci, več pa s toplotnimi črpalkami.

So se cene toplote za gospodinjstva po postavitvi toplotne črpalke kaj spremenile?

Ne.

Kaj pa po 13 letih?

Tudi ne, toplotna črpalka je del investicijskega progama, nič ne spreminjamo za gospodinjstva. Moramo vlagati v proizvodne vire in nadomeščati stare. Cena ogrevanja na Dunaju je med 80 in 90 evri na megavatno uro.

Kaj pa geotermalna energija?

Ena glavnih smeri razvoja v prihodnosti je uporaba geotermalne energije. Potencial ocenjujemo na vsaj 400 megavatov. Lani smo izvedli seizmična merjenja na območju velikem 180 kvadratnih kilometrov. Zdaj analiziramo podatke, kar bo trajalo še eno leto. To bo podlaga za odločitev, ali gremo v globoko geotermijo ali ne. Če bodo rezultati dobri, bomo šli v projekt vrtanja. Vse se je zgodilo v zadnjih treh ali štirih letih, prej nismo vedeli niti tega, kako se projekta lotiti, zato smo se posvetovali s Švedi in Finci. Pariz ima geotermalne toplotne črpalke že leta.

Imate pod Dunajem podzemno vodo?

Imamo jo nekje 400 metrov pod površjem, pri globoki geotermiji pa se pogovarjamo o globinah med 3000 in 5000 metrov. V 100 metrih se temperatura poviša za tri stopinje Celzija. V globini 5000 metrov bi tako prišli do temperature 150 stopinj Celzija. Vse je odvisno od analiz.

Vprašanje je najbrž količina izkoristljive toplote.

Če imaš 150 stopinj Celzija, pa le tri litre vode, je premalo.

Če je vode dovolj, pa lahko s tako temperaturo proizvajate tudi elektriko.

V Nemčiji to že delajo. A učinkovitost tega je zelo nizka, zato projekt v Nemčiji dobi subvencijo 250 evrov na megavatno uro. Tudi zato pri nas geotermalna energija ne bo namenjena proizvodnji elektrike temveč ogrevanju.

V energetiki mnogi trdijo, da se poraba elektrike povečuje zelo hitro ravno zaradi toplotnih črpalk. Kje dobiti dovolj elektrike zanje?

Imamo dovolj virov, tako veter kot sonce, težava je le, da nimamo dovolj velikih zmogljivosti za shranjevanje elektrike. V prihodnosti pa to ne bi smela biti večja težava.