CCCP - Centralizirani toplinski sustavi su budućnost europske tranzicije prema naprednim energetskim sustavima

Ekspertize: Energija

Centralizirani toplinski sustavi su budućnost europske tranzicije prema naprednim energetskim sustavima

Zakon o tržištu toplinske energije -  Članak 4. - Paragraf (1):

Izgradnja i razvoj centralnih toplinskih sustava i proizvodnja toplinske energije u kogeneracijskim postrojenjima na visokoučinkovit način, kao i njihovo održavanje i korištenje, od interesa su za Republiku Hrvatsku.

Iako smo svjedoci da se u Hrvatskoj mnogi ne snalaze u procesu prijelaza na individualno mjerenje preuzete topline, ipak je važno vidjeti i širu sliku. Europska Unija je prepoznala centralizirane toplinske sustave (CTS, ili popularno toplane) kao važan segment budućeg razvoja europske energetike, njene dekarbonizacije, i povećanja energetske učinkovitosti. Naime, količina otpadne topline u europskim industrijskim pogonima, elektranama, itd., koja grije naše rijeke, u stvari je dovoljna za sve naše potreba za grijanjem, te se može iskoristiti kao gotovo besplatno i čisto gorivo za grijanje naših domova. Nije naravno moguće spojiti sve kuće na CTS, jer su neke predaleko od izvora otpadne topline, ali možemo pokriti oko pola potreba za grijanjem, prvenstveno u gradovima. Znanstvenici na zagrebačkom Fakultetu strojarstva i brodogradnje rade na tome da ovu jeftinu energiju čim prije dovedu u domove naših sugrađana, sudjelujući u nekoliko europskih znanstvenih projekata, međutim ima nekoliko prepreka na tom putu.

Mi smo navikli plaćati električnu energiju i plin po potrošnji, ali nismo navikli plaćati vodu i toplinu po stvarnoj potrošnji. To dovodi do neracionalnog rasipanja, jer ako netko štedi, to mu se neće vidjeti u mjesečnom računu. Zato je potrebno čim prije prijeći na individualne račune, jer to vodi prema energetskoj učinkovitosti. Ako manje grijete, dobit ćete manji račun. Ako uložite u bolje prozore, dobit ćete manji račun. Međutim, kako jedino pravo rješenje, ugradnja mjerača predane topline na ulasku u svaki stan pomoću kalorimetara zahtjeva prilično veliku investiciju u stare zgrade u kojima su vertikalne cijevi za razvod topline provedene kroz stanove, značajno jeftinije rješenje je postavljanje razdjelnika na svaki radijator. Razdjelnici nam, putem očitanih impulsa, omogućavaju pošteniju raspodjelu potrošene toplinske energije očitane na zajedničkom mjerilu.

Kako stanovi koji su na kraju zgrada trebaju značajno veću količinu topline od onih koji su okruženi drugim stanovima, onda bi bilo logično da njima računi u stvari porastu, dok će onima u sredini značajno pasti. U slučaju prijelaza na neki drugi način grijanja, to će svakako tako i biti. Međutim, korektivnim faktorima se pokušava održati socijalna solidarnost koju su stanari u stanovima u sredini zgrade oduvijek plaćali grijanje onima na rubu zgrade. Nema savršenog rješenja, ali individualno mjerenje je neophodan korak naprijed prema učinkovitoj energetici. 

Individualizacija potrošnje toplinske energije je samo preduvjet ka ozbiljnijim uštedama energije, koje se u konačnici ostvaruju zahvatima na termo tehničkim sustavima te na obnovi vanjske ovojnice same zgrade. Ovaj postupak je izuzetno težak i dugotrajan, ali ujedno i jedini koji vodi stvarnom smanjenju troškova i ugodnijem stanovanju. Kako priča ne bi bila toliko crna, možemo izdvojiti jedan uspješan primjer postupne tranzicije tri zgrade obuhvaćene zatvorenim toplinskim sustavu, u naselju Švarča, u Gradu Karlovcu. Kao energent se donedavno koristilo loživo ulje, nakon čega je napravljena prvo tranzicija na prirodni plin. Nakon toga uslijedila je ugradnja razdjelnika topline, prije početka prošlogodišnje sezone grijanja, dok se tokom ovog ljeta krenulo u potpunu obnovu vanjske ovojnice zgrade, koja je ujedno obuhvaćala i ugradnju izolacije. Kroz ovu tranziciju obuhvaćen je bio 131 stan dok je ukupna investicija, sufinancirana sredstvima Fonda za zaštitu okoliša i energetsku učinkovitost, iznosila 4,2 milijuna kuna. Prema projektnoj dokumentaciji sa fasadom od 14 centimetara stiropora i sa izmjenom stolarije ušteda bi trebala biti do 60 posto. 

STRATEGO, BEAST, 4DH

Replikacijom i multiplikacijom takvih projekata se na razini države mogu ostvariti iznimno velike energetske uštede. Rezultati projekta STRATEGO pokazali su značajan potencijal za unaprjeđenje sektora grijanja u Hrvatskoj. Kroz projekt je pokazana mogućnost postizanja ekonomski opravdanih ušteda u grijanju, izolacijom zgrada, od čak 40% na nacionalnoj razini, potencijal povećanja udjela centraliziranih toplinskih sustava na 40% s trenutnih 15% te mogućnost dobave 45% toplinske energije potrebne za centralizirane sustave grijanja iz izvora otpadne topline. Spomenuti zahvati kumulativno mogu rezultirati uštedama potrošnje primarne energije od 32% te smanjiti emisije stakleničkih plinova za 47% u sektorima grijanja, hlađenja i elektroenergetskom sektoru promatrano na godišnjoj razini do 2050. godine. Osim navedenih prednosti, takav sustav bi rezultirao i smanjenjem troškova u spomenutim sektorima za 12%, uključujući amortizaciju svih investicija, u usporedbi s referentnim stanjem.

Druga važna reforma koja treba uslijediti je vezana za formiranje cijene topline koju plaća CTS. Toplina se danas kupuje po cijeni energetske vrijednosti plina, što je značajno preskupo. Liberalizacijom kupnje toplinske energije od najboljeg ponuđača, ta bi cijena trebala značajno pasti, jer otpadna toplina u stvari nema neku vrijednost, ili čak ima negativnu vrijednost. Također, u trenucima kada je električna energija jeftina na burzi električne energije, što se sada često događa zahvaljujući visokom udjelu obnovljivih izvora, moguće ju je koristiti za proizvodnju topline. To je danas čest slučaj u visokorazvijenim zemljama poput Danske, a nema nikakvog tehničkog ili ekonomskog razloga zašto jeftina energija ne bi bila dostupna i građanima Hrvatske.

Osim primjera iz visokorazvijenih zemalja, postoje i oni iz tranzicijskih, sličnijih Hrvatskoj, koje su uspjele smanjiti troškove grijanja pomoću CTS-a i učinile ga najekonomičnijim načinom zagrijavanja prostora. Jedan takav dolazi iz Latvije. Jelgava, 4. grad po veličini sa 64 tisuće stanovnika uspio je smanjiti troškove grijanja iz CTS-a i pritom prijeći na obnovljivi izvor energije. Stare plinske kotlove su 2013. godine zamijenili sa novom modernom kogeneracijom na biomasu i na taj način smanjili cijenu toplinske energije sa 75,5 EUR/MWh na 58,57 EUR/MWh. Dodatne prednosti koje su ostvarene ovim projektom su: strana ulaganja tvrtke Fortum u vrijednosti od 90 milijuna eura, rekonstrukcija toplovodne mreže, eliminiranje gotovo svih emisija CO2, otvaranje novih 82 radnih mjesta samo u toplani-elektrani, smanjenje godišnjeg uvoza energije u vrijednosti od 4 do 6 milijuna eura što direktno pozitivno utječe na ekonomsku bilancu Latvije. U Jeglavi se kogeneracijom  pokriva 85% potrošnje toplinske energije, a 15% vršnog opterećenja toplinskog sustava pokrivaju plinski kotlovi. Biomasa, koja se koristi kao gorivo doprema se kamionima, a radi se o šumskim ostacima, poput grančica i ostacima iz poljoprivrede. Ovaj primjer je bitan jer je usporediv sa primjerom Grada Velike Gorice, u kojem je sličan projekt naišao na neodobravanje, a tamošnji građani i danas plaćaju vrlo visoku cijenu toplinske energije, koja uz to dolazi od fosilnih goriva, prirodnog plina i lož ulja.

Daljnje uštede u troškovima grijanja u Jeglavi ostvarene su na način da se krenulo u cjelovitu obnovu stambenih zgrada, koja je obuhvaćala izolaciju vanjske ovojnice, zamjenu prozora, rekonstrukciju vodovodnih instalacija, ugradnju razdjelnika topline i termostata, unaprjeđenje sustava ventilacije, itd. Na ovaj način smanjena je potrošnja topline za 50%, a projekt je sufinanciran od njemačkog Saveznog ministarstva zaštite okoliša i prirode te Saveznog ministarstvo za nuklearnu sigurnost i Europskog fonda za regionalni razvoj. Više detalja o projektu se može naći na stranicama BEAST projekta www.beastproject.eu , a jedan od projektnih partnera je i Fakultet strojarstva i brodogradnje Sveučilišta u Zagrebu.

Pored projekata STRATEGO i BEAST financiranih 75% iz CIP programa Europske unije, od 2012 godine Fakultet strojarstva i brodogradnje sudjeluje u znanstveno istraživačkom projektu 4DH, sufinanciranom od strane Danskog fonda za inovaciju, a cilj projekta je razvit napredne centralizirane toplinske sustave četvrte generacije. To su uglavnom nisko temperaturni sustavi s polaznim temperaturama vodova do 55°C te povratnih temperatura od 25°C. Ovi sustavi su prvenstveno namijenjeni za zagrijavanje energetski učinkovitih zgrada te zadovoljenje potreba za potrošnom toplom vodom, no mogu biti korišteni i za potrebe zagrijavanja staklenika u poljoprivredi i drugih procesa. Najveća prednost niskotemperaturnih sustava je što omogućuju integraciju topline iz izvora kao što su prije spomenuta otpadna toplina iz raznih procesa te geotermalna ili solarna toplinska energija. Nadalje u niskotemperaturnim sustavima gubici po jediničnoj duljini vodova su znatno manji te se u ovom slučaju udaljenost od centraliziranog izvora do potrošača može prelaziti i 20 km. Nordijske zemlje su rano prepoznale prednost centraliziranih toplinskih sustava i trenutno se u Danskoj 60% toplinskih potreba zadovoljava iz centraliziranih toplinskih sustava raznih veličina i profila te se radi na daljnjem proširenju kako bi se do 2030. zadovoljavalo 75% potreba. U centraliziranim toplinskim sustavima u Danskoj već sada je integrirano više od 500.000 m2  solarnih toplinskih kolektora, kojima se godišnje uštedi od 15%-25% potreba za primarnim energentima, uglavnom plinom i biomasom. Unatoč strateškom cilju iz 2009. godine od gotovo 1.000.000 m2 instaliranih toplinskih kolektora u Hrvatskoj, do danas nažalost prednosti solarne energije ili geotermalne energije za uštedama primarnih energenata u centraliziranim toplinskim sustavima u praksi nisu prepoznate, no znanstvenici s Fakultet strojarstva i brodogradnje rade na tomu da se stvari promijene na bolje. 

Fortum - Centralizirani toplinski sustav grada Jeglava, Latvija

U ovom trenutku Fakultet strojarstva i brodogradnje se može pohvaliti da sudjeluje u procesu pregovora za tri uspješno prijavljena projekta za poboljšanje centraliziranih toplinskih sustava u Europi, koji će se u potpunosti financirati EU sredstvima iz vrlo kompetitivnog programa Obzor 2020. Rezultati projekta će daljnje unaprijediti centralizirane toplinske sustave u Europi te će biti dostupni znanstvenoj  i široj javnosti.  

Autori teksta su djelatnici i studenti Zavoda za energetska postrojenja, energetiku i ekologiju, Fakulteta strojarstva brodogradnje, Sveučilišta u Zagrebu:

Voditelji hrvatske participacije u projektima 4DH, STRATEGO, Coolheat i HRE, Prof. dr. sc. Neven Duić

Voditelji hrvatske participacije projektima BEAST, PHOENIX, DISKNET, doc. dr.sc. Goran Krajačić

viši asistent i stručni suradnik na projektima dr. sc. Tomislav Pukšec

Tomislav Novosel mag. ing. stroj., student poslijediplomskog studija FSBa

Nikola Matak mag. ing. stroj., student poslijediplomskog studija FSBa

Za komentiranje trebate biti prijavljeni. Prijavite se ili se registrirajte kao novi član.

Molimo Vas da ne šaljete neprimjerene komentare.

Ovaj tekst još nije komentiran. Budi prvi.