Промислове скидне тепло витісняє викопне паливо для генерації ЦТ в Швеції

2020-11-16

Скидне тепло (не плутати зі спаленням твердих побутових відходів) – це будь-яка форма теплової енергії, що виробляється як побічний результат промислового процесу. Для виробництва своєї продукції підприємства використовують різноманітні види палива; при цьому часто виробляється надлишок тепла у вигляді пари, конденсату або просто теплої води. У багатьох випадках це надлишкове тепло потрібно вивітрити, аби не порушити основний технологічний процес. Дуже часто надлишкове тепло охолоджується в сусідньому водосховищі або вивітрюється в атмосферу через градирні. Що це означає з теплової точки зору? Тепло витрачається даремно. Натомість, таке тепло може стати важливим джерелом енергії для централізованого теплопостачання.

В Швеції скидне тепло забезпечує більше ЦТ, ніж вугілля, газ та торф разом узяті.

Тобто 9% теплової енергії генерується без додавання будь-якого палива в систему. Це добре для навколишнього середовища та гаманців клієнтів централізованого теплопостачання.

В Швеції скидне тепло промисловості забезпечує 4,5 ТВт-год ЦТ. Це більше, ніж вугілля, природний газ та торф разом узятих, на частку яких припадає 2,6 ТВт-год., або 5% централізованого теплопостачання. Для країни з суворим північним кліматом, як Швеція, це суттєвий показник, оскільки це означає, що 9% централізованого теплопостачання надходить від ресурсу, який не потребує використання будь-якого палива. Швеція є однією з провідних країн у світі щодо використання скидного тепла.

Мал. 1: Джерела енергії для виробництва ЦТ у Швеції в 2019 році. Разом: 53,0 ТВт-год

Джерело: Swedenergy (Energiföretagen), аналіз Sweco

В Швеції промислові відходи тепла використовують у централізованих теплових мережах приблизно в 80 поселеннях. Співпраця щодо відпрацьованого тепла актуальна для міст будь-якого розміру, таких як Оксельосунд з 12 тисячами жителів або Гетеборг з населенням понад півмільйона людей. Системи ЦТ будь-якого розміру можуть бути розроблені для використання будь-якої частки відпрацьованого тепла. Діапазон варіюється від мереж ЦТ, в яких відпрацьоване тепло забезпечує весь попит на централізоване теплопостачання, до мереж ЦТ, що мають менше одного відсотка відпрацьованого тепла в суміші генерації. Є великі міста, де велика частка припадає на промислові відходи тепла. Наприклад, система теплопостачання в Гетеборгу використовує найбільшу кількість відпрацьованого тепла у Швеції, 1,1 ТВт-год, що становить 30% від загальної кількості виробленого ЦТ.

Табл. 1: Приклади співпраці щодо використання скидного тепла в Швеції

Джерело: Swedenergy (Energiföretagen), аналіз Sweco

Які галузі можуть бути джерелами скидного тепла? Коротка відповідь – більше, ніж здається! Скидне тепло може надходити як від великих галузей промисловості, таких як паперові фабрики, нафтопереробні та хімічні виробництва, так і від дрібних місцевих галузей, таких як пекарні, ливарні та друкарні. Навіть джерела тепла, які працюють за нижчих температур, можна використовувати для централізованого опалення, наприклад, центри обробки даних чи торгові центри. Такі галузі поширені не лише у Швеції, але й в інших країнах. Використання переробленої енергії у вигляді відпрацьованого тепла – це основна ідея централізованого теплопостачання.

Суттєві досягнення у сфері використання скидного тепла у Швеції є результатом успішної співпраці між компаніями ЦТ та промисловістю. Як правило, промислове підприємство продає надлишок тепла, і компанія ЦТ купує цей ресурс, щоб виробляти ЦТ для подальшого постачання своїм клієнтам. Для промисловості ця співпраця означає додаткову лінію доходу, яка може бути важливим фактором забезпечення конкурентоспроможності промислової продукції. Компанії теплопостачання, як правило, розглядають цю співпрацю як спосіб зменшення своїх витрат. Нарешті, співпраця щодо використання скидного тепла є важливим фактором як для промисловості, так і для компаній ЦТ у досягненні своїх екологічних цілей, оскільки використання відпрацьованого тепла дозволяє виробляти ЦТ без додавання в систему нового палива. Знаючи ці переваги, співпраця щодо скидного тепла також підтримується місцевими муніципалітетами.

Клієнти теплопостачання також отримують перевагу, якщо їх компанія теплопостачання використовує скидне тепло. Перш за все, вони отримують чистіше середовище. По-друге, населення отримує вигоду від більш конкурентоспроможної галузі, яка, ймовірно, запропонує більше робочих місць та сприятиме збільшенню податкових надходжень для місцевої громади. Нарешті, використання скидного тепла може бути причиною зниження тарифів на ЦТ. Хорошим прикладом є шведське місто Лулео з 50 тисячами жителів, розташоване майже за Полярним колом. Тариф на теплопостачання Лулео складає лише приблизно половину найдорожчого тарифу ЦТ у Швеції, незважаючи на суворий клімат та віддалене розташування. Поясненням такого низького тарифу є налагоджена співпраця між компанією ЦТ та місцевою металургійною промисловістю SSAB, шо забезпечує 84% тепла для цієї мережі ЦТ.

Однак іноді виявляється, що підприємство з надлишком тепла знаходиться занадто далеко від мережі централізованого теплопостачання. У цьому випадку налагодження співпраці може виявитися занадто дорогим. У деяких випадках у галузі також можуть виникнути труднощі із гарантуванням постачання відпрацьованого тепла на рівні, прийнятному для компанії ЦТ. В таких випадках співпраці не буде.

В Україні існує значний потенціал утилізації скидного тепла, і він не обмежується містами з енергоємними галузями промисловості.

Команда SUDH працює над двома проєктами, спрямованими на утилізацію відпрацьованого тепла. Наразі ці проекти знаходяться на стадії техніко-економічного обґрунтування.

Програма “Швеція-Україна Підтримка Централізованого Теплопостачання” (SUDH) підтримує централізоване теплопостачання в Україні, а саме покращення технічних стандартів та конкурентоспроможності ЦТ, одночасно зменшуючи його вплив на навколишнє середовище. Ми бачимо, що є великий потенціал використання скидного тепла підприємств для генерації ЦТ в Україні. Цей потенціал не обмежується лише локаціями з енергоємними галузями, як наприклад виробництво сталі. Українські галузі потребують додаткового джерела доходу для збільшення конкурентних переваг своєї продукції, компанії з теплопостачання потребують більш дешевих та стійких джерел тепла, а українські споживачі ЦТ потребують чистіших та дешевших джерел тепла. Тому ми докладаємо особливих зусиль, щоб продемонструвати можливість використання промислового скидного тепла в проєктах SUDH.

Наразі команда SUDH працює над двома випадками, які можуть стати прикладами співпраці між галузями приватного сектору та муніципальними компаніями ЦТ з метою утилізації відпрацьованого тепла. Це безпрецедентна співпраця для України.

Стаття підготовлена: Ронні Нільссон, Юлія Косулько