| Wszystko o pompach ciepła - podsumowanie |
|
| 23.05.2007. | |
Od około 10 lat trwa na świecie intensywny rozwój geotermalnych instalacji niskotemperaturowych odzyskujących ciepło z gruntu i wód podziemnych.W Polsce rozwój ten w ostatnich latach również nabrał przyspieszenia, jednak odbywa się on w sposób niezorganizowany, co przejawia się m.in. brakiem powszechnego dostępu do informacji na temat doświadczeń państw wiodących w wykorzystaniu ciepła geotermalnego niskiej entalpii. Szczególnie odczuwa się niedostatek rzetelnie udokumentowanej wiedzy na temat ekonomicznej strony zagadnienia (opłacalność różnych typów instalacji niskoteperaturowych), a także zasad doboru urządzeń, ich wpływu na środowisko, procedur prawnych obowiązujących przy instalacji wymienników ciepła w gruncie. Opracowanie niniejsze jest próbą wypełnienia tej luki. Jego zasadniczym celem, zgodnie z treścią zamówienia, jest dokonanie analizy i oceny możliwości wykorzystania w Polsce do celów ciepłowniczych Źródeł ciepła o niskiej entalpii (t<20°C), wraz z analizą prawną i ekonomiczną stosowania tego rodzaju energii odnawialnej.Opracowanie ma charakter studialny i opiera się na analizie dostępnych materiałów informacyjnych, publikacji naukowych oraz krajowych i zagranicznych aktów prawnych. Wnioski sformułowane w wyniku analizy tych materiałów powinny być przydatne dla szerokiego grona osób (branż) zaangażowanych w projektowanie, budowę i eksploatację systemów geotermalnych o niskiej entalpii. światowe prognozy energetyczne zakładają stały i szybki wzrost udziału odnawialnych Źródeł energii w bilansie energetycznym.Największą rolę przypisuje się energii otrzymywanej ze spalania biomasy oraz energii słonecznej. Geotermia pojmowana jako całość (tj. geotermia niskiej i wysokiej entalpii) rozwijać się będzie zdecydowanie wolniej. Obecnie jej udział w pokryciu zapotrzebowania na ciepło użytkowe jest marginalny, na poziomie zaledwie ułamków procenta. Nieco wyższy, na poziomie ok. 3%, z prognozą wzrostu do ok. 8% w roku 2040, jest udział geotermii w produkcji energii cieplnej i elektrycznej. Tak więc geotermia wykorzystująca zarówno Źródła wysokotemperaturowe, jak i Źródła o niskiej entalpii, nie jest konkurencyjna dla innych odnawialnych Źródeł energii i nie stanie się znaczącym Źródłem energii w ogólnym bilansie energetycznym świata.Od połowy lat 90-tych obserwuje się natomiast intensywny rozwój geotermii niskotemperaturowej. Ciepło ziemi o niskiej entalpii nie daje możliwości bezpośredniego wykorzystania, ale wymaga urządzeń wspomagających -geotermalnych pomp ciepła (GPC), które umożliwiają podniesienie energii cieplnej na wyższy poziom termodynamiczny.Z tego względu, równolegle ze wzrastającą liczbą nowych instalacji wykorzystujących energię niskiej entalpii, postępuje intensywny rozwój technologii pomp ciepła, które stają się coraz nowocześniejsze i odznaczają się coraz wyższą efektywnością. Pompy ciepła mogą pracować jako urządzenie rewersyjne, oferując tym samym zarówno funkcje grzewcze, jak i chłodnicze i klimatyzacyjne. Taki sposób pracy, powiązany z procesem magazynowania energii w gruncie, zapewnia wysoką stabilność temperaturową dolnego Źródła ciepła i podwyższa tym samym efektywność cieplną oraz ekonomiczną całej instalacji. Coraz popularniejsza staje się idea kogeneracji, czyli jednoczesnego wytwarzania energii elektrycznej i cieplnej w jednym systemie energetycznym. W przypadku gdy energia elektryczna produkowana jest z wykorzystaniem odnawialnych Źródeł energii (biomasy, słońca, wiatru), a następnie jest wykorzystywana do napędu pomp ciepła, możemy mówić, że cały tak zaprojektowany system bazuje na odnawialnej i praktycznie niewyczerpalnej energii środowiska.Opłacalność ekonomiczna instalacji GPC analizowana bywa z różnych punktów widzenia.Można ją porównywać z konwencjonalnymi systemami grzewczymi oraz z systemami bazującymi na innych odnawialnych Źródłach energii. Można także odnieść ją do różnych sektorów zastosowań (mieszkaniowy, handlowy, przemysłowy i inne), a także do różnych okresów funkcjonowania instalacji. Najważniejszym wskaŹnikiem opłacalności finansowej inwestycji jest jednak okres zwrotu zainwestowanego; kapitału, który najlepiej charakteryzuje potencjalne ryzyko inwestycji. W krajach, które przodują w wykorzystaniu energii niskiej entalpii oraz mają dobrze zorganizowany rynek producentów pomp ciepła i usług instalacyjnych, czas ten oceniany jest na około 4-6 lat. Wysoki koszt inwestycyjny związany z zakupem pompy ciepła i montażem podziemnej części instalacji (gruntowy wymiennik ciepła) rekompensowany jest przez niższe koszty eksploatacyjne, na które składają się koszty zakupu energii elektrycznej do napędu pompy ciepła oraz koszty bieżącej obsługi serwisowej.Jedną z niewątpliwych zalet geotermalnych instalacji niskotemperaturowych jest ich przyjazny charakter dla środowiska.W skali globalnej instalacje te wykazują korzystne oddziaływanie, jako że przyczyniają się do zmniejszenia emisji gazów cieplarnianych do atmosfery oraz oszczędnego gospodarowania zasobami nieodnawialnych paliw kopalnych. W skali lokalnej instalacje te oddziaływają na środowisko poprzez obniżenie temperatury ośrodka gruntowo-wodnego, z którego czerpane jest ciepło. Może to powodować pewne szkody w ekosystemach związanych ze środowiskiem glebowym. Wpływ ten jest jednak ograniczony przestrzennie i dlatego przyjmuje się, że instalacje niskotemperaturowe nie stanowią rzeczywistego zagrożenia dla środowiska.Analizując polskie uwarunkowania wykorzystywania energii niskotemperaturowej, należy zwrócić uwagę na następujące charakterystyczne elementy:
Doświadczenia krajów, które przodują w wykorzystaniu niskotemperaturowej energii cieplnej ziemi pokazują że intensywny rozwój instalacji geotermalnych pomp ciepła możliwy był dopiero po zaangażowaniu się państwa w promocję tej technologii.Zawsze było to poprzedzone wnikliwymi analizami opłacalności ekonomicznej oraz badaniami rynku w zakresie możliwości wykorzystania geotermii niskiej entalpii. W oparciu o wykonane badania i analizy w krajach tych zostały opracowane narodowe programy (strategie) rozwoju GPC (np. USA, Kanada, Szwajcaria, Francja i inne), które z powodzeniem wdrażane są w życie od kilku lat.W Polsce brak jest dotychczas tego typu strategicznego podejścia do możliwości szerokiego wykorzystywania energii niskotemperaturowej przy pomocy pomp ciepła.Skutkuje to chaotycznym rozwojem rynku, brakiem wiarygodnych informacji na temat rzeczywistej opłacalności ekonomicznej, trudnościami w dotarciu do podstawowych informacji o producentach pomp ciepła i wreszcie trudnościami inwestorów z wyborem projektanta i firmy wykonawczej gwarantującymi realizację prac na odpowiednim poziomie.Proponuje się podjęcie działań dla opracowania strategii Państwa w odniesieniu do geotermii niskiej entalpii, czego pierwszym etapem, uwzględniającym potrzeby badawcze i metodyczne, powinno być opracowanie dokumentu pt. „Polityka resortu środowiska w dziedzinie geotermii niskotemperaturowej" - wzorem analogicznych dokumentów sporządzanych od lat w odniesieniu do hydrogeologii i innych działów geologii. Podsumowując informacje przedstawione w niniejszej pracy należy stwierdzić, że perspektywy rozwoju geotermii niskotemperaturowej w Polsce, tak jak i na świecie, są bardzo dobre. Wynika to w głównej mierze z ogólnych zalet systemu, który nie ma konkurencji jeśli chodzi o aspekt ekonomiczny. Jednocześnie trzeba zauważyć, że dalszy rozwój technologii wykorzystania pomp ciepła związany jest z systemami skojarzonymi, w których energia uzyskiwana jest nie tylko z ciepła ziemi, ale również z innych odnawialnych Źródeł energii oraz ciepła odpadowego. Nadążanie za rozwojem w tym kierunku wymaga zdecydowanego stanowiska państwa, które poprzez praktyczne działania wskazane powyżej powinno promować czystą ekologicznie energię o stosunkowo prostym i dostępnym dla ogółu ludności systemie odzyskiwania z gruntu. |
| « poprzedni artykuł | następny artykuł » |
|---|