BEZPIECZNA i CZYSTA ENERGIA (95% RES)

Elektrociepłownia przyszłości

Łączna powierzchnia ogrzewania (m²)

Ciepło dostarczane do odbiorców (MWh/rok)

Wykorzystana energia elektryczna (MWh/rok)

Dzienny udział energii OZE w [%]

Miesięczny udział energii OZE w [%]

Dzienny lokalny wskaźnik emisji CO2 w [g/kWh]

Miesięczny lokalny wskaźnik emisji CO2 w [g/kWh]

Emisja CO2 (g/kWh) w 2022 r. wg. IAE.org

Więcej o projekcie

Pierwszy w Europie innowacyjny system zaprojektowany i zbudowany w ramach zamówienia publicznego ogłoszonego przez Narodowe Centrum Badań i Rozwoju RP w 2021-2023.

Fazy złożonego rozwiązania

Aby stworzyć innowacyjny system wytwarzania ciepła i energii elektrycznej w oparciu o koncepcję Klastra Energii, z maksymalnym udziałem OZE, a także osiągnąć najbardziej ekonomiczne, energooszczędne i ekologiczne rozwiązanie w określonych warunkach, kompletny proces obejmuje:

Zbieranie danych i projektowanie rozwiązania

Model numeryczny i cyfrowy bliźniak

Implementacja

Szkolenie personelu i wsparcie

Główne elementy technologii

Według szczegółowych analiz, obliczeń i symulacji cyfrowego bliźniaka, system innowacyjnej technologii elektrowni obejmuje:

DOKŁADNIE ZAPLANOWANY I OBLICZONY PROJEKT

Innowacyjny system elektrociepłowni składający się z wielu elementów jest elastyczny pod względem zmienności stosowanych technologii: m.in. planowane jest połączenie lokalnych systemów PV i wiatraków, system jest również przygotowany do zasilania wodorem i produkcji skroplonego/sprężonego biometanu (bioLNG/bioCNG), który można wykorzystać do zasilania autobusów miejskich i maszyn rolniczych.

Schemat Techniczny

WKŁAD OZE

Kogenerator (biometan) 48.8%

Szczytowy kocioł grzewczy (biometan) 15.43%

Kocioł technologiczny (biometan) 12.89%

Sekcja pomp ciepła A/W 10.36%

Pompa ciepła W/W 9.1%

Szczytowy kocioł grzewczy (gaz ziemny) 6.43%

ZALETY INNOWACYJNEGO SYSTEMU

Konfiguracja współpracy urządzeń pozwala na osiągnięcie udziału OZE na poziomie 95%/rok i niskiej wartości CO2 10 g/kWh, ok. 40 razy mniejsza od średniej w polskim ciepłownictwie.

Moduł kogeneracyjny na biogaz produkuje jednocześnie ciepło i energię elektryczną, która jest w 100% odnawialna; pompy ciepła (W/W, A/W) pracują aby osiągnąć maksymalny współczynnik efektywności energetycznej; kocioł z alternatywnym spalaniem biogazu i gazu ziemnego, pozwala na wykorzystanie gazu ziemnego jedynie w momentach szczytowych

Wszystkie procesy technologiczne realizowane są w systemie zamkniętym, uniemożliwiającym przedostawanie się nieprzyjemnych substancji zapachowych do środowiska

Wybrane parametry techniczne gwarantują wysoką niezawodność produkcji i dostaw energii do odbiorców końcowych. Wskaźnik niezawodności opracowanej technologii zimą wynosi >0,992, a latem >0,999

W celu zapewnienia wysokiego udziału energii odnawialnej w strukturze zapotrzebowania na ciepło i energię istnieje możliwość przyłączenia dodatkowych OZE

Nadrzędny układ sterowania gwarantujący nie tylko wysoką niezawodność działania Technologii, ale także wysoką niezawodność wytwarzania i optymalizacji dystrybucji ciepła pod kątem efektywności ekonomicznej

Rezultaty

Nasz innowacyjny system powstał w mieście Sokołow Podlaski, 99 km na wschód od Warszawy, który liczy 18924 mieszkańców. System dostarcza ciepło i energię elektryczną do 198 budynków i pokrywa 41% potrzeb miejskiego systemu ciepłowniczego.

SILNIKI KOGENERACYJNE, POMPY CIEPŁA I KOCIOŁ NA BIOGAZ

Elektrociepłownia Sokół, zgodnie z Projektem, stanie się aktywnym elementem lokalnego systemu elektroenergetycznego, stabilizującym pracę jednostek wytwarzających energię ze źródeł odnawialnych i borykających się z dobowymi i sezonowymi niedopasowaniami podaży i popytu.

Wydzielona miejska sieć ciepłownicza będzie zasilana energią wytwarzaną przez układ silników kogeneracyjnych, pomp ciepła i kotła biogazowego, gdzie paliwem będzie biometan pochodzenia rolniczego, a w przyszłości także wytwarzany z odpadów przemysłowych i komunalnych. Miejska sieć ciepłownicza będzie dostarczać ciepło o parametrach na poziomie 80/60 stopni Celsjusza, w przyszłości parametry te mogą zostać obniżone do 70/50 stopni Celsjusza, co pozwoli na zmniejszenie strat w sieci ciepłowniczej.

Układ kogeneracyjny, zasilany biometanem, będzie wytwarzał energię elektryczną i ciepło z magazynowanej „zielonej” energii. Harmonogram jego pracy będzie zależał nie tylko od bieżących potrzeb elektrociepłowni, ale także od rynkowego zapotrzebowania na energię elektryczną, czyli od aktualnej ceny sprzedaży/kupna. Możliwe będzie zarządzanie pracą modułu CHP poprzez magazynowanie wytworzonego biogazu, inteligentne sterowanie pracą pomp ciepła powietrze/woda.

Opracowany system będzie przygotowany do zasilania wodorem oraz do produkcji sprężonego biometanu (bioCNG), który może być wykorzystany do zasilania autobusów miejskich i maszyn rolniczych. Docelowo lokalny system energetyczny będzie integrował infrastrukturę elektryczną o łącznej mocy około 10 megawatów, w tym: turbiny wiatrowe, farmy fotowoltaiczne oraz kogeneratory zasilane biometanem.

Prawie 100% OZE i integracja systemu

Twórcy innowacyjnej koncepcji mają ambicję, aby przygotowywane rozwiązania służyły poprawie bezpieczeństwa i autonomii energetycznej miasta i powiatu Sokołów Podlaski, gwarantując jednocześnie akceptowalne społecznie ceny usług komunalnych.

Na tle innych koncepcji projekt dla Sokołowa Podlaskiego wyróżnia się szczególnie integracją, opartą na pracy sztucznej inteligencji, wielu rozproszonych geograficznie elementów technologii OZE, a w szczególności budową pełnej ścieżki technologicznej biometanu, obejmującej produkcję biogazu, jego magazynowanie, uszlachetnianie i transport z terenów rolniczych do miasta, gdzie jest on wykorzystywany do produkcji ciepła i energii elektrycznej (a w przyszłości być może także do produkcji chłodu i paliwa dla czystego transportu publicznego).

Jednocześnie inicjatywa wpisuje się w szerszą strategię klastra, która zakłada dążenie do zbudowania samobilansującego się obszaru energetycznego, osiągnięcia przez lokalną ciepłownię statusu przedsiębiorstwa energooszczędnego oraz wdrożenia nowoczesnych usług energetycznych dla gospodarstw domowych i przedsiębiorstw. Usługi te obejmują np. uruchomienie ekologicznego transportu publicznego, wsparcie rozwoju elektromobilności indywidualnej, prosumentów indywidualnych i instytucjonalnych, budowę systemowego ciepła hybrydowego, rozwój inteligentnego opomiarowania. Wszystko to idzie w parze ze wzmocnieniem nowoczesnych kompetencji energetycznych.

Nazwa Zamówienia: 88/21/PU/P63 – Elektrociepłownia w lokalnym systemie energetycznym

Status zamówienia: Zakończone
Numer zamówienia: 88/21/PU/P63
Data rozpoczęcia: 28.05.2021
Data zakończenia II ETAPU Prac: 14.12.2023
Budżet II ETAPU projektu: 54 551 371,58 zł brutto
Opis zamówienia: Głównym celem przedsięwzięcia „Elektrociepłownia w lokalnym systemie energetycznym” jest opracowanie i demonstracja innowacyjnej technologii uniwersalnego systemu wytwarzania i magazynowania energii do celów grzewczych w połączeniu z kogeneracją opartą o odnawialne źródła energii dla autobilansowania lokalnego systemu elektroenergetycznego.