Naslov

Транскрипт

1 Veća zastupljenost toplotnih pumpi u oblasti daljinskog grejanja Zašto, gde, kako i kada? Izvor: Hot&Cool br.1/2015; Autor: Kim Søgaard Clausen, Grøn Energi, Danska asocijacija za daljinsko grejanje Prevod: V.Kovačević, Obrada: V.Radulović Ovaj članak je zasnovan na izveštaju koji je sačinila grupa eksperata Grøn Energi, na osnovu danskih propisa/tehničkih uslova. Projekat se može videti na groenenergi/projekter/drejebogom-store-varmepumper (samo na danskom jeziku). Kao rezultat projekta proizašla su dva izveštaja i alat za proračun baziran na tabeli. Prvi izveštaj je u obliku priručnika, urađen sa namerom da pomogne kompanijama za daljinsko grejanje da investiraju u toplotne pumpe. U njemu se opisuju problemi i mogućnosti kompanije od trenutka kada razmatra ulaganje u toplotne pumpe do trenutka kada je toplotna pumpa instalirana. Drugi izveštaj je katalog u kome su opisane skoro sve toplotne pumpe koje su instalisane u sistemima daljinskog grejanja (SDG) u Danskoj. Danska trenutno ima snabdevanje energijom koje je jedno od modernijih i najefikasnijih na svetu, ekološki prihvatljivo i prilagodljivo. CHP (postrojenje za kombinovanu proizvodnju toplotne i električne energije) je bilo - i još uvek je - glavni preduslov za to. Primetan je trend da postrojenja za daljinsko grejanje prelaze (u budućnosti) sa proizvodnje električne energije za široku potrošnju na korišćenje dobijene električne energije za proizvodnju toplotne energije u SDG. Proizvodnja ove vrste električne energije će sve više biti zasnovana na korišćenju obnovljivih izvora energije (uglavnom snaga vetra), i biće efikasno iskorišćena za pogon toplotnih pumpi. Cene goriva i konkurentni uslovi u odnosu na druge tehnologije su ključni aspekti, kada toplane investiraju u nove proizvodne kapacitete. Toplotne pumpe mogu biti dobra alternativa, jer omogućavaju da se racionalizuje (pojednostavi) snabdevanje toplotnom energijom i obezbedi niska cena grejanja. Dakle, toplotne pumpe mogu biti ispravna investicija u različitim konfiguracijama sistema. Scenario za sprovođenje projekata velikih toplotnih pumpi u SDG ima za cilj da motiviše i potkrepi razmatranja da li su toplotne pumpe deo buduće proizvodnje toplotne energije za grejanje u pojedinim SDG. Glavni tehno-ekonomski pokazatelji uspešne realizacije primene velikih toplotnih pumpi u daljinskom grejanju su: 1. cene električne energije, 2. porezi, 3. izbor dobavljača i relativno dokazane tehnologije, uključujući i inostrana iskustva, 4. konkurentna proizvodna cena toplotne energije u odnosu na alternativne oblike proizvodnje. Zašto bi toplana uzela u obzir primenu toplotnih pumpi? Toplotna pumpa omogućava prikupljanje toplotne energije iz niskotemperaturnih izvora toplote i njenu transformaciju u toplotnu energiju na višem temperaturskom nivou. Za rad toplotne pumpe potrebno je pumpi dovesti određenu količinu energije: električne energije ili toplotne energije dobijene na primer sagorevanjem tečnog ili gasovitog goriva. Imajući u vidu navedene pokazatelje, korišćenje toplotne pumpe u SDG omogućuje: 1. Niže cene toplotne energije - Osnovni motiv da se investira u toplotne pumpe je očekivanje da proizvedena toplotna energija bude jeftinija, kako sada tako i dugoročno. 2. Povećanje rizika - Uvođenjem novog "goriva" (električna energija) u proizvodnju, toplotna pumpa doprinosi preraspodeli finansijskog rizika u proizvodnji, čineći proizvodnju otpornom na eventualna odstupanja u cenama električne energije i goriva. 3. Poboljšanje efikasnosti - Moguće je koristiti preostalu i otpadnu toplotu u postojećoj proizvodnji ili u najbližoj industrijskoj proizvodnji. Pored toga omogućuje optimizaciju korišćenja sunčeve energije. Билтен бр.330 Тим за корпоративни развој 2 (32)

2 4. Uvođenje novih poslovnih oblasti Stvara se mogućnost proizvodnje i prodaje energije za hlađenje u SDG. 5. Jačanje ekološkog profila Najviše kada se koristi električna energija proizvedena uz pomoć snage vetra u kombinaciji sa korišćenjem raspoloživih neupotrebljavanih niskotemperaturnih izvora toplote u okruženju, kao što su otpadne vode, industrijska otpadna toplota, geotermalna energija, podzemne vode, itd. Na taj način povećava se doprinos korišćenja obnovljive energije u proizvodnji toplotne energije. 6. Jačanje nove saradnje Nastaje u interakciji sistema daljinskog grejanja sa sistemom snabdevanja električnom energijom iz čega proističe mogućnost daljinskog hlađenja, a time se povećava i uloga sistema daljinskog grejanja u budućem integrisanom planiranju snabdevanja energijom. Interni i eksterni izvori toplote - primeri specifičnih projekata - U osnovi postoje dva načina integrisanja toplotne pumpe i postojećeg postrojenja za proizvodnju toplotne energije u sistemu daljinskog grejanja: 1. Korišćenjem toplotne pumpe sa spoljnim izvorom toplote: otpadna voda, višak toplote iz industrije, podzemne vode i dr. Toplotna pumpa i eventualno postojeća elektrana sa SUS motorima (motori sa unutrašnjim sagorevanjem) mogu da rade samostalno, što omogućava fleksibilan rad. 2. Korišćenjem toplotne pumpe sa unutrašnjim izvorom toplote: toplota nastala kondenzacijom dimnih gasova, toplota dobijena optimizacijom procesa i dr. Rad toplotne pumpe i postojećeg postrojenja za proizvodnju toplotne energije su međusobno zavisni, što ograničava fleksibilan rad. Fleksibilnost može da se poveća uspostavljanjem skladišta energije za hlađenje (uobičajeno skladištenje u sezonskim rezervoarima) u kojima se čuva prikupljena niskotemperaturna toplotna energija. Poglavlje 2 priručnik - i inspirativni katalog - sadrže opise sledećih izvora toplote: dimni gasovi, otpadna toplota (iz industrijskih i procesa hlađenja, uključujući i daljinsko hlađenje), geotermalna energija, otpadne vode, podzemne vode, uključujući i podzemna skladišta (ATES), i voda iz kanalizacije, voda iz jezera i reka, drugi izvori toplote (vazduh, morska voda, voda za piće, solarna i akumulacija toplote). Katalog sadrži opise primera specifičnih projekata u kojima se koriste toplotne pumpe. Alat za proračun - napravite početnu procenu profitabilnosti toplotne pumpe u vašem postrojenju U ovom projektu razvili smo alat na bazi tabela. Cilj tabelarnog prikaza je da se izračuna ekonomičnost projekta sa toplotnom pumpom za postojeću toplanu. Proračun je, dakle, zasnovan na postojećem postrojenju za grejanje kompletiranim s toplotnom pumpom. Postojeća toplana može biti sastavljena od najviše 4 različite jedinice, od kojih je jedna solarni sistem za grejanje. Ekonomičnost toplotnih pumpi - Ekonomska procena projekta sa toplotnom pumpom obuhvata sledeće elemente kao što je prikazano na slici: Билтен бр.330 Тим за корпоративни развој 3 (32)

3 Slika 1. Cena proizvodnje uključujući i fiksna sredstva investiranja u toplotne pumpe investiranje u osnovna sredstva servisiranje i održavanje cena električne energije tarifni sistem tarifa za distribuciju neto porez na električnu energiju Kao što je prikazano na slici 1, vredi pomenuti da su neki od parametara tržišne cene, ali je od većeg značaja napomenuti da su neki od troškova potpuno ili delimično politički utvrđene takse, kao što su PSO i neto tarife. Uprkos mogućnosti povraćaja dela poreza na električnu energiju, porez na struju i dalje predstavlja najveću stavku u privredi, prateći cenu električne energije, ulaganja i PSO (PSO tarifa je porez koji potrošači plaćaju kroz račun za električnu energiju). S odgovarajućim pokazateljima, toplotne pumpe mogu da imaju važnu ulogu u interakciji između daljinskog grejanja i električne energije - prvenstveno kao potrošač električne energije, a ne u nekom većem obimu kao element fleksibilnosti. Razlog je u tome što postoje ograničenja, što može da se isplati na više/manje uređenom tržištu. Dakle, bez obzira da li je prihod raste/opada sa regulisanog tržišta, ne bi trebalo da budu uključen u ekonomsku procenu projekta sa toplotnom pumpom. Međutim, broj značajnih pokazatelja za razmatranje diskontinualnog rada toplotne pumpe može biti povećan: 1. Sistemi toplotnih pumpi zahtevaju mnogo utrošenog vremena pre nego se dostigne optimalan režim rada, u nekim slučajevima nekoliko sati. Dakle, može biti teško predvideti troškove startovanja toplotne pumpe iz hladnog stanja. 2. Za većinu toplotnih pumpi, efikasnost će biti niska tokom puštanja u pogon, gde je u velikoj meri potrošnja električne energije iskorišćena za grejanje same toplotne pumpe. Da li je toplotna pumpa konkurentna? - Da li je toplotna pumpa dobra investicija zavisi od procene slučaja koji se posmatra, što opet podrazumeva veliki broj pretpostavki. Kao primer, na dijagramu 1 prikazani su troškovi proizvodnje toplotne energije toplotnih pumpi sa COP 3 i 4, CHP postrojenja koje kao pogonsko gorivo koristi prirodni gas i toplane koja takođe kao pogonsko gorivo koristi prirodni gas. Билтен бр.330 Тим за корпоративни развој 4 (32)

4 Dijagram 1: Troškovi proizvodnje toplotne energije toplotnih pumpi, CHP postrojenja i toplane koje kao pogonsko gorivo koriste prirodni gas Tender i izbor dobavljača - Što se tiče CHP-projekata (projekata kogeneracije), veoma mali broj projekata sa toplotnom pumpom je identičan, pa većina projekata sa toplotnim pumpama i snabdevanje moraju da se prilagode specifičnoj primeni, kao što je slučaj u proizvodnji energije za hlađenje. Projekat sa toplotnom pumpom može da se ugovara kao ugovor ključ u ruke, sa sledećim prednostima: S obzirom na to da toplotna pumpa mora biti priključena na oba izvora energije, izvor toplote (što može biti poseban projekat), i mrežu za daljinsko grejanje, projekti sa toplotnim pumpama su veoma kompleksni. Sa ugovorom ključ u ruke, dobavljač je odgovoran da iskoordinira sve elemente. Funkcionalnost, performanse, odgovornosti i interfejsi su jasno definisani ugovorom. Međutim, projekti ključ u ruke imaju određene nedostatke. Između ostalog, toplotna pumpa normalno predstavlja veoma veliki deo ukupne investicije (25-75 %). Sa ugovorom ključ u ruke postoji rizik da postrojenje sa toplotnom pumpom nije u potpunosti konkurentno. Imajući u vidu navedeno, standardna preporuka je da se toplotna pumpa ugovori kao poseban projekat u kontekstu velikih i/ili kompleksnih projekata. Za manje, jednostavnije projekte toplotnih pumpi npr. projekti sa kondenzacijom dimnih gasova - toplotna pumpa može, međutim, da se ugovori kao profitabilno postrojenje po sistemu ključ u ruke. Prilikom odabira dobavljača uvek se preporučuje da se koristi kriterijum "ekonomski najpovoljnija ponuda", a ne kriterijum "najniža cena", jer je profitabilnost projekta sa toplotnom pumpom gotovo uvek mnogo osetljivijija ukoliko je kriterijum za poređenje COP (Koeficijent učinka). Uticaj na elektroenergetski sistem - Ekonomske analize iz priručnika ukazuju da toplotna pumpa pre svega deluje kao potrošačka jedinica u elektroenergetskom sistemu zasnovana na prekidu potrošnje, koji može nastati pri nižoj diskontinualnoj proizvodnji (u praksi izraženo kroz određivanje izrazito visoke cene ili do-propisane cene). Sa trenutno važećim okvirnim uslovima, pretpostavlja se da će toplotne pumpe biti u funkciji do sati godišnje, jer su tada konkurentne postrojenjima za proizvodnju toplotne energije koja kao pogonsko gorivo koriste prirodni gas. Neproizvodni su oni vremenski periodi (časovi rada) u kojima je cena električne energije vrlo visoka, što se obično poklapa sa vremenskim periodima kada je elektroenergetski sistem jako opterećen, i gde je važno da se smanji potrošnja. Okvirni uslovi - od ključnog značaja za zastupljenost Posebni troškovi tzv. "čisti" troškovi za električnu energiju (mreža i tarifni sistem, distributivna tarifa, taksa na električnu energiju, i PSO tarifa) imaju veliki uticaj na profitabilnost investicije u toplotnu pumpu. U priručniku se razmatraju načini mogućeg smanjenja ovih troškova, tako da se što više usklade sa ciljevima energetske politike, uključujući i želju da energetski sistem bude fleksibilniji i da udeo obnovljivih Билтен бр.330 Тим за корпоративни развој 5 (32)

5 izvora u proizvodnji energije bude što je moguće veći. Složeni odnosi utiču na profitabilnost projekta sa toplotnom pumpom. Izazov je da se ostvari ulaganje u toplotne pumpe koje će svojom proizvodnjom da obezbedi da cena grejanja bude što je moguće niža. Veća zastupljenost toplotnih pumpi u oblasti daljinskog grejanja zašto, gde, kako i kada? Zašto? Postoji potreba za fleksibilnošću, kao i da za korišćenjem električne energije za proizvodnju energije za daljinsko grejanje na efikasan način. Gde? Tamo gde je najprofitabilnija pod datim uslovima, odnosno gde toplotna pumpa pomaže da se smanje troškovi grejanja. Kako? Svaka toplana posebno procenjuje mogućnost primene toplotne pumpe, odnosno da li su one konkurentne u odnosu na druge tehnologije za proizvodnju toplotne energije. Kada? To zavisi od okvirnih uslova (takse i tarife), koji imaju veliki uticaj na konkurentnost toplotnih pumpi. Ovo uključuje procenu vrednosti toplotnih pumpi za elektroenergetski sistem. Билтен бр.330 Тим за корпоративни развој 6 (32)