Sieci ciepłownicze są postrzegane jako istotne rozwiązanie mające na celu przeciwdziałanie zmianom klimatu, poprawienie jakości życia oraz ograniczenie zanieczyszczenia powietrza na skutek tzw. niskiej emisji. W większości zasilane są na podstawie konwencjonalnych źródeł, a ich parametry techniczne zakładają wysoką temperaturę medium – nawet 100 stopni Celsjusza w zależności od zapotrzebowania odbiorców.

Z punktu widzenia gospodarki o obiegu zamkniętym systemy ciepłownicze przynoszą znaczne korzyści. Wiążą się jednak z nimi także określone problemy – zaliczają się do nich m.in. straty ciepła czy brak możliwości wykorzystania wszystkich istniejących źródeł. W Polsce znaczną przewagę stanowią sieci ciepłownicze trzeciej, a także w mniejszej mierze czwartej generacji. Jest to infrastruktura zbudowana z rurociągów preizolowanych. Budowa takiego rurociągu składa się ze stalowej rury przesyłowej, warstwy izolacyjnej z poliuretanu i płaszczu z polietylenu wysokiej gęstości.

Rura przesyłowa może być pojedyncza, wówczas układ składa się z dwóch rurociągów – zasilania i powrotu – lub z dwóch w jednym, wspólnym płaszczu. Jest to rzadziej używany system twin-pipe. Pomimo wielu zalet duo, główny problem występuje na etapie montażu i wykonania złącza spawanego, który musi spełniać odpowiednią klasę jakości.

Podstawową różnicą między technologiami z użyciem „preizolatów”, a pierwszymi generacjami jest występowanie izolacji oraz występowanie systemu alarmowego. Jego zadaniem jest monitoring szczelności rurociągu i wykrycie ewentualnych wycieków lub zawilgoceń.

Pierwsze generacje sieci ciepłowniczych były zbudowane z rur stalowych, zaizolowanych ręcznie wełną mineralną, elementami wapnia i azbestu, które najczęściej oddzielano od gruntu za pomocą specjalnych betonowych kanałów. W praktyce każdej zimy powierzchnia nad ciepłociągiem zawsze była odpowiednio dogrzana, niepotrzebnie uwalniając do atmosfery potężne ilości ciepła.

Rozwiązaniem dotychczasowych problemów jest nowa, piąta generacja. Zakłada ona znacznie niższą temperaturę pracy, a także możliwość gromadzenia ciepła odpadowego do ponownego wykorzystania. W praktyce sieć ciepłownicza umożliwi elastyczne wykorzystanie energii i rozwój relacji prosumenckich. Dzisiaj ciepło płynie od elektrociepłowni do odbiorcy, w przyszłości kierunek przepływu będzie dwustronny.

Pierwszy odcinek systemu ciepłowniczego piątej generacji o długości 750 m zasili w ciepło i chłód Morskie Centrum Nauki na szczecińskiej wyspie Łasztownia.

Będzie to nowoczesny, niskotemperaturowy system wykorzystujący lokalnie występujące ciepło odpadowe, pompy ciepła i źródła odnawialne.

Szczecińska Energetyka Cieplna (SEC) posiada łącznie 333 kilometry sieci ciepłowniczych i 2,9 tys. węzłów cieplnych. Nowy ciepłociąg, chociaż będzie przysłowiową „kroplą w morzu”, jest zapowiedzią innowacji w technologii sieci przesyłowych.

– Chcemy stworzyć na Łasztowni inteligentny system ciepłowniczy oparty na ectogrid™, czyli sieci ciepłowniczej piątej generacji, która będzie wykorzystywać przede wszystkim to, czego jest w nadmiarze – wyjaśnia Mariusz Majkut, prezes Szczecińskiej Energetyki Cieplnej. – W procesach produkcyjnych i usługowych występują ogromne ilości takiego ciepła, a w gęsto zabudowanej tkance miejskiej są takie obiekty, które mogą to ciepło zagospodarować. Zamiast więc tracić je bezpowrotnie, my jako Szczecińska Energetyka Cieplna chcemy tę dobrą energię zagospodarować.

SEC zwraca uwagę, że na terenie Łasztowni funkcjonują obiekty o bardzo zróżnicowanym charakterze. Zróżnicowanie jest wskazane, aby powstała odpowiednia sieć powiązać na tle energetycznym.

Temperatura czynnika w ciepłociągu na Łasztowni nie przekroczy 50 stopni Celsjusza. Uzyskana efektywność wynika z mniejszej różnicy temperatur pomiędzy czynnikiem grzewczym a otoczeniem. Sieć pod kątem eksploatacji będzie również bardziej trwała oraz tańsza, ze względu na wykorzystanie materiałów przystosowanych do mniejszych temperatur.
Największą zaletą będzie jednak możliwość odbioru ciepła odpadowego z budynków. Ciepło odpadowe ma zazwyczaj stosunkowo niską temperaturę, przez co wprowadzenie go do sieci wysokoparametrowej nie było możliwe. Czynnik grzewczy przy spełnieniu odpowiednich warunków będzie mógł służyć także jako zasilanie układów chłodniczych.

Realizacja inwestycji planowana jest w podobnym okresie, co zakończenie budowy Miejskiego Centrum Nauki – nastąpi to w pierwszej połowie 2021 roku. Warto dodać, że nie tylko infrastruktura podziemna będzie proekologiczna. Sam budynek MSC jako jedyny w Polsce otrzyma certyfikat LEED, przyznawany najbardziej energooszczędnym obiektom budowlanym na świecie. Tak rozpoczyna się era energooszczędnych, ekologicznych miast w naszym kraju.

Tekst: PM